In Nordchina ist im Laufe des letzten halben Jahrhunderts die Nutzung des Grundwassers für die Agrarproduktion rasant gestiegen, allen voran in Gebieten, die zuvor mit Oberflächenwasser bewässert worden waren. Obwohl sich die Grundwasserförderung positiv auf den ländlichen Wohlstand auswirkt, hat sie oft negative Folgen für die Nachhaltigkeit lokaler Wassernutzung. Es wird behauptet, dass ein koordinierteres Management von Regenwasser - und Grundwasservorrat und -aufbewahrung - die sogenannte Verbundwassernutzung (conjunctive management) - zu einer nachhaltigeren, adaptiven Nutzung der Ressourcen führt. Das Forschungsvorhaben analysiert die Auswirkung der lokalen Grund- und Oberflächenwasserpolitik auf die Wassernutzung der Landwirte. Basierend auf einer Haushaltsstudie, welche in drei Binnenflussbecken in Nordwestchina durchgeführt wurde, wird bestimmt, welche physischen und welche institutionellen Wasserzugangsindikatoren am entscheidendsten für die Wahl der Wassernutzung durch die Bauern sind. Zusätzlich zur Haushaltsstudie werden Interviews mit Wasserbehörden und anderen Personen in Schlüsselpositionen geführt, um Einblicke in Politikmaßnahmen und Institutionen im Wassereinzugsgebiet zu erhalten. Durch das Vergleichen der Gewässerpolitiken mit den Produktionsergebnissen auf Betriebsebene, wird untersucht, in welchem Umfang die Verbundwassernutzung in die Praxis umgesetzt wird.
BExIS is the online data repository and information system of the Biodiversity Exploratories Project (BE). The BE is a German network of biodiversity-related working groups from areas such as vegetation and soil science, zoology and forestry. Up to three years after data acquisition, the data use is restricted to members of the BE. Thereafter, the data is usually publicly available (https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/publicsearch/index).
Lake Sevan, the only large water reservoir within the South Caucasus, is under severe ecological pressure, and understanding the species composition of the lake and especially the rivers of its drainage basin is of central importance to inform natural resource management decisions in Armenia. Due to the limited capacity in the area for exact and fast taxonomic identification of benthic invertebrates, we started to compile a DNA barcode reference database of aquatic arthropods from the Lake Sevan drainage basin, spearheaded by Dr. Marine Dallakyan from Yerevan's Scientific Center of Zoology and Hydroecology (Armenian Academy of Sciences), whose first visit to ZFMK has been financed by DAAD. The project is closely linked to the efforts undertaken and planned within the GGBC(link is external) project. The project results are aimed at making future standardized assessment of aquatic biodiversity monitoring in Armenia and the Caucasus easier, faster, and more reliable.
Groundwater resources underpin ecosystems and human activities, yet their continued global depletion deteriorates water quality and ecology due to baseflow reduction and causes land subsidence and seawater intrusion. Accurate quantification of groundwater flow and storage changes is critical to enable adaptive resource management, for example through assessing potential impacts from over-extraction and determining sustainable yields. This necessitates an increase in knowledge of the spatial distribution of subsurface properties. Current groundwater investigation methods (e.g. pump testing) require high effort and are costly to conduct, restricting the rate and frequency of testing thus resulting in spatially limited outcomes. This project will establish Tidal Subsurface Analysis (TSA) as a novel methodology to quantify subsurface hydro-geomechanical properties such as transmissivity, permeability, specific storage, porosity, compressibility and/or bulk modulus. TSA utilises the groundwater response to the ubiquitous and predictable Earth and atmospheric tides which is contained in existing measurements. TSA will be developed by unifying the theories of existing approaches that have successfully quantified individual subsurface properties using the groundwater response to Earth tides or barometric loading. Next, the influence of geological heterogeneity on properties quantified using TSA will be evaluated using a combination of numerical modelling and field data from locations in the United Kingdom and Australia where the subsurface has been well characterised. Finally, TSA will be validated by comparing each of the quantified hydro-geomechanical properties with values derived from established hydrogeological or geophysical investigation techniques, such as pump testing, geophysical logging or sediment coring. Because it is a passive approach, it will overcome many of the limitations inherent to active hydraulic subsurface investigations. It is anticipated that TSA will shift the paradigm about how groundwater and atmospheric measurements are used and add significant value to monitoring programs, enhancing resource management decisions and improving implementation of the EU Water Framework Directive.
Die Zukunft unserer Gesellschaft hängt von der Entwicklung der Weltmeere ab, da die Ozeane einen großen Einfluss auf das Klimageschehen haben, unverzichtbare Ressourcen, aber auch Gefahren bergen. Gleichzeitig werden die Ozeane durch die vom Menschen verursachte CO2-Freisetzung, die Fischerei und andere menschliche Aktivitäten zunehmend verändert. In dem Exzellenzcluster wird daher eine große Gruppe von Wissenschaftlern an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und den beteiligten Leibniz-Instituten miteinander vernetzt, um den vergangenen Ozeanwandel zu rekonstruieren, den heutigen Ozeanwandel zu untersuchen, die zukünftigen Veränderungen vorherzusagen, die maritimen Ressourcen zu erforschen und Konzepte zu ihrer nachhaltigen Nutzung zu entwickeln sowie die Naturgefahren, die vom Ozean ausgehen, besser einzuschätzen. Durch die Einbindung weiterer Disziplinen (Medizin, Soziologie, Ökonomie, Recht) werden die naturwissenschaftlichen, sozioökonomischen und rechtlichen Aspekte des Ozeans in einem multidisziplinären Ansatz umfassend erforscht. Die Zukunft der Ozeane wurde bisher in keinem vergleichbar breit angelegten Netzwerk exzellenter Forscher untersucht. Die Meeresforschung wird daher durch das Exzellenzcluster auf eine neue Ebene gehoben, auf deren Basis wissenschaftlich fundierte Leitlinien für Politik und Wirtschaft erarbeitet werden können. Die Cluster-Forschung wird unter zwei Themen organisiert: (1) Ozeane und Treibhauseffekt sowie (2) Maritime Ressourcen und Naturgefahren. Zu beiden Themen bestehen bereits profilierte Forschergruppen, die durch weitere Junior-Forschergruppen (JRG) ergänzt werden sollen. Die Forschungsinfrastrukturen werden in Plattformen gebündelt und weiterentwickelt, während Bildungsangebote für Doktoranden und Master-Studenten in einer neuen 'Integrated School of Ocean Sciences' zusammengeführt werden. Das im Cluster erarbeitete Grundlagenwissen wird durch entsprechende Strukturen der Öffentlichkeit, Politik und Wirtschaft zur Verfügung gestellt und zur Anwendung gebracht. Der überwiegende Teil der Cluster-Ressourcen wird jedoch eingesetzt, um JRGs in vielversprechenden neuen Forschungsfeldern zu gründen. Die Leitungspositionen dieser Gruppen werden international ausgeschrieben und den erfolgreichsten Kandidaten wird nach Ende der ersten Förderperiode eine permanente W2/W3-Professur angeboten. Dank der sehr guten Ausstattung der JRGs wird es gelingen, hoch qualifizierte Kandidatinnen und Kandidaten an das Cluster zu binden und die Position der Universität als führender europäischer Standort in der Meeresforschung weiter zu stärken.
Grundwasser ist weltweit die wichtigste Trinkwasserressource. Seine Menge und Qualität werden u.a. durch nicht nachhaltige Nutzung, diffuse Schadstoffeinträge und Veränderungen der biogeochemischen Verhältnisse beeinträchtigt. Grundwasserschutz erfordert die Betrachtung des gekoppelten terrestrischen Hydrosystems mit Atmosphären- und Landoberflächenprozessen, Oberflächengewässern, der ungesättigten Bodenzone und den Grundwasserleitern im Einzugsgebietsmaßstab. Die zugehörige Prozessbeschreibung ist unsicher, wird durch Heterogenität beeinflusst und unterliegt permanentem Wandel. Für die nachhaltige Bewirtschaftung von Grundwasserressourcen unter Klima- und Landnutzungswandel sind Modelle erforder-lich, die alle relevanten hydrologischen und (bio)geochemischen Prozesse als gekoppeltes, wechselwirken-des System simulieren. Solche physikalisch-basierten Modelle finden allmählich ersten Eingang in die Wassermengenwirtschaft. Erweiterungen in Bezug auf Wasserqualität stehen jedoch am Anfang und sind mit Schwierigkeiten auf der konzeptionellen Ebene sowie im Upscaling auf die Einzugsgebietsskala konfrontiert. Die Hauptziele des Internationalen Graduiertenkollegs liegen darin (a) Spezialisten aller relevanten Unterdisziplinen für die integrierte Bewertung und Modellierung gekoppelter Hydrosysteme von den Universitäten Tübingen, Waterloo (Kanada), Hohenheim und Stuttgart zusammenzubringen, (b) Doktoranden in den zugrundeliegenden hydrologischen und (bio)geochemischen Prozessen sowie ihrer Modellierung auf der Einzugsgebietsskala gemeinsam auszubilden und (c) Modellwerkzeuge weiterzuentwickeln, um die Prozesse, welche die Wasserqualität auf der Einzugsgebietsskala bestimmen, unter Berücksichtigung der internen Heterogenität und veränderter Antriebe besser zu verstehen. Das Forschungsprogramm ist in vier Themenbereiche gegliedert: A: Flüsse an der Landoberfläche, B: Biogeochemische Reaktionen in Einzugsgebieten, C: Unsicherheitsbewertung großskaliger Modelle und D: Natürliche Entwicklung von Einzugsgebieten. Das Qualifizierungsprogramm umfasst (i) eine Institutionen übergreifende Betreuung, (ii) obligatorische Forschungs- und Ausbildungsaufenthalte an der Partnerinstitution, (iii) gemeinsame Frühjahrs/Herbstschulen, (iv) die Teilnahme an einem strukturierten Doktorandenprogramm und (v) die Förderung von Schlüsselqualifikationen zur Erhöhung der Arbeitsmarktfähigkeit nach dem Abschluss. Das Qualitätsmanagement beruht auf dem plan-do-check-act Prinzip.
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