Hintergrund: Die Gesundheit urbaner Bevölkerung ist von globalem Interesse, da schon jetzt die Mehrheit der Menschen in Städten wohnt. Große Gesundheits- und Umweltdisparitäten sind dabei in den Innenstädten anzutreffen. Jedoch gibt es nur wenige Studien, die die Gesundheit urbaner Bevölkerung mit jenen multidisziplinären und integrativen Ansätzen und Methoden untersuchen, die nötig wären, um die Komplexität von sozio-ökologischer Umwelt und deren Verteilung in der Stadt zu erfassen. Hinzu kommt, dass räumliche und raum-zeitliche Herangehensweisen zu gesundheitsbezogenen Fragestellungen im urbanen Kontext eher selten vorkommen. Daher sind wissenschaftliche Ansätze gefragt, welche die Ursachen vorhandener Gesundheits- und Umweltdisparitäten auf den verschiedenen geographischen Skalen untersuchen, um unter anderem die Gesundheitspolitik besser zu informieren. Forschungsziele: Mein übergreifendes Forschungsziel ist es, ein konzeptionelles Modell zu entwickeln, um die Erforschung komplexer Interaktionen zwischen städtischer Umwelt und Gesundheit voranzubringen. Um dies zu bewerkstelligen, werde ich die räumliche Verteilung von Unterschieden in der Gesundheit städtischer Bevölkerung (Gesundheitsdisparitäten) und der sozio-ökologischen Umwelt (Umweltdisparitäten) erfassen und quantifizieren. Ferner werde ich untersuchen, wie Umweltdisparitäten in der städtischen Nachbarschaft die Gesundheit der Bevölkerung beeinflussen. Methoden: Um gesundheitsrelevante Fragestellungen zu untersuchen, schlage ich einen integrativen und räumlich-expliziten Ansatz vor, welcher methodische Ansätze der Epidemiologie und der Geographie kombiniert. Dieser gesundheits-geographischen Ansatz konzentriert sich auf das komplexe Verhältnis von sozio-ökologischer Umwelt und urbaner Gesundheit auf verschiedenen geographischen Skalen. Der Ansatz beinhaltet Krankheitskartierung, Expositionskartierung und räumlich-epidemiologische Modellierung. Fünf Datensätze werden verwendet um urbane Nachbarschaftscharakteristiken und die damit assoziierte Gesundheit der Stadtbevölkerung zu untersuchen. Im Hinblick auf ein Stadt-Land Gefälle wird Über- und Untergewicht der Bevölkerung in afrikanischen Staaten südlich der Sahara untersucht. Im Hinblick auf die individuelle städtische Nachbarschaft werden mentale Gesundheit und Herzkreislauferkrankungen in New York Stadt und Framingham, MA untersucht. Die Ergebnisse werden anschließend in einem konzeptionellen Modell für Umwelt und Gesundheit synthetisiert. Relevanz des Projekts: Die angestrebten Studien werden geographische Ansätze für gesundheitsbezogene Fragestellungen konsolidieren. Die Ergebnisse werden ferner dazu beitragen, Strategien zu entwickeln, um innerstädtische Disparitäten zu reduzieren und die Gesundheitspolitik zu informieren. Aus dem Projekt werden mindestens sechs Publikationen in internationalen Fachzeitschriften und Buchkapiteln mit wissenschaftlicher Qualitätssicherung hervorgehen.
Ausgehend von den ueberdimensionierten Landnutzungsstrukturen auf dem Gebiet der ehemaligen DDR sollen Konzepte fuer eine oekologisch und oekonomisch sinnvolle neue Landnutzungsstruktur unter den besonderen Bedingungen in den neuen Bundeslaendern entwickelt werden. Hierzu werden zur Zeit anhand von Fallbeispielen ausgewaehlter LPG'en die variierenden Standortfaktoren (Mittelgebirgslagen, Sandboeden, Loessboeden) untersucht, um darauf aufbauend zweckmaessige Landnutzungsstrukturen zu entwickeln. Erfasst und dargestellt wird die rezente Flaechennutzung unter besonderer Beruecksichtigung schutzwuerdiger Natur- und Landschaftsbestandteile sowie die natuerlichen Standorteigenschaften im Hinblick auf Klima, Boden, Geologie, Wasserhaushalt etc. anhand von Gelaendeaufnahmen, Karten, Luftbildaufnahmen und Literaturauswertungen. Weitere Daten zur Agrarstruktur und der amtlichen Statistik fliessen in die Untersuchung ein. Im Anschluss an die Datenerhebung und Darstellung schliesst sich eine Bewertung der untersuchten Gebiete fuer verschiedene Nutzungsansprueche im Sinne einer Mehrfachnutzung an. Ausgehend von den Bewertungen sollen alternative, standortspezifische Flaechennutzungskonzeptionen entwickelt werden. Aus EDV-technischer Sicht wird zu diesem Projekt ein begleitendes DV-Instrumentarium und die entsprechende Analysemethodik fuer raumbezogene Daten auf der Basis geographischer Informationssysteme entwickelt. Hierzu zaehlt sowohl die digitale als auch die datenbankgestuetze Erfassung der vielfaeltigen Flaechen- und Rauminformationen. Zu diesem Zweck wird ein PC- gestuetztes Geographisches Informationssystem eingesetzt. Methoden der Datenanalyse und Datentransformationen sollen in einem weiteren Projektabschnitt zeigen, ob und inwieweit bestehende GIS in der Lage sind, den vielfaeltigen Auswertungs- und Abfragewuenschen gerecht zu werden. Hierzu zaehlt beispielsweise die quantitative Bestimmung von Konfliktpotentialen verschiedener Nutzungsansprueche, die Simulation alternativer Planungsvarianten oder die Optimierung der Flaechennutzung an ausgewaehlten Standorten (Freizeit, Erholung, Hecken, Feldgehoelze).
Die Verweilzeit von Grundwasser in ausgedehnten Grundwasserleitern liegt oft im Bereich von Dekaden, so dass auch langsame mikrobielle Stoffumsätze (z.B. von Nitrat, Atrazin und dessen Abbauprodukten) die Stofffracht in solchen Systemen erheblich beeinflussen können. In diesem Projekt werden mittels geologischer und geochemischer Analysen die reaktiven Zonen und die zugehörigen Verweil- und Kontaktzeiten des Wassers eines Kluftgrundwasserleiters bestimmt. Omics und molekularbiologische Methoden werden genutzt, um Abbaupotential und Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaften zu untersuchen. In begleitenden Laborexperimenten werden effektive Diffusions-konstanten und metabolische Raten, deren limitierende Faktoren und die beteiligten Mikroorganismen quantifiziert.
Oberflächengewässer sammeln die Wasser- und Stoffflüsse eines Einzugsgebiets. Flüsse liefern daher ein räumlich und zeitlich integriertes chemisches Signal einer Landschaft. Ziel des Projekts ist es, den Einfluss physikalisch-chemischer und biologischer Prozesse auf Transport und Umsetzungsprozesse von Schadstoffen im Gewässer besser zu verstehen. Mittels Lagrange'scher Beprobung in Kombination mit neuen analytischen und bioanalytischen Methoden werden Frachten und Abbaupotentiale bekannter und bisher nicht detektierter Mikroschadstoffe und deren Transformationsprodukte quantifiziert. Mit Hilfe eines neuen Masse/Effekt-Bilanzierungsmodell lassen sich wesentliche Faktoren bezüglich biologischer Wirkung und Umsetzungsprozesse identifizieren und beschreiben.
Das Verhalten anthropogener Schadstoffe im Landschaftsmaßstab stellt eine der größten Herausforderungen heutiger Umweltwissenschaften dar. Forschungsergebnisse der letzten zehn Jahre haben wiederholt gezeigt, dass Umsatzraten von Schadstoffen, die im Labor ermittelt wurden, im Widerspruch zu Feldbeobachtungen stehen. Dies weist darauf hin, dass wir die relevanten Prozesse, die den Schadstoffumsatz in der Natur bestimmen, nur unvollständig verstehen. Entsprechend sind wir nicht in der Lage, zukünftige Entwicklungen der Wasser- und Bodenqualität in Folge des Klima- und Landnutzungswandels zuverlässig vorherzusagen. Der SFB CAMPOS beruht auf der Hypothese, dass auf der Feldskala Prozesse maßgeblich sind, die in Laborexperimenten nur schwer zu erfassen sind. Viele Schadstoffe, die unter Laborbedingungen vergleichsweise schnell abgebaut werden, zeigen eine unerwartete Langlebigkeit im Feld; sie werden in Böden und Grundwasserleitern über lange Zeiträume gespeichert und können noch Jahre, nachdem der anthropogene Eintrag aufgehört hat, nachgewiesen werden. Während wichtige, aber langsame Prozesse in Laborstudien möglicherweise übersehen werden, erschwert die ausgeprägte hydrologische und biogeochemische Dynamik die Interpretation konventioneller Beobachtungskampagnen im Feld. CAMPOS zielt darauf ab, reaktive Landschaftselemente zu identifizieren und ihre Prozessdynamik mit ausführlichen Feldstudien zu biogeochemischen Umsätzen von Schadstoffen in einer beispiellosen Auflösung zu quantifizieren. Derartige Studien sind erst durch den enormen Fortschritt in der Analytik und Messtechnik der letzten Jahre (z.B. substanzspezifische Isotopen- und Enantiomeranalytik, 'non-target screening', Bioanalytik, insitu Sensoren, molekularbiologische Techniken inklusive omics) ermöglicht worden, die bislang noch nicht in gezielten Felduntersuchungen kombiniert wurden. Jedes im SFB vorgesehene Projekt vereinigt Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen, die notwendig sind, um den Verbleib von Schadstoffen in der Natur zu verstehen. Die untersuchten Landschaftselemente umfassen Fließgewässer, den Übergang zwischen Gerinnen und dem Untergrund, Transekten im Grundwasser sowie verschiedene Bodenkompartimente. Ein neuer stochastischer Modellieransatz ermöglicht es, den reaktiven Stofftransport im Landschaftsmaßstab prozessbasiert zu modellieren und die damit verbundene Unsicherheit zu quantifizieren. Unser neuartiger multidisziplinärer Ansatz quantifiziert das langfristige Verhalten anthropogener Schadstoffe in der Umwelt, indem Einzugsgebiete als biogeochemische Reaktoren betrachtet werde. CAMPOS trägt somit zum Fortschritt der Umweltwissenschaften bei und schafft die Grundlage für realistischere Projektionen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels.
Die Pflanzenbestaende der Dauerbeobachtungsflaechen werden jaehrlich aufgenommen, die Gesellschaften bestimmt und die oekologischen Faktoren berechnet. Im fuenfjaehrigen Abstand werden Tiere der Mesofauna des Bodens ausgezaehlt und einige mikrobiologische Parameter bestimmt.
Im Rahmen des hier beantragten 12-monatigen Aufenthalt bei Prof. Dr. T. Dawson werde ich verschiedene Einsatzmöglichkeiten von stabilen Isotopen zum mechanistischen Verständnis von Prozessen in der Ökophysiologie/Baumphysiologie erlernen. Besonderer Schwerpunkt wird hierbei auf dem Studium biotischer Interaktionen und Stoffumsätze im Boden liegen. Anhand von eigenem Probenmaterial aus bereits abgeschlossenen Experimenten werde ich mir zunächst die Probenaufarbeitung, Verwendung der Massenspektrometer und Dateninterpretation von Grund auf aneignen. Während eines etwa vierwöchigen Aufenthalts bei Dr. C. Andersen werde ich in die Handhabung einer Messvorrichtung für unterirdische Untersuchungen an jungen Bäumen eingeführt. Diese 'mycocosms' werden anschließend für die in Berkeley geplanten Versuche eingesetzt. Mit Hilfe der stabilen Isotope 13C und 15N und Messungen der Bodenatmungsraten werden der Fluss an neu fixiertem C von den Blättern in den Boden, der C-Umsatz dort quantifiziert sowie die N- und C-Allokation erfaßt. Die Experimente dienen dem mechanistischem Verständnis qualitativer und quantitativer Änderungen dieser Allokations- und Umsatzprozesse durch Mykorrhizapilze und Konkurrenzinteraktionen. Die erlernten Methoden werden nach Beendigung des Auslandsstipendiums in Deutschland im Rahmen von Projekten eingesetzt, die sich mit der Konkurrenz zwischen Buche und Fichte beschäftigen.
Dieses Projekt analysiert den Nutzen und Wert von passiven L-Band Satellitenbeobachtungen für die Ensemble-basierte Datenassimilation mit vollgekoppelten Erdsystemmodellen für mesoskalige Einzugsgebiete. Modellauflösungen sind dabei typischerweise in der Größenordnung von 100 m für die Landkomponenten und 1 km für die Atmosphärenkomponente des gekoppelten Modells; diese ist viel höher als die der Satellitenbeobachtungen, die typischerweise mehrere 10 Kilometer beträgt. Ensemble-basierte Datenassimilation erfordert die Erzeugung von synthetischen Beobachtungen aus dem Erdsystemmodell heraus mit Hilfe eines Beobachtungsoperators, der dann mit Beobachtungen verglichen wird um das Analyseensemble zu generieren. Da der Modellzustand nicht notwendigerweise alle Informationen enthält, die der Beobachtungsoperator benötigt (dieser ist im Wesentlichen ein Strahlungstransportmodell) muss die fehlende Information aus externen Datenquellen extrahiert werden. Die zentralen Projektziele sind die Weiterentwicklung einen geeigneten Beobachtungsoperators, der es erlaubt Satellitenbeobachtungen im L-Band zu erzeugen, sowie dessen Nutzung für die Datenassimilation mit Hilfe der Terrestrial Systems Modeling Platform (TerrSysMP, Shrestha et al. 2014) gekoppelt mit dem Parallelized Data Assimilation Framework (PDAF, Nerger et al. 2013). Während wir in Phase I hauptsächlich einen flexiblen Beobachtungsoperator erstellt und validiert haben, konzentrieren wir uns in Phase II, neben weiteren Verbesserungen des Operators bezüglich Vegetation und seiner Operationalisierung, auf die eigentliche Datenassimilation. Diese umfasst (a) die Bestimmung des Biases zwischen virtuellen Beobachtungen des Datenassimilationsmodells und solchen des virtuellen wie des realen Einzugsgebietes, (b) Datenassimilationsexperimente zur Quantifizierung des Wertes solcher Beobachtungen auch im Vergleich zu anderen Beobachtungen, sowie (c) Vorverarbeitungs- und Filterungsmethoden um die niedrig aufgelösten Messungen optimal für die Systemzustandsschätzung auszunutzen.
Blüten- und Knolleninduktion werden in Kartoffelpflanzen (Solanum tuberosum) von nahezu identischen Signalwegen gesteuert. Da die Kartoffelpflanze als Ertragspflanze und der Knollenertrag weltweit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die Identifikation ertrags- und qualitätssteigernder Faktoren von größtem Interesse. Im Rahmen des vorliegenden Antrags planen wir die Identifizierung und Charakterisierung der an der Blühinduktion und Knolleninduktion beteiligten Signaltransduktionswege auf molekularer Ebene. Blühinduktion und Knollenbildung stellen multifaktoriell gesteuerte Entwicklungsprozesse dar, die sowohl durch endogene, als auch durch exogene Parameter beeinflusst werden. Uns interessieren dabei u.a. Integrationsstellen, an denen diese Signalwege mit dem Metabolismus der Pflanze koordiniert werden. Das POTATO COUCH POTATO 1 (StPCP1) Protein ist ein Transkriptionsfaktor der IDD Familie. StPCP1 RNAi Pflanzen zeigen Veränderungen im Blühzeitpunkt und des Knollenertrags. Erste Ergebnisse aus quantitativen real-time PCR Experimenten deuten darauf hin, dass StPCP1 in die Regulation der Expression von Zuckertransportern involviert ist, was erklärt wie StPCP1 maßgeblich den Kohlenhydrathaushalt der Pflanze beeinflussen kann. Einige phloem-mobile Faktoren könnten die Funktion eines Botenstoffes erfüllen, der den Zuckerstatus der Sourceblätter an die Sinkorgane wie z.B. das Apikalmeristem und die Stolonspitzen weiterleitet. Wir planen, diese putativen phloem-mobilen Substanzen in Kartoffel zu untersuchen. Diese sind im Speziellen: Trehalose 6-Phosphat, miR156 und miR172 sowie deren Zielgene und -transkripte. Vorarbeiten weisen darauf hin, dass ähnlich wie es für Arabidopsis gezeigt werden konnte, der Zuckerstatus in den Blättern mit einer veränderten Expression bzw. Bildung dieser mutmaßlichen Signalmoleküle einhergeht. Wir werden weiterhin die regulatorischen Eigenschaften von StPCP1 und die Expression seiner Zielgene untersuchen. Das betrifft im Besonderen die direkte Regulation von Zuckertransportergenen (z.B. StSUT4) und die Identifizierung unbekannter Zielgene durch die Bindung der bekannten ID1 Bindedomäne. Gleichzeitig wollen wir bisher offene Fragen hinsichtlich der Interaktion bekannter Signalwege, die den Blühzeitpunkt und die Knollenbildung in Kartoffelpflanzen beeinflussen, beantworten, da im Speziellen der photoperiodische, der T6P- und der GA-Signalweg von StPCP1 gleichermaßen betroffen zu sein scheinen.
Für die Arktis ist ein diskontinuierlicher Albedo Unterschied zwischen hoch reflektierenden Schnee/Eisoberfächen und meist stark absorbierenden Meeresoberflächen typisch. In diesem Teilprojekt wird quantifiziert inwiefern diese Heterogenität der Reflektionseigenschaften der Erdoberfläche (i) den Strahlungsantrieb von Wolken (Erwärmung/Abkühlung), und (ii) die Fernerkundungsprodukte von Wolken und Aerosolpartikeln beeinflussen. Aus diesem Grund werden flugzeuggetragene Messungen und Strahlungstransfermodellierungen vorgeschlagen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 3389 |
| Europa | 12 |
| Global | 1 |
| Kommune | 15 |
| Land | 251 |
| Weitere | 2 |
| Wirtschaft | 19 |
| Wissenschaft | 1426 |
| Zivilgesellschaft | 111 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 112 |
| Förderprogramm | 3350 |
| Taxon | 7 |
| Text | 34 |
| unbekannt | 14 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 109 |
| Offen | 3371 |
| Unbekannt | 35 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 3248 |
| Englisch | 674 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 7 |
| Bild | 1 |
| Datei | 42 |
| Dokument | 76 |
| Keine | 2022 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 1406 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2692 |
| Lebewesen und Lebensräume | 3087 |
| Luft | 2195 |
| Mensch und Umwelt | 3515 |
| Wasser | 2328 |
| Weitere | 3496 |