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3D Land Planning - Underground Resources and Sustainable Development in Urban Areas

The horizontal expansion and increase in population that have characterised urban growth and development patterns of the last few decades have produced cities that are inconsistent with the principles of sustainable development. Due to the high rate of global urbanisation, the consequences of problems such as greater traffic congestion, higher levels of air pollution, lack of green space, and insufficient water supplies not only affect the cities in which they occur, but extend around the world. Cities that maximise the use of the third dimension are seen as a possible path to sustainable urban form.The urban underground possesses a large untapped potential that, if properly managed and exploited, would contribute significantly to the sustainable development of cities. The use of its four principle resources (space, water, geothermal energy and geomaterials) can be optimised to help create environmentally, socially and economically desirable urban settings. For instance: space can be used for concentrating urban infrastructure and facilities, as well as housing parking facilities and transportation tunnels, energy from geothermal sources and thermal energy stored in the underground can be used for heating and cooling buildings, thereby reducing CO2 emissions,groundwater can be used for drinking water supply, and geomaterials from urban excavation can be used within the city to minimise long-distance conveyance.Traditionally, planning of underground works is done on a single-project basis with little consideration of other potential uses of the same space. This approach often produces interference between uses (e.g. road tunnels interfering with geothermal structures), causes negative environmental impacts (e.g. groundwater contamination), and restricts innovative opportunities for sustainable development (e.g. using waste heat from metro lines for heating buildings).The present research will create a methodology that will help planners consider and integrate the full potential of the urban underground within the larger context of city planning. Since the way in which the use of the urban underground varies in accordance with a cityies specific natural, social and economic circumstances, this research will be trans-disciplinary, incorporating both the physical and social sciences. The development of the methodology will be based on the results of key research activities. Constraints and opportunities for underground use will be identified by establishing the complex linkages between existing underground development and the variables that shape it in cities worldwide. Space, water, energy and geomaterials resources will be studied in terms of their interaction and combined use, to optimise their benefits under various geological, legal, economic, environmental and social conditions. This methodology will be tested on and refined during a case study on the city of Geneva. usw.

Chatseis: Seismic data Schaeftlarn

Within the framework of DOVE, the project Chatseis combines two seismic methods to increase resolution and reliability of the seismic data; i.e. reflection imaging and full-waveform inversion. To acquire the optimal data for the tasks in the project Chatseis, the German Federal Institute for Geosciences and Resources conducted two seismic surveys together with the Leibniz Institute for Applied Geophysics and the Bayerisches Landesamt für Umwelt. At the DOVE-site 5068_3 (Schäftlarn), the project team registered seismic P-wave data with explosive and vibration sources and different geophones as well as S-wave data with a small-scale vibratory source and a landstreamer system on three profiles (in total ca 3.8 km, 100 GB for P-wave and ca 2.6 km, 16 GB for S-wave).

Nachhaltige Weidewirtschaft mit einheimischen Pflanzen in semi-ariden Gebieten

In gross angelegten Feldversuchen soll der Einfluss des Ueberweidens auf die Diversitaet der Graeser untersucht werden. Hierzu werden Parzellen unterschiedlicher Zusammensetzung guter Futtergraeser in ihrer Entwicklung verfolgt. Insbesondere soll die Anfaelligkeit der Verbuschung untersucht werden. Ziel der Arbeit ist die nachhaltige Sicherung der natuerlichen Ressourcen bei gleichzeitiger Beweidung.

Water use characteristics of bamboo (South China)

Bamboos (Poaceae) are widespread in tropical and subtropical forests. Particularly in Asia, bamboos are cultivated by smallholders and increasingly in large plantations. In contrast to trees, reliable assessments of water use characteristics for bamboo are very scarce. Recently we tested a set of methods for assessing bamboo water use and obtained first results. Objectives of the proposed project are (1) to further test and develop the methods, (2) to compare the water use of different bamboo species, (3) to analyze the water use to bamboo size relationship across species, and (4) to assess effects of bamboo culm density on the stand-level transpiration. The study shall be conducted in South China where bamboos are very abundant. It is planned to work in a common garden (method testing), a botanical garden (species comparison, water use to size relationship), and on-farm (effects of culm density). Method testing will include a variety of approaches (thermal dissipation probes, stem heat balance, deuterium tracing and gravimetry), whereas subsequent steps will be based on thermal methods. The results may contribute to an improved understanding of bamboo water use characteristics and a more appropriate management of bamboo with respect to water resources.

Deutsch-amerikanische Umwelt- und Ressourcengeschichte

Bereits in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts sichern reichlich vorhandene natürliche Ressourcen des nordamerikanischen Kontinents die Existenz der ersten deutschen Emigranten verschiedenster religiöser Minderheiten. Die Gründungen von deutschen Siedlungen in Pennsylvania und North Carolina zeigen schon frühe Maßnahmen des Waldschutzes und einer ersten nachhaltigen Holznutzung, die sowohl auf einer Inventarisierung des Ressourcenpotenzials als auch auf einer entsprechenden Nutzungskontrolle basieren. Im 18. und 19. Jahrhundert wird dagegen die deutsche Auswanderung nicht nur durch landwirtschaftliche Missstände, sondern auch durch eine regional aufkommende 'Holznot' verstärkt, die Bauern, Handwerker und Arbeiter gleichermaßen betrifft. Seit der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts werden erste Eisen- und Glashüttenstandorte in Pennsylvania, New York State und anderen Staaten an den großen Seen gegründet, die zunächst stark an die Ressource Holz und Steinkohle gebunden sind und entsprechend negative Auswirkungen auf Wald und Umwelt zeigen. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts sind aufgrund der großen Entwaldungen erste Anfänge einer nordamerikanischen Naturschutzbewegung zu erkennen. In der Folgezeit werden vermehrt Kahlflächen aufgeforstet und zu Ende des 19. Jahrhunderts erste forstliche Ausbildungsstätten von deutschen Forstwissenschaftlern gegründet. Ein intensiver deutsch-amerikanischer Fachaustausch findet bis Ende der 1930er Jahre statt. Erste Studien zeigen, dass eine retrospektive Forschung wertvolle Rückschlüsse auf die Entwicklung des deutsch-amerikanischen Wald- und Naturverständnisses ermöglicht eine in heutiger Zeit noch weitgehend unbeachtete, dafür aber umso wichtigere Komponente der Umweltwahrnehmung. Gleichzeitig ist die besondere Bedeutung eines nachhaltigen Ressourcenmanagement aufzuzeigen. Folgende wissenschaftliche Fragen lassen sich ableiten: - Sozial- und mentalitätsgeschichtlich: In welcher Form und in welchem Maße wirkten sich Erfahrungen erlebter Ressourcenknappheit der Auswanderer auf Reaktionen auf die sich im 19. Jahrhundert zunehmend verschlechternde Waldressourcenqualität in den USA aus ? - Umweltgeschichtlich: Ist bereits im 18. und 19. Jahrhundert eine dezidierte Umweltwahrnehmung im deutsch-amerikanischen Auswanderungsmilieu festzustellen ? - Forstgeschichtlich: Inwiefern trägt eine von außerhalb der Staatsgrenzen erfolgte kritische Betrachtung sowohl nordamerikanischer als auch deutscher Waldbewirtschaftung dazu bei, auf beiden Seiten forsthistorische Aussagen des 19. und 20. Jahrhunderts zu relativieren ? - Ressourcenpolitisch: Welche Ansatzpunkte liefert eine zeitnähere und räumlich verlagerte Untersuchung der Ressourcenproblematik in den USA, um die heutige Gesellschaft und Politik für einen nachhaltigen Umgang mit ihren Lebensressourcen zu sensibilisieren ?

Der Einfluss von Habitatfragmentierung und Landschaftsstruktur auf die Diversität, Abundanz und Populationsdynamik von Bienen, Wespen und ihren Gegenspielern auf Streuobstwiesen

Die Diversität, Abundanz und Populationsdynamik von Bienen, Wespen und ihren Gegenspielern sollen auf 45 Streuobstwiesen unterschiedlicher Größe, Bewirtschaftung und Landschaftseinbindung über einen Zeitraum von 3 Jahren untersucht werden. Die Aufstellung von insgesamt 540 Nisthilfen für Bienen und Wespen und die jährliche Auswertung der angelegten Nester erlauben Aussagen zur Artenvielfalt und Häufigkeit sowie zur Populationsentwicklung der einzelnen Arten, zu stadienspezifischen Mortalitätsraten, zu Parasitierungsraten und zum Artenspektrum von Gegenspielern sowie dem resultierenden Reproduktionserfolg. Die Landschaftsstruktur wird in acht Radien von 250m bis 3000m um die Streuobstwiesen mit einem Geographischen Informationssystem (GIS) erfasst. Die Bedeutung der Habitatgröße und der Landschaftsstruktur auf unterschiedlichen räumlichen Skalen für die Populationsdynamik kann so getestet werden. Zur Bewertung der Habitatqualität wird der Baumbestand, der Totholzanteil, die Vegetationsstruktur und das Blütenangebot erfasst, um Aussagen zur relativen Bedeutung von Ressourcenverfügbarkeit (Nistmöglichkeiten und Pollenquellen) und Regulation durch Gegenspieler für die Populationsentwicklung auf den Streuobstwiesen zu erhalten. Die Analyse von Pollenproben ermöglicht Aussagen zur Ressourcennutzung und zur relativen Bedeutung der Streuobstwiesen und der umgebenden Landschaft als Nahrungsquelle. Detaillierte Auswertungen und Experimente mit Osmia rufa beinhalten die Entfernung der Gegenspieler an 15 Standorten, die Bestimmung von Kokongewichten und Geschlechterverhältnissen und die individuelle Markierung und Beobachtung schlüpfender Weibchen zur Ermittlung von Sammelzeiten und Ansiedlungsraten.

Landesentwicklungsplan Nordrhein-Westfalen: Weiterentwicklung der Qualitaetsmerkmale fuer die Siedlungsstrukturen

Seit den 60er und 70er Jahren praegen umweltrelevante Fehlentwicklungen des Suburbanisierungsgeschehens das Bild der Siedlungsentwicklung. Dieser Suburbanisierungsprozess einerseits und andererseits die grossraeumigen Verflechtungen fuehren in wachsendem Mass zu oekosystemaren Beeintraechtigungen in einzelnen Verflechtungsraeumen, aber auch in weniger hoch verdichteten staedtischen Gebieten und Gebieten mit ueberwiegend laendlicher Raumstruktur entspricht die Siedlungsentwicklung oft nicht dem Ziel schonenden Umgangs mit den natuerlichen Ressourcen.

Forschergruppe (FOR) 456 degree of celsius: The role of Biodiversity for element cycling and trophic interactions: An experimental approach in a grassland community, FOR 438: Die Bedeutung von Biodiversität für Stoffkreisläufe und trophische Interaktionen: Ein Versuchsansatz in Grasslandgesellschaften - Teilprojekt: Diversität und Funktion von arbuskulären Mykorrhiza- und Bodenpilzen mit oxidativem Potential in Grasländern mit unterschiedlichen Stufen pflanzlicher Diversität

Das Jena Experiment hat es sich zum Ziel gesetzt Zusammenhänge zwischen Pflanzendiversität und Ökosystemprozessen zu untersuchen. Unsere Arbeiten beschäftigen sich mit einer der Schlüsselgruppen in unterirdischen Ökosystemprozessen - den Pilzen. Das Wirtsspektrum arbuskulärer Mykorrhizapilze (AMF) wird innerhalb der Monokultur-Plots untersucht. In Polykulturen unterschiedlicher Diversität soll der Zusammenhang zwischen Artenreichtum von Pflanzen und AMF vertiefend studiert werden. Durch ein Experiment mit stabilen Isotopen soll der Beitrag der AMF für die Nährstoffverteilung zwischen einzelnen Pflanzenarten, aber auch zwischen funktionellen Gruppen näher beleuchtet werden. Weiterhin wird untersucht, ob Zusammenhänge zwischen Stickstoffmineralisierung, Anreicherung organischer Substanzen sowie der Diversität und dem Expressionsprofil pilzlicher Laccasegene bestehen.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1889: Regional Sea Level Change and Society (SeaLevel), Teilprojekt: Aufbau von adaptiven Kapazitäten durch translokales Sozialkapital: Meeresspiegelanstieg und Resilienz von küstennahen Gemeinschaften und Haushalten in ausgewählten Regionalmetropolen Indonesiens (SeaLevel_TRANSOCAP II)

Das beantragte Projekt (TRANSOCAP II) betrachtet küstennahe Gemeinschaften in indonesischen Regionalmetropolen, die aufgrund ihrer Exposition und ihren sozialen Bedingungen besonders verwundbar gegenüber dem Meeresspiegelanstieg und küstenbezogenen Naturgefahren sind. Sozialkapital spielt vor allem im Globalen Süden eine wichtige Rolle für erfolgreiche Anpassungsstrategien von lokalen Gemeinschaften und Haushalten, weil der Staat oft nicht die organisatorischen und finanziellen Ressourcen hat, um Umweltveränderungen und Naturgefahren adäquat zu begegnen. Durch Vertrauensnetzwerke sind Individuen in der Lage, den Zugang zu Krediten, Rücküberweisungen, gegenseitiger Hilfe, Informationen oder Wissen zu organisieren. Diese sind wertvolle Ressourcen für Bewältigungsstrategien, Anpassungsprozesse, Innovationsfähigkeit und Resilienz. Die Hauptfragestellung des Projekts lautet deshalb: Wie generieren lokale und translokale soziale Netzwerke soziales Kapital und wie beeinflusst dies Anpassungsprozesse von Haushalten und Gemeinschaften in indonesischen Städten mit unterschiedlichen sozialen und kulturellen Kontexten. Das Forschungsvorhaben zielt darauf ab, soziales Kapital als (auch) translokales Phänomen zur konzeptualisieren und damit die oft noch zu lokalbezogene Sicht auf Sozialkapital in der Naturgefahren- und Klimaforschung zu überwinden. Untersucht werden sollen die Struktur und die Qualität von lokalem und translokalem Sozialkapital in den indonesischen Regionalmetropolen Surabaya (Java), Denpasar (Bali) und Padang (Westsumatra). Diese Städte erweitern das Spektrum der Untersuchungsräume der ersten Förderphase (Jakarta, Semarang und Umland). Dies soll dazu beitragen, adaptionsrelevante soziale Netzwerke und soziales Kapital in unterschiedlichen administrativen und soziokulturellen Kontexten zu analysieren. Die TRANSOCAP II zugrunde liegende Annahme ist, dass in Surabaya, insbesondere aber in den kulturell deutlich andersartig geprägten Städten Denpasar und Padang, translokale Verbindungen eine noch größere Rolle spielen als in Jakarta und vor allem Semarang. Eine weitere wesentliche Erweiterung gegenüber der ersten Projektphase ist, dass die Struktur der sozialen Vernetzung detaillierter untersucht werden soll. Bei dem Projekt soll ein Methodenmix angewendet werden, der vor allem Haushaltsbefragungen mit standardisierten Fragebögen (inkl. Netzwerkanalyse), Fokusgruppendiskussionen und Expertenworkshops umfasst.

Erhaltung vom Aussterben bedrohter Nutztierrassen und Kulturpflanzensorten (Genreserve)

Die Menschheit ist heute in der Nahrungsmittelversorgung im wesentlichen von knapp zwei Dutzend Tier- und Pflanzenarten abhaengig (GLOBAL 2000). Dabei fuehren die Entwicklung zur Monokultur und die Zuechtung immer ertragreicherer Sorten und Rassen zu einer gefaehrlichen genetischen Gleichfoermigkeit. Haustierrassen und Kulturpflanzensorten, die unter heutigen Bedingungen keine Hochleistungen erbringen, werden zuechterisch fallen gelassen und sterben aus. So geht meist eine Fuelle kostbarer Erbanlagen verloren, die unter veraenderten Lebens- und Wirtschaftsbedingungen dereinst wieder von groesster Bedeutung sein koennte - z.B. Resistenz gegen Kaelte, Krankheiten, Schaedlinge usw. Die Stiftung PRO SPECIE RARA bemueht sich, das untergehende Erbgut alter Tierrassen und Pflanzensorten im Sinne einer Genreserve zu erhalten, indem sie letzte Exemplare gefaehrdeter Arten vereint und zuechterisch betreut.

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