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Landwirtschaftliche Transformation und oekologische Nachhaltigkeit in einem Distrikt des westlichen Himalaya: Mandi (Himachal Pradesh, Indien)

Ziel der Untersuchung ist es, Empfehlungen fuer eine wirtschaftlich, sozial und oekologisch nachhaltige landwirtschaftliche Entwicklung im westlichen Himalaya im generellen und in Himachal Pradesh insbesondere zu entwickeln. Dies bedeutet im einzelnen 1. die hauptsaechlichen wirtschaftlichen, sozialen und oekologischen Charakteristika der Landwirtschaft im westlichen Himalaya herauszuarbeiten, 2. die wichtigsten Massnahmen und Programme der landwirtschaftlichen Transformation und der laendlichen Entwicklung im Hinblick auf die Stabilitaet des Oekosystems, die Beseitigung der Armut und die Self-Reliance zu untersuchen und 3. Schluesse fuer die Formulierung auf zukuenftige Strategien und Instrumente fuer eine nachhaltige Entwicklung in den Berggebieten zu ziehen. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Bundesstaat Himachal Pradesh eine im indischen Kontext ueberdurchschnittliche wirtschaftliche Entwicklung vorzuweisen hat, und das weitgehend ohne Industrialisierung und Urbanisierung. Dazu haben offensichtlich eine erfolgreiche Bildungspolitik und eine den regionalen Gegebenheiten angepasste Agrar- und Forstpolitik beigetragen, dazu Einnahmen aus dem Tourismus und der Wanderarbeit und generell hohe Transfereinkommen. Dies erlaubt auch einen schonenderen Umgang mit den natuerlichen Ressourcen, ohne dass jedoch schon von einer erfolgreichen Nachhaltigkeit gesprochen werden kann. Vorgehensweise: Untersuchungsdesign: Querschnitt -Fragebogen-; ausfuehrliche Interviews.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Kopplung von Totholzabbau und Stickstoffkreislauf: Diversität und Funktion von Diazotrophen (Woodstock)

Totholzstämme repräsentieren eine kohlenstoff- (C) und energiereiche aber zugleich stickstoff-(N)arme Ressource in Waldökosystemen. Biologische N2-Fixierung durch freilebende diazotrophe Mikroorganismen trägt zur N-Anreicherung im Totholz bei. Über die Funktion der Diazotrophen für die N-Versorgung von totholzbewohnenden Organismen und für den Totholzabbau ist bislang wenig bekannt. In den Biodiversität-Exploratorien existieren unterschiedliche Bedingungen für diazotrophe Mikroorganismen durch Totholzstämme von 13 Baumarten, die im BeLongDead-Experiment auf 30 Flächen exponiert sind. Ein Ziel des Projektantrags ist den Beitrag der N2-Fixierung zur N-Anreicherung zu quantifizieren und die aktiven diazotrophen Gemeinschaften in den Totholzstämmen des BELongDead-Experiments zu identifizieren. Ein weiteres Ziel ist die experimentelle Überprüfung von Einflussfaktoren auf die N2-Fixierung, Quantität und Diversität der aktiven diazotrophen Gemeinschaft und auf den Transfer von fixierten N zu holzabbauenden Mikroorganismen. Unsere Hypothesen sind, (1) N2-Fixierungsrate und Diversität von Diazotrophen im Totholz unterscheiden sich zwischen den 13 Baumarten, der Intensität des Forstmanagements und den Exploratorien, (2) diazotrophe Gemeinschaften und N2-Fixierung unterscheiden sich entlang des radialen Gradienten in den Totholzstämmen von außen nach innen, (3) Diversität und Aktivität von Diazotrophen und holzabbauenden Pilzen sind stark assoziiert aufgrund ihrer gegenseitigen Abhängigkeit von C und N Ressourcen. Die letztere Beziehung moduliert die Aktivität und Zusammensetzung von diese Gemeinschaften im initialen und forstgeschrittenen Abbaustadium. Ferner testen wir die Hypothese, dass (4) externe N-Quellen die N2-Fixierung und die Quantität von Diazotrophen reduzieren. Zur Überprüfung der Hypothesen werden wir innovative und etablierte Methoden sowie Felduntersuchungen und Laborexperimente kombinieren. N2-Fixierungsraten werden mit dem 15N2 Ansatz und die funktionellen nifH-Gene mit spezifischer quantitativer PCR und Amplicon-Sequenzierung bestimmen. Struktur und Aktivität der diazotrophen Gemeinschaft werden mit einer Bromodeoxyuridintrennung sowie dem Stabilen Isotopen Beprobungsansatz (SIP) von 15N-markierter RNA analysiert, und beide Ansätze mithilfe der Amplicon-Sequenzierung kombiniert. Schließlich wird der Einfluss verschiedener Einflussfaktoren Parameter auf die Struktur und Aktivität der diazotrophen Gemeinschaft untersucht. Unsere Expertisen ermöglichen es die Wechselwirkungen zwischen N2-Fixierung, Abundanz und Diversität der Diazotrophen und kontrollierenden Faktoren für den Totholzabbau neu zu bewerten. Durch die Zusammenarbeit in einem koordinierten und vollständig replizierten Experiment mit 30 Waldökosystemen erwarten wir belastbare Ergebnisse mit großer wissenschaftlicher Bedeutung und Nutzen für die Totholzforschung.

Development of an integrated forest carbon monitoring system with field sampling and remote sensing for tropical forests in Indonesia

Forests play a relevant role in mitigation of climate change. A major issue, however, is the scientifically well founded, transparent and verifyable monitoring of achievements in forest carbon sequestration through reduction of deforestation and forest degradation, and through fostering sustainable forest management. Monitoring is particularly difficult in diverse and inaccessible humid tropical forest areas. The proposed research will contribute to the improvement of forest carbon monitoring under the challenging conditions of humid tropical forests. Sample based field observations and model based biomass predictions will be linked to area-wide satellite remote sensing imagery (RapidEye) and to strip samples of LiDAR imagery. Techniques of linking these data sources will be further developed and analysed with respect to (1) precision of carbon estimation and (2) accuracy of carbon regionalization. The proposed project implies research on methodological improvements of both sample based forest inventories (resampling techniques for biomass, imputation of non-response) and remote sensing application to forest monitoring (regionalization, sample based application of LiDAR data). At the core of this research is the analysis of the error variance components that each data source brings into the system. Such error analysis will allow identifying optimal resource allocation for the efficient improvement of forest carbon monitoring systems.

The hindcast data for 500hPa geopotential height [gpm] from GPC_Offenbach (DWD).

This resource contains the monthly mean 500hPa geopotential height [gpm] for 6 months. The period of hindcast data is January, 1993 - December, 2019. The format of resource is GRIB2. It is provided through the web site of WMO Lead Centre for LRF MME (Long Range Forecast Multi-Model Ensemble). The web site requests a user account. The Grade A(GPCs) and Grade B(NMHSs, RCCs) users can download the data USAGE: Menu: Data and Plot > Data Exchange > Search/Download. This hindcast data is made by GPC_Offenbach (DWD) using an operational seasonal prediction system. For more detailed information about the seasonal forecasts of GPC_Offenbach (DWD) visit the web site http://www.dwd.de/EN/ourservices/seasonals_forecasts/start.html.

Abundance, activity and interreation of phototrophic and chemotrophic microbial iron oxidation in freshwater sediments

In freshwater sediments, iron oxidation is dominated by phototrophic and chemotrophic (aerobic and nitrate-reducing) Fe(ll)-oxidizing microorganisms. Although these biogeochemical processes have been investigated in detail in laboratory studies, not much is known about their spatial distribution, interactions (e.g. competition) amongst each other, as well as their response towards environmental perturbations (i.e. temperature, geochemical variations (nutrient, organic matter input)). This research proposal aims to investigate the activity, abundance and resource competition between different chemotrophic (aerobic and (autotrophic/mixotrophic) anaerobic nitrate-reducing) and phototrophic ironoxidizing microorganisms. In order to better understand the spatial distribution of nitrate-reducing iron oxidizing bacteria, microbial nitrate-producing and competing, nitrate-depletion processes will also be studied throughout the sedimentary redox gradient. In addition, the activity and abundance of the ironoxidizing processes will be quantified with (geo)microbiological, molecular and novel spectral imaging techniques. Using high resolution geochemical measurements (microsensors) we will characterize the environmental conditions these bacteria experience in order to determine the role of spatial and functional niche competition in microbial iron oxidation and the interconnection to the N-cycle. Iron mineral formation will be investigated as a function of the microbial spatial and temporal activity, depending on environmental perturbations. The proposed research study will strongly improve the understanding of iron cycling, the interconnection to the N-cycle, as well as interactions and competition between phototrophic and chemotrophic metabolisms in aquatic environments.

Benachteiligtes Gebiet

Ein Bestandteil des Digitalen Feldblockkatasters ist die Förderkulisse der benachteiligten Gebiete. Dabei handelt es sich insbesondere um Flächen, deren Ertragsfähigkeit natürlich stark begrenzt ist, wie das beispielsweise bei Sandböden der Fall sein kann. Die benachteiligten Gebiete wurden nach Vorgaben der Europäischen Union abgegrenzt. Damit derart problematische Landwirtschaftsflächen nicht brach fallen und weiter bewirtschaftet werden, gewährt das Land Brandenburg eine Beihilfe, die sogenannte Ausgleichszulage.

Energieprobleme des 21. Jahrhunderts: Globale Erwärmung und knappe Ressourcen

In diesem Forschungsprojekt sollen zwei gegenläufige Aspekte der zukünftigen Entwicklungen auf den Energiemärkten untersucht werden: Energieknappheit momentan (Energiearmut charakteristisch für den Großteil der Weltbevölkerung) und vor allem in der Zukunft durch das einerseits rasante Bedarfswachstum (vor allem in China, Indien und anderen Schwellenländern) und andererseits der begrenzten Ressourcen an fossiler Energie. Globale Erwärmung und andere externe Effekte durch die Verwendung fossiler Energieträger. Daher sind aus umweltpolitischer Sicht eigentlich zu viele fossile Energieträger vorhanden. So unterschiedlich die beiden Probleme scheinen, deren Lösung ist durch einen gemeinsamen Nenner charakterisiert: ein relativ schneller Übergang zu alternativer und erneuerbarer Energie. In dieser Studie soll dieser Übergang aus unterschiedlichen Gesichtspunkten und auch mit interdisziplinären Ansätzen analysiert werden. Eine Fragestellung ist die; ob Preis- oder Mengeninstrumente (wie Zertifikate) geeigneter sind CO2-Emissionen zu reduzieren. Ein anderer Aspekt ist der der Gestaltung von Anreizen für die Bereitstellung von erneuerbarer Energie. Dabei sollen auch auf mögliche Skalenerträge berücksichtigt werden, wie sie auch im Vorschlag Desertic (Solarstrom aus der Sahara) implizit zum Ausdruck kommen. Dieses exemplarische Projekt unterstreicht auch noch andere wichtige Aspekte wie die einer geopolitischen Dimension und das Problem, dass sich Regierungen nicht binden können, die versprochenen Anreize zu streichen. Weitere Vorhaben sind die Analyse der Konkurrenz von Biotreibstoffen mit Lebensmitteln um landwirtschaftlich nutzbare Flächen und die strategische Wahl der russischen Erdölförderung (Angebotsdynamik, der russische 'Oil Peak, Konkurrenz mit Erdgas, Energieeffizienz und damit verbunden das Problem lokal niedriger Preise und der Übergang zu erneuerbarer Energie). Zur Analyse wird eine breite Palette von Methoden wie Gleichgewichtsmodelle, dynamische Optimierung und Spiele (deterministisch und stochastisch), Anreizmechanismen, Ansätze der Neuen Politischen Ökonomie, etc. zur Anwendung kommen.

Global Land Cover Map for 2009 (GlobCover 2009)

The GlobCover initiative of ESA developed and demonstrated a service for the generation of global land cover maps, based on Envisat MERIS Fine Resolution (300 m) mode data. ESA and Université catholique de Louvain demonstrated the possibility to use the GlobCover system operationally by delivering GlobCover 2009, the 2009 global land cover map, within a year of the last satellite acquisition. For maximum user benefit the thematic legend of GlobCover is compatible with the UN Land Cover Classification System (LCCS). The system is based on an automatic pre-processing and classification chain. Finally, the global land cover map was validated by an international group of land cover experts and the validation reports are also available to the user community.

In situ high spectral resolution inherent and apparent optical property data from diverse aquatic environments

Light emerging from natural water bodies and measured by remote sensing radiometers contains information about the local type and concentrations of phytoplankton, non-algal particles and colored dissolved organic matter in the underlying waters. An increase in spectral resolution in forthcoming satellite and airborne remote sensing missions is expected to lead to new or improved capabilities to characterize aquatic ecosystems. Such upcoming missions include NASA's Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) Mission; the NASA Surface Biology and Geology observable mission; and NASA Airborne Visible / Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) - Next Generation airborne missions. In anticipation of these missions, we present an organized dataset of geographically diverse, quality-controlled, high spectral resolution inherent and apparent optical property (IOP/AOP) aquatic data. The data are intended to be of use to increase our understanding of aquatic optical properties, to develop aquatic remote sensing data product algorithms, and to perform calibration and validation activities for forthcoming aquatic-focused imaging spectrometry missions. The dataset is comprised of contributions from several investigators and investigating teams collected over a range of geographic areas and water types, including inland waters, estuaries and oceans. Specific in situ measurements include coefficients describing particulate absorption, particulate attenuation, non-algal particulate absorption, colored dissolved organic matter absorption, phytoplankton absorption, total absorption, total attenuation, particulate backscattering, and total backscattering, as well as remote sensing reflectance, and irradiance reflectance.

Multibeam bathymetry processed data (EM 1002 echosounder entire dataset) of RV MARIA S. MERIAN during cruise MSM52

Swath sonar bathymetry data used for that dataset was recorded during RV MARIA S. MERIAN cruise MSM52 using Kongsberg EM1002 multibeam echosounder. The cruise took place between 01.03.2016 and 28.03.2016 in the Baltic Sea. The cruise aimed gapless imagining of the major pre-alpine tectonic lineaments due to the fact that the Glückstadt Graben and the Avalonia-Baltica suture zone run across the southern Baltic [DOI: 10.2312/cr_msm52]. CI Citation: Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de) as responsible party for bathymetry raw data ingest and approval. During the MSM52 cruise, the moonpooled KONGSBERG EM1002 multibeam echosounder (MBES) was utilized to perform bathymetric mapping in shallow depths. It has a curved transducer of which 111 beams are formed for each ping while the seafloor is detected using amplitude and phase information for each beam sounding. For further information on the system, consult https://www.km.kongsberg.com/. Generally, the system was acquiring data throughout the entire cruise. Responsible person during this cruise / PI: Laura Frahm. Postprocessing and products were conducted by the Seafloor-Imaging & Mapping group of MARUM/FB5, responsible person Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de). The open source software MB-System (Caress, D. W., and D. N. Chayes, MB-System: Mapping the Seafloor, https://www.mbari.org/products/research-software/mb-system, 2017) was utilized for this purpose. A sound velocity correction profile was applied to the MSM52 data; there were no further corrections for roll, pitch and heave applied during postprocessing. A tide correction was applied, based on the Oregon State University (OSU) tidal prediction software (OTPS) that is retrievable through MB-System. CTD measurements during the cruise were sufficient to represent the changes in the sound velocity throughout the study area. Using Mbeditviz, artefacts were cleaned manually. NetCDF (GMT) grids of the edited data as well as statistics were created with mbgrid. The published bathymetric EM1002 grid of the cruise MSM52 has a resolution of 35 m. No total propagated uncertainty (TPU) has been calculated to gather vertical or horizontal accuracy. A higher resolution is, at least partly, achievable. The grid extended with _num represents a raster dataset with the statistical number of beams/depths taken into account to create the depth of the cell. The extended _sd -grid contains the standard deviation for each cell. The DTMs projections are given in Geographic coordinate system Lat/Lon; Geodetic Datum: WGS84.

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