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Remote sensing event campaign with various optical and thermal sensors for soil moisture and evapotranspiration derivation in Central Germany investigating possible effects of different spatial scales

The heat waves and droughts of 2018 / 2019 and in 2020 have had a devastating impact on the functioning of ecosystems and have led to an increasing vulnerability beyond the duration of heat waves (e.g. degradation and increased erosion, reduced carbon uptake by vegetation, modulated energy balance). Such impacts also include loss of agricultural production. A better understanding of the progression and the consequences of heatwaves and droughts is essential for the development and improvement of adaptation and protection measures. The airborne remote sensing event campaign performed in the agricultural area of the 'Magdeburger Boerde' in Central Germany aimed at providing remote sensing data sets from different platforms to derive high quality data for improving the understanding of influences and lag effects on hydrologic, biological/biogeochemical and atmospheric processes induced by the summer drought 2020. Multiple recurrences of drought periods in previous years may have led to irreversible changes in structure, composition and functioning of terrestrial ecosystems reducing ecosystem services and resilience. A second goal of the campaign with different available sensors in terms of an inter-calibration is to provide comprehensive and reliable data to ensure future campaign inter-comparability. The acquired data set includes airborne remote sensing data covering variable land cover types obtained by optical, thermal and multispectral sensors (see supplementary material: Schulz et al. (2020), Milewski et al. (2021) ). Furthermore, extensive data from various ground-truthing activities are available such as field spectrometer measurements, soil temperature mapping and soil moisture mapping via Cosmic Ray rovering and TDR-measurements. To complete the data set, micrometeorological time series, soil samples and vegetation characteristics were also taken.

Generierung und Nutzung von digitalen Zwillingen bestehender Kanalinfrastruktur zur Steigerung der Verfügbarkeit und Resilienz im Betrieb, Teilvorhaben: Technische Universität Hamburg

Ein Real-Labor für verbesserte Prognose- und Aktionsmöglichkeiten für multiple geomarine Extremereignisse, Vorhaben: Monitoring und Evaluation geophysikalischer Extremereignisse in der Ägäis

Steigerung der Resilienz des Hopfenbaus gegenüber den Folgen des Klimawandels: Untersuchung der Chancen und Risiken von Agri-PV im konventionellen Hopfenbau, Teilprojekt A

Untersuchung der Auswirkungen des globalen Wandels auf die Wälder Mecklenburg-Vorpommerns durch Kombination von langjährigen Messdaten und retrospektiven Jahrringdaten

In Zusammenarbeit mit der Landesforst Mecklenburg-Vorpommern sollen Auswirkungen des globalen Wandels, insbesondere Effekte der Klimaveränderung und erhöhte Stickstoffdepositionen, auf das Wachstum und die Vitalität der Wälder in Mecklenburg-Vorpommern erforscht werden. Als Datengrundlage stehen seit 1986 gesammelte Daten (u.a. Boden-, Ernährungs- und Kronenzustand) für 59 Bodendauerbeobachtungsflächen, vorwiegend bestockt mit Waldkiefer (Pinus sylvestris L.) und Rotbuche (Fagus sylvatica L.), zur Verfügung, welche im Rahmen des Projektes um Wachstumsdaten ergänzt werden sollen. Hierzu sollen Bohrkerne entnommen, und unterschiedliche Jahrringparameter (Jahrringbreite und holzanatomische Parametern) gemessen werden. Eine multifaktorielle Analyse des Gesamtdatensatzes erlaubt es, vielfältige Fragen zu beantworten, z.B. wie Bäume auf zeitgleiche Umweltveränderungen wie Versauerung, erhöhte Stickstoffeinträge und Klimaerwärmung reagieren.

Forschergruppe (FOR) 5501: Ein sozial-ökologischer Systemansatz zur Wiederherstellung von Ökosystemen in ländlichen Regionen Afrikas, Teilprojekt: Ein Living Lab für die sozial-ökologische Wiederherstellung von Ökosystemen im westlichen Ruanda

Unterstützt durch das IUCN Bonn Challenge-Programm fördert Ruanda die Wiederherstellung von Ökosystemen zur Stärkung von Biodversität und Klimaschutz und zur Sicherung einer lokalen Existenzgrundlage. In der Vergangenheit waren Ruandas Wiederherstellungsbemühungen stark darauf ausgerichtet, mit Hilfe von Eukalyptus-Monokulturen Land zu schützen und Erosion zu mindern. Zu den neueren Initiativen gehören die Integration von Baumschulen verschiedener einheimischer Gehölzarten, welche durch ihre Nutzung positive Biodiversitätseffekte für Ökosystemfunktionen und -leistungen haben. Vor diesem Hintergrund etabliert Sub-Projekt 7 (SP7) ein „Living Lab“ das darauf abzielt, gemeinsam mit Stakeholdern durch Integration von Wissenschaft und Praxis Forschungsexperimente durchzuführen. Dieser transdisziplinäre Ansatz hat zum Ziel, potenzielle soziale, wirtschaftliche und ökologische Vorteile der Wiederherstellung von Ökosystemen zu identifizieren. Hierfür entwickeln, implementieren und evaluieren die involvierten Stakeholder gemeinsam mit den beteiligten Wissenschaftlern Lösungsansätze. SP7 ist eng mit anderen SPs verknüpft: SP4 weist eine besonders hohe analytische und operative Überschneidung auf; zudem findet eine kontinuierliche Spiegelung der Ergebnisse mit SP1 zu Auswirkungen auf die Biodiversität, SP2 zu kontextualisierten Landschaftsanalysen sowie mit SP5 zu Auswirkungen auf die Ernährungssicherheit statt. Das Living Lab wird wissenschaftliche Experimente in zwei verschiedenen Zellen (vergleichbar mit Landkreisen) einrichten, welche zwei unterschiedliche Governance-Modelle repräsentieren. Aktivitäten in diesen Zellen werden sein (1) der Aufbau einer Stakeholder-Plattform, die Schlüsselakteure für das Living Lab zusammenbringt und als Koordinierungseinheit zur Steuerung des Co-Design-Ansatzes verstanden wird; (2) kollaboratives Co-Design von Feldversuchen und Ausweisung von Demonstrationsparzellen, um gemeinsam Wissen über integrative Modelle zur Wiederherstellung von Ökosystemen zu generieren; (3) Durchführung von Feldversuchen in Form von Demonstrationsparzellen, die das Potenzial für die Nutzung des restaurativen Kontinuums untersuchen, um integrative multifunktionale Ergebnisse für Gemeinschaften zu schaffen; und (4) Durchführung einer integrierten Folgenabschätzung zu Biodiversität, Resilienz und Lebensgrundlagen, um die Auswirkungen verschiedener Governance-Systeme auf den Erfolg implementierter Wiederherstellungsmaßnahmen zu ermitteln. Während der gesamten Laufzeit des Projekts werden zwei Governance-Modelle zwischen den beiden Standorten verglichen werden. Die Ergebnisse dieses Teilprojekts werden für das Thema der Nachhaltigkeitstransformation von großer Bedeutung sein, um eine höhere Reproduzierbarkeit als verallgemeinerbares Modell für die Skalierung (up-scaling) von Praktiken der Wiederherstellung von Ökosystemen zu erreichen und das akademische Verständnis dafür zu stärken, welche Faktoren Nachhaltigkeitstransformation am besten umsetzen.

ERA-NET Forest Value: GreenLane - Holzqualität und Resilienz in der Holzbereitstellung

Zielsetzung: Hauptziel des Projektes GreenLane ist es, ein Modell einer virtuellen Supply Chain Holz weiterzuentwickeln, das für verschiedene Klimawandelszenarien die Wert- bzw. Qualitätsentwicklung von Holzsortimenten aufgrund der prognostizierten Witterung bestimmen kann und das Testen unterschiedlicher Ernte- und Transportentscheidungen ermöglicht. Der Fokus der Studie liegt auf der Implementierung witterungsbasierter Modelle für Holzqualität und Holzverfügbarkeit und dem Vergleich dreier europäischer Fallstudien unter kontinentalen, subarktischen und ozeanischen Bedingungen. Ein Hauptaugenmerk des Projektes liegt auf der Identifizierung und Quantifizierung der Auswirkungen von Logistikentscheidungen, die die prognostizierte Wertentwicklung der zu transportierenden Holzsortimente berücksichtigen, hinsichtlich Holzqualität, Versorgungssicherheit und Logistikkosten. Bedeutung des Projekts für die Praxis: Im Projekt GreenLane werden erstmalig die Auswirkungen der Dauer der Lieferzeit auf die Holzqualität im Speziellem und auf die Resilienz des Versorgungsnetzwerkes Holz im Allgemeinen anhand innovativer quantitativer Methoden untersucht. Mithilfe empirischer Modelle zur Bestimmung der Entwicklung der Holzqualität von im Wald gelagertem Sortimenten basierend auf regionale Wetterprognosen werden in einem Simulationsmodell der Lieferkette die wesentlichen Performanceindikatoren der Supply Chain Holz erstmalig evaluiert. Damit wird ein wesentlicher Beitrag zur Ableitung von Strategien und Maßnahmen zur Erhöhung der Wertschöpfung in der Forstwirtschaft geleistet.

Waldökosysteme im Klimawandel - Abhängigkeit der Produktivität und der Klimaschutzleistung von regulierenden Ökosystemfunktionen und Empfehlungen für eine ökosystembasierte Anpassung der Forstwirtschaft, Teilvorhaben 1: Projektkoordination und Mikroklima

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.

Züchtung von Spelzgetreide mit Dreinutzungspotenzial für den ökologischen Landbau, Züchtung von Spelzgetreide mit Dreinutzungspotential für den ökologischen Landbau

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