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s/productivité/productivity/gi

Landmanagement Subsahara-Afrika: Gemeinsame Entwicklung von Innovationen für ein nachhaltiges Landmanagement in kleinbäuerlichen Betrieben in West-Afrika, Teilvorhaben 3: Modellgestützte Bewertung von Intensivierung und Anreizen in der Landwirtschaft

Untersuchungen zur Rolle verschiedener Eisenquellen für die biologische Produktivität im Ozean mittels eines globalen Modells der Eisenisotopie

Eisen ist ein essenzieller Mikronährstoff für marine Organismen. Die Eisenverteilung im Ozean beeinflusst die Primärproduktion von Phytoplankton und dadurch die Aufnahme von Kohlendioxid im Ozean stark. Während wir langsam ein genaueres Bild der gegenwärtigen globalen Verteilung von gelöstem Eisen im Ozean bekommen, besteht noch kein Konsens in den Mechanismen, die diese Verteilung steuern, und vor allem in der Rolle der verschiedenen externen Eisenquellen für den Ozean (z.B. Eintrag durch Staub, aus Meeressedimenten, hydrothermalen Quellen und Flüssen). Einige dieser Quellen (z.B. Staubdeposition) werden sich stark mit dem laufenden Klimawandel ändern, andere, etwa der Eintrag aus Hydrothermalquellen, nicht. Wegen der Unsicherheit darüber, wie relevant die spezifischen Quellen sind, sind daher Vorhersagen zum zukünftigen Eisenkreislauf und damit zur Veränderung der Primärproduktion als Folge des Klimawandels stark erschwert.Eine neue Methode, die Rolle der verschiedenen Eisenquellen zu untersuchen, ist die Analyse der stabilen Isotopenzusammensetzung von gelöstem Eisen im Ozean. Da die verschiedenen externen Quellen von Eisen je unterschiedliche Isotopenverhältnisse haben, kann die Isotopenzusammensetzung von Eisen im Ozean im Prinzip verwendet werden, um die relativen Beiträge der verschiedenen Quellen zu erschließen. Allerdings wirken sich auch Prozesse im Inneren des Ozeans, die Eisen zwischen seinen verschiedenen Formen (gelöstes Eisen, abiotische und biologische Partikel, Redoxzustände) umwandeln, auf die Isotopenzusammensetzung aus, d.h. sie fraktionieren. Dazu kommt die Vermischung der Isotopenzusammensetzung durch physikalische Prozesse (Transport mit der Strömung und Diffusion). Die Interpretation von Eisenisotopendaten im Ozean erfordert daher die Kombination von Beobachtungen mit einem Modell des Eisenkreislaufs im Ozean. In dem beantragten Projekt wird ein globales biogeochemisches Modell von Eisen um eine explizite Darstellung von Isotopeneffekten erweitert, mit dem Ziel, die Rolle der verschiedenen Prozesse zu entschlüsseln, die die Isotopenzusammensetzung von gelöstem Eisen im Ozean beeinflussen. Das globale biogeochemische Modell basiert auf meinen früheren Arbeiten. In Kombination mit der weiter stattfindenden Zunahme von Eisenisotopenmessungen im Rahmen des internationalen GEOTRACES Programmes ermöglicht das Modell eine bessere Quantifizierung der Größe und der relativen Rolle der externen Eisenquellen für die Gegenwart und somit auch robustere Prognosen der zukünftigen marinen Primärproduktion.

Stickstofffixierung in der monsunbeeinflussten Flussfahne des Mekong

Das Südchinesische Meer ist das größte Randmeer der Erde und ausschließlich von stark besiedelten Ländern wie China, Indonesien, Philippinen oder Vietnam umgeben. Klimaänderung und menschliche Einflüsse im Einzugsgebiet des Mekong (18 geplante Stauseen zu Stromgewinnung und Intensivierung der Aquakultur) werden die Flusseinträge drastisch verändern und in der Folge die Biogeochemie der Küstengewässer. Die Geschwindigkeit und Größenordnung dieser Veränderungen lassen es wahrscheinlich erscheinen, dass das hier geplante Feldprogramm eine der wenigen Gelegenheiten sein wird, dieses Meeresgebiet zu erfassen, bevor es sich grundlegend verändert hat. Die gegenwärtige Rolle der Nährstoffeinträge des Mekong für die Produktivität des Südchinesischen Meeres soll im Vergleich zu den Nährstoffeinträgen durch den Auftrieb während des SW Monsuns untersucht werden. Ergebnisse früherer Arbeiten von uns lassen vermuten, dass die Stickstofffixierung von Cyanobakterien, die in Symbiose mit Diatomeen vorkommen, eine zentrale Rolle spielt. Zudem gibt es einzellige und koloniebildende N-Fixierer wie Trichodesmium in der Flussfahne. Die Interaktion von stickstofffixierenden Organismen, die von den Einträgen des Mekong abzuhängen scheinen, ist bislang nicht verstanden und steht im Fokus dieses Projektes. Die Nährstoffzusammensetzung in Wasser und die Aufnahme von markierten Kohlenstoff und Stickstoffverbindungen wird in der Flussfahne und im Auftriebsgebiet quantifiziert. Zudem wird auf Zellebene der Austausch von Stickstoff und Kohlenstoff zwischen Diatomeen und ihren stickstofffixierenden Symbionten mittels NanoSIMS analysiert. Zeitgleich wird die Gemeinschaft der Stickstofffixierer entlang der Flussfahne und im offenen südchinesischen Meer von amerikanischen und vietnamesischen Kollegen durch genomische, molekularbiologische und taxonomische Methoden erfasst. In der Synthesephase des Projektes soll durch die Zusammenführung aller Ergebnisse ein tiefgreifendes Verständnis des menschlichen Einflusses auf die Biogeochemie des Küstenmeeres vor Vietnam erreicht werden. Zwei Expeditionen in das Gebiet des Mekongausstroms sind bereits durch einen genehmigten Antrag des Schmidts Oceanographic Institute aus den USA abgesichert, so dass Probennahmen und Experimente an Board geplant werden können. Aufgrund des früheren, sehr erfolgreichen DFG finanzierten Vorhabens bestehen enge Kontakte zum Institute of Oceanography in Nha Trang, Vietnam, auf die hier aufgebaut wird.

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 2: Biodiversitätsuntersuchungen

Ziel des Vorhabens ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Die Biodiversität der Typha-Produktionsflächen wird durch ein Monitoring mehrerer Organismengruppen (Gefäßpflanzen, Libellen sowie gegebenenfalls bei Verfügbarkeit von Hilfskräften ergänzend Vögel, Heuschrecken und Amphibien) erfasst und bewertet. Zudem werden dieselben Organismengruppen in naturnahen Rohrkolben-Röhrichten untersucht. Darüber hinaus wird die Vegetationsentwicklung innerhalb der Produktionsflächen untersucht, um Wachstum und Vitalität der Thypha-Bestände im Zusammenspiel mit anderen Röhrichten zu beobachten. Aus der vergleichenden Analyse der Biodiversität der Typha-Produktionsflächen mit naturnahen Rohrkolben-Röhrichten und der detaillierten Analyse der Vegetationsentwicklung, werden Vorschläge zur Pflege und Entwicklung der Paludikultur erarbeitet, die eine hohe Produktivität bei gleichzeig hoher Biodiversität ermöglichen sollen.

Entwicklung und Fertigung von aluminiumbasierten Bipolarplatten mit Anwendung in NT-PEM-Brennstoffzellen, Teilvorhaben: Selektiver Laserabtrag der Sol-Gel Beschichtung

Waldökosysteme im Klimawandel - Abhängigkeit der Produktivität und der Klimaschutzleistung von regulierenden Ökosystemfunktionen und Empfehlungen für eine ökosystembasierte Anpassung der Forstwirtschaft, Teilvorhaben 2: Fernerkundliche Messgrößen

Das Oberziel des hier dargestellten Vorhabens ist es, einen Beitrag zur Konzeption einer ökosystembasierten Anpassung der Waldbewirtschaftung an den Klimawandel zu leisten. Die so langfristig gestärkte Resilienz von Waldökosystemen soll, v. a. bei zunehmend extremen Witterungsereignissen, die Funktionalität und Leistungsfähigkeit von Wäldern und damit ihre Klimaschutzleistung nachhaltig sichern. Das konkrete Ziel des Vorhabens besteht darin, die Wirkung der mikroklimatischen Regulationsfähigkeit von Waldbeständen in Abhängigkeit von Bewirtschaftungs- und Naturschutzmaßnahmen auf die Waldproduktivität und die damit zusammenhängende Klimaschutzleistung sowie die Klimawandelvulnerabilität zu quantifizieren und entsprechende Empfehlungen für eine klimawandelangepasste Waldbewirtschaftung abzuleiten. Das Projekt leistet damit einen Beitrag zu Nachhaltigkeit, Klimaschutz und Bioökonomie.

Waldökosysteme im Klimawandel - Abhängigkeit der Produktivität und der Klimaschutzleistung von regulierenden Ökosystemfunktionen und Empfehlungen für eine ökosystembasierte Anpassung der Forstwirtschaft

Das Oberziel des hier dargestellten Vorhabens ist es, einen Beitrag zur Konzeption einer ökosystembasierten Anpassung der Waldbewirtschaftung an den Klimawandel zu leisten. Die so langfristig gestärkte Resilienz von Waldökosystemen soll, v. a. bei zunehmend extremen Witterungsereignissen, die Funktionalität und Leistungsfähigkeit von Wäldern und damit ihre Klimaschutzleistung nachhaltig sichern. Das konkrete Ziel des Vorhabens besteht darin, die Wirkung der mikroklimatischen Regulationsfähigkeit von Waldbeständen in Abhängigkeit von Bewirtschaftungs- und Naturschutzmaßnahmen auf die Waldproduktivität und die damit zusammenhängende Klimaschutzleistung sowie die Klimawandelvulnerabilität zu quantifizieren und entsprechende Empfehlungen für eine klimawandelangepasste Waldbewirtschaftung abzuleiten. Das Projekt leistet damit einen Beitrag zu Nachhaltigkeit, Klimaschutz und Bioökonomie.

Variabilität des Ostasiatischen Monsuns während der letzten 65.000 Jahre - laminierte Seesedimente aus dem Sihailongwan-Maarsee, NE-China

Laminierte Seesedimente sind unschätzbare Informationsquellen zur Geschichte der Umwelt und des Klimas direkt aus der Lebenssphäre des Menschen. Ein exzellentes Beispiel dafür ist der Sihailongwan-Maarsee aus NE-China. In einem immer noch dicht bewaldeten Vulkangebiet gelegen, bieten seine Sedimente ein ungestörtes Abbild der Monsunvariationen über zehntausende von Jahren. Nur die letzten ca. 200 Jahre zeigen einen deutlichen lokalen anthropogenen Einfluss. Das Monsunklima der Region mit Hauptniederschlägen während des Sommers und extrem kalten Wintern unter dem Einfluss des Sibirischen Hochdrucksystems bildet die Voraussetzung für die Bildung von saisonal deutlich geschichteten Sedimenten (Warven), die in dem tiefen Maarsee dann auch überwiegend ungestört erhalten bleiben. Insbesondere die Auftauphase im Frühjahr bringt einen regelmässigen Sedimenteintrag in den See, der das Gerüst für eine derzeit bis 65.000 Jahre vor heute zurückreichende Warvenchronologie bildet. Für das letzte Glazial zeigen Pollenspektren aus dem Sihailongwan-Profil Vegetationsvariationen im Gleichklang mit bekannten klimatischen Variationen des zirkum-nordatlantischen Raumes (Dansgaard-Oeschger-Zyklen) zu dieser Zeit. Der Einfluss dieser Warmphasen auf das Ökosystem See war jedoch sehr unterschiedlich. So sind die Warven aus den Dansgaard-Oeschger (D/O) Zyklen 14 bis 17 mit extrem dicken Diatomeenlagen (hauptsächlich Stephanodiscus parvus/minutulus) denen vom Beginn der spätglazialen Erwärmung zum Verwechseln ähnlich, während Warven aus dem D/O-Zyklus 8 kaum Unterschiede zu überwiegend klastischen Warven aus kalten Interstadialen aufweisen. Gradierte Ereignislagen mit umgelagertem Bodenmaterial sind deutliche Hinweise auf ein Permafrost-Regime während der Kaltphasen. Auch während des Spätglazials treten deutliche klimatische Schwankungen auf, die der in europäischen Sedimentarchiven definierten Gerzensee-Oszillation und der Jüngeren Dryas zeitlich exakt entsprechen. Das frühe Holozän ist von einer Vielzahl Chinesischer Paläoklima-Archive als Phase mit intensiverem Sommermonsun bekannt. Überraschenderweise sind die minerogenen Fluxraten im Sihailongwan-See während des frühen Holozäns trotz dichter Bewaldung des Einzugsgebietes sehr hoch. Sowohl Mikrofaziesanalysen der Sedimente als auch geochemische Untersuchungen deuten auf remoten Staub als Ursache dieses verstärkten klastischen Eintrags hin. Der insbesondere in den letzten Jahrzehnten zunehmende Einfluss des Menschen zeigt sich in den Sedimenten des Sihailongwan-Maarsees vor allem in einem wiederum zunehmenden Staubeintrag und einer Versauerung im Einzugsgebiet. Der anthropogene Einflusss auf die lokale Vegetation ist immer noch gering.

Integrative Kartierung und Priorisierung von Schutzgebieten im Atlantik - Leitlinien für die Abwägung von Naturschutzprioritäten mit wirtschaftlichen und rechtlichen Interessen auf Hoher See, Vorhaben: Leitlinienentwicklung für die Abwägung zwischen Schutz und Nutzung des Atlantiks

Landmanagement Subsahara-Afrika: Gemeinsame Entwicklung von Innovationen für ein nachhaltiges Landmanagement in kleinbäuerlichen Betrieben in West-Afrika, Teilvorhaben 4: Bewertung nachhaltiger Landmanagementkonzepte und der Rolle von Beratungsdiensten: eine sozialpsychologische Perspektive

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