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MIN4EU LGRB-BW: near-surface mineral raw material occurrences - harmonized dataset

Since 1999, the Geologic Survey of Baden-Württemberg publishes a statewide geological map series 1 : 50 000 "Karte der mineralischen Rohstoffe 1 : 50 000 (KMR 50)". On it, the distribution of near-surface mineral raw material prospects and occurrences (mainly) and deposits (subordinate) is shown. This continuously completed and updated map currently covers around 60% of the federal state. It is the base for the regional associations in the task of mineral planning. The prospects and occurrences are classified according to different raw material groups (e.g. raw material for crushed stone (limestone, igneous rocks, metamorphic rocks, sand and gravel), raw materials for cement, dimension stone, high purity limestone, gypsum ...). Their spatial delineation is based on various group-specific criteria such as minimum workable thickness, minimum resources, ratio overburden/workable thickness, and so on. It is assumed that they contain deposits as a whole or in parts. In the vast majority of cases, the data is not sufficient for the immediate planning of mining projects, but it does facilitate the selection of exploration areas. The name of each area (e.g. L 6926-3) consists of three parts. L = roman rnumeral fo 50, 6926 = sheet number of the topographic map 1 : 50 000, 3 = number of the area/mineral occurrence shown on this sheet. Co-occurring land-use conflicts, e.g. water protection areas and nature conservation areas, forestry and agriculture, are not taken into account in the processing of KMR 50. Their assessment is the task of land use planning, the licensing authorities and the companies interested in mining. The data is stored in the statewide raw material area database "olan-db" of the LGRB.

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.

Multibeam bathymetry processed data (EM 1002 echosounder entire dataset) of RV MARIA S. MERIAN during cruise MSM51/1

Swath sonar bathymetry data used for that dataset was recorded during RV MARIA S. MERIAN cruise MSM51/1 using Kongsberg EM1002 multibeam echosounder. The cruise took place between 01.02.2016 and 27.02.2016 in the Baltic Sea. The cruise aimed to perform seismo- and hydroacoustic surveys, sampling of Holocene sediments and to investigate the water column wintertime mixing close to sea-ice limits. These surveys improved the understanding of variations in the ventilation of the deeper Baltic, considering not only external climate forcing but also the effects of postglacial sealevel rise and isostatic uplift [CSR]. CI Citation: Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de) as responsible party for bathymetry raw data ingest and approval. During the MSM51-1 cruise, the moonpooled KONGSBERG EM1002 multibeam echosounder (MBES) was utilized to perform bathymetric mapping in shallow depths. 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/. 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 MSM51-1 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 MSM51-1 has a resolution of 15 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.

INSPIRE: Unconventional hydrocarbons (Nicht-konventionelle KW)

Nicht-konventionelle KW (INSPIRE) presents the results of the NiKo project according to data specifications Energy Resources (D2.8.III.20) und Geology (D2.8.II.4_v3.0). NiKo stands for „unconventional hydrocarbons“, „Nicht-konventionelle Kohlenwasserstoffe“ in German. In the NiKo project the Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR) has investigated the potential resources for shale oil and shale gas in Germany. The study was published in 2016 as a report titled „Schieferöl und Schiefergas in Deutschland – Ressourcen und Umweltaspekte“ (available in German only). The colloquial terms shale oil and shale gas refer to oil and natural gas resources in sedimentary shale rock formations, with high organic matter content. In the study, seven formations were identified to have a shale oil and/or gas potential in Germany and their distribution has been mapped in small scale. For each of the formations the organic-rich facies distribution is provided and, if appropriate, the regional potential resource distribution: Fischschiefer (Oligocene), Blättertone (Barremium - Lower-Aptian), Wealden (Berriasium), Posidonienschiefer (Lower-Toarcium), Middel-Rhaetium (Oberkeuper), Permokarbon (Stefanium - Rotliegend) und Lower Carboniferous (Upper Alaunschiefer (Kulm-Facies) + Kohlenkalk-Facies). Corresponding to the overview maps in the report two GML-files for these layers are provided, omitting however the sub-category “possible potential regions”. Bituminous facies distribution (0-5000 m Tiefe) – data specification Geology: GeologicUnit.Distribution_of_bituminous_facies.gml Distribution shale oil and shale gas – potential resources (1000 - 5000 m Tiefe) – data specification Energy Resources: FossilFuelRessource_Potential_resource_regions.gml The distribution maps of the potential resources for shale oil and gas are based on geoscientific criteria. Further non-geoscientific limiting criteria, e.g. exclusion areas, have not been taken into account for the assessment. These assessments are based on appraisements of input parameters naturally with large uncertainties for the potential resources and their distribution in the deep underground. Based on the incipient exploration status of unconventionals in Germany, these resources are considered as undiscovered. The assessed shale oil and gas resources for Germany, represent the order of magnitude of potential resources. Reference: BGR 2016 - Schieferöl und Schieferöl in Deutschland- Potenziale und Umweltaspekte https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Energie/Downloads/Abschlussbericht_13MB_Schieferoelgaspotenzial_Deutschland_2016.html

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.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Mikrobielle Umsetzung von Phosphor in Waldböden in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor

Bodenmikroorganismen können Phosphor (P) sowohl mobilisieren als auch immobilisieren und beeinflussen daher stark die P-Verfügbarkeit für Pflanzen. In diesem Projekt stellen wir die Hypothese auf, dass das Verhältnis vom mikrobiellen P zum labilen P, mit der Entwicklung von P erwerbenden zu P recycelnden Ökosystemen zunimmt. Mikrobielle und pflanzliche P-Aufnahme wird mittels 33P untersucht, der in pflanzlicher und mikrobieller Biomasse und in pflanzlichen und mikrobiellen Lipiden quantifiziert wird. In welchem Maß Mikroorganismen P während des Abbaus von organischer Bodensubstanz mineralisieren und immobilisieren, wird mit einem 14C/33P markiertem Monoester überprüft. Die saisonale Dynamik von tatsächlicher und potentieller P-Mobilisierung (33P-Verdünnung und Phosphatase-Aktivität) und mikrobieller P-Immobilisierung wird anhand von Böden, die den Übergang von erwerbenden zu recycelnden Ökosystemen repräsentieren, analysiert. Darüber hinaus wird der Beitrag des P aus der organischen Auflage zum mikrobiellen P anhand eines Feldexperiments untersucht. Die räumlichen Muster mikrobieller und pflanzlicher P-Mobilisierung in der Rhizosphäre werden anhand der Verteilung von saurer und alkalischer Phosphatase-Aktivität (Boden-Zymographie) und Rhizodeposition (14C-Imaging) analysiert.

Die Bedeutung individueller Eiablagestrategien für die Artenvielfalt lokaler Insektengemeinschaften: Eine Analyse im Kontext multitrophischer Interaktionen

Seit langem ist bekannt, dass räumlich begrenzte, kurzfristig und unvorhersagbar auftretende Ressourcen eine hohe lokale Diversität bei Lebensgemeinschaften von Insekten unterstützten. Als ein wesentlicher Grund der hohen Artenvielfalt wurde eine innerartliche Aggregation des Nachwuchses über Ressourcenpatches identifiziert, die zu verschärfter innerartlicher im Verhältnis zu zwischenartlicher Konkurrenz führt. Allerdings liefert diese Begründung nur eine mechanistische Erklärung. Die Faktoren, welche die notwendige innerartliche Aggregation in natürlicher Selektion bevorteilt haben, sind bislang völlig unklar. Jene Faktoren wollen wir aufklären. Im Zentrum unserer Untersuchungen steht die Analyse möglicher bottom-up-Effekte der Brutressourcen der Insekten und top-down Effekte der nächst höheren trophischen Ebene, welche auf individueller Ebene Verhalten selektieren, das den Diversitätseffekt auf der Ebene der Lebensgemeinschaften hervorruft. Unser Modellsystem sind Drosophilidenlebensgemeinschaften, bei denen wir auf unterschiedlichen Brutressourcen die genetisch begründete Variabilität von Reaktionsnormen für das Eiablageverhalten, sowie dessen dichteabhängig Konsequenzen in bezug auf Konkurrenz- und Parasitierungseffekte untersuchen wollen.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Phosphorgehalte in Jahrringen von Bäumen als Indikator für die P-Verfügbarkeit und Recyclingeffizienz von Waldökosystemen

Anhand von zeitlichen Trends der Phosphor-Blatt- und Nadelspiegelwerte von Bäumen auf Dauerbeobachtungsflächen wurde für die vergangenen 2-3 Jahrzehnte eine Verschlechterung der P-Ernährung in vielen europäischen Regionen festgestellt. Als mögliche Ursachen dafür werden Bodenversauerung, Eutrophierung der Waldökosysteme mit N und dadurch ein verbessertes Wachstum, sowie Bodenschutzkalkungen und Auswirkungen des Klimawandels diskutiert. Hier soll untersucht werden, ob anhand der P-Gehalte in den Jahrringen von Picea abies und Fagus sylvatica, bestimmt mittels LA-ICP-MS (Laser Ablation - Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie), langfristige Trends und historische Variabilität in der P-Verfügbarkeit festgestellt werden können. Bisher gibt es nur ganz wenige Studien zu P-Gehalten in Jahrringen und es ist nicht klar, ob deren inter-annuelle Variation zu Veränderungen der P Verfügbarkeit in Beziehung steht. Daher soll hier in einem ersten Schritt die Beziehung zwischen P in Jahrringen und P-Verfügbarkeit für zwei Arten von Bohrkerneproben analysiert werden: a) von P Düngungsversuchen mit bekannten Zeitpunkten und Applikationsraten, und b) von den Dauerbeobachtungsflächen des DFG-Schwerpunktprogramms mit verfügbaren Zeitreihen der P-Konzentrationen in Blättern/Nadeln und Streu. Zweitens wird analysiert, ob die P-Gehalte in Jahrringen aus Wäldern in denen die P-Versorgung hauptsächlich durch Rezyklierung geleistet wird ('recycling systems') eine höhere zeitliche Variation aufweisen als in Wäldern, die einen größeren Teil des P aus der mineralischen Festphase aufnehmen ('acquiring systems'); siehe grundlegende Hypothese des Schwerpunktprogramms, die postuliert, dass 'recycling systems' sensibler auf menschliche Einflüsse und Umweltveränderungen reagieren. Drittens wird quantifiziert, ob die Effizienz der Rezyklierung von P im Stammholz, gemessen als prozentuale Rückverlagerung vom äußeren Kernholz bis zum jüngsten Splintholz, in 'recycling systems' höher ist als in 'acquiring systems'. Viertens wird untersucht ob sich im Kernholz der 'P-rezyklierenden' und der 'P-akquirierenden' Waldökosysteme unterschiedliche, langfristige Trends in der P-Versorgung darstellen und ob diese durch Gehalte anderer Elemente (N, S, K, Ca, Mg, Al, ermittelt durch ICP-OES), Elementverhältnisse (N/P, P/Ca, P/Al, etc.) oder Wachstumstrends erklärt werden können. Mittels Regressionen zwischen diesen Variablen lassen sich einige der zentralen Fragen des Schwerpunktprogramms adressieren. Sollte die P-Verfügbarkeit infolge von Bodenversauerung abgenommen haben, so sollten abnehmende P Gehalte in Jahrringen mit einer Abnahme der Ca- und Mg-, sowie einer Zunahme der Al-Gehalte einhergehen. Dieses Projekt wird nicht nur Information zu langfristigen Trends der P-Ernährung der Hauptbaumarten der Standorte des Schwerpunktprogramms liefern, sondern auch wichtige Daten zur Speicherung und Aufnahme von P im Holz, um damit Nährstoffbilanzen und biogeochemische Modelle zu unterstützen.

Entwicklung und Kalibrierung eines numerischen Modells für mikrobiell unterstützte Förderung von Methan aus Kohleflözen

Das übergeordnete Ziel des vorgeschlagenen Vorhabens ist die Entwicklung eines numerischen Modells, das in der Lage ist Prozesse zu simulieren, die bei der mikrobiell unterstützten Produktion von Methan aus Kohleflözen (englisch: MECBM) auftreten. Dieses Modell soll in den numerischen Simulator Dumux (www.dumux.org) implementiert werden, der als Open Source Programm zur Verfügung steht. Indem das Modell zur Ergänzung und Unterstützung experimenteller Arbeiten eingesetzt wird, können damit gezielt verschiedene Hypothesen über den reaktiven Transport bei MECBM Prozessen getestet werden. Dies betrifft verschiedene Detailfragen, die zur Zeit noch nicht vollständig verstanden sind. Dies soll durch Vergleiche zwischen Simulationen und Experimenten erreicht werden, die am Center for Biofilm Engineering an der Montana State University in Bozeman/USA (MSU-CBS) durchgeführt werden. Zunächst sollen hierfür Säulenexperimente verwendet werden, um Sensitivitäten der simulierten Prozesse hinsichtlich verschiedener Modellparameter zu analysieren. Wo erforderlich, werden die Modellgleichungen dann entsprechend an neu gewonnene Daten und Erkenntnisse aus den Validierungsversuchen mit experimentellen Daten angepasst. Unsere Vision ist es, dass das neu entwickelte Modell ein wesentliches Werkzeug sein wird, um letztendlich das Wissen und Know-how von der Laborskala auf die Feldskala zu übertragen, und um dann auch geplante MECBM-Demonstrationsprojekte im Feld zu konzipieren. Das numerische Modell soll eine wichtige Rolle bei der weiteren Entwicklung von MECBM-Produktionstechnologien spielen; spezifische Möglichkeiten dazu ergeben sich z.B. für geplante Feldanwendungen durch MSU-CBS in Zusammenarbeit mit der US Geological Survey (USGS).Das erwartete Ergebnis aus dem vorgeschlagenen Projekt wird also ein deutlich verbessertes Grundlagenwissen über MECBM Prozesse sein, welches mit dem neu entwickelten Simulationswerkzeug in Kombination mit experimentellen Studien am MSU-CBE auf der Labor- und Feldskala erzielt wird. Die Entwicklung von Simulationskapazitäten soll aber in keinster Weise die Wichtigkeit von Experimenten schmälern, aber die Simulation wird einen entscheidenden Beitrag leisten, um die vorhandenen Ressourcen of die wesentlichen experimentellen (Feld-)Studien zu fokussieren.

Cyclopeptide aus marinen Schwämmen und schwammassoziierten Mikroorganismen

Marine Schwämme und ihre Symbionten sind wahrscheinlich die am meisten versprechenden Ressourcen für neue Naturstoffe und biologisch aktive Verbindungen. Sie stehen daher im Zentrum des Interesses der marinen Naturstoff-Forschung. Strukturelle Ähnlichkeit zwischen Naturstoffen aus Schwämmen und damit assoziierten Mikroorganismen - Bakterien, Pilze, Protisten und Algen - belegt die These, dass Mikroorganismen einen entscheidenden Anteil an der 'Lebensgemeinschaft Schwamm' besitzen und Symbionten der Schwämme darstellen. Im vorliegenden Forschungsprojekt sollen Schwämme und Schwammassoziierte Mikroorganismen untersucht werden. Extrakte dieser Organismen sollen auf biologische Aktivität geprüft und pharmakologisch aktive Extrakte näher untersucht werden. Aufgrund früherer Untersuchungen liegen in Professor Faulkners Arbeitsgruppe große Erfahrungen in der Analyse mariner Naturstoffe vor, besonders auf dem Gebiet der Cyclopeptide. Das Ziel des Vorhabens ist daher, neue Cyclopeptide zu finden, deren Strukturen und Konformationen sowie ihre biologische Aktivität zu bestimmen.

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