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Einfluss der Mykorrhizosphäre von Bäumen auf die Bodenentwicklung und Erosionsverminderung von Uran-Bergbaufolgelandschaften

Einfluss der Mykorrhizosphäre von Bäumen auf die Bodenentwicklung und Erosionsverminderung von Uran-Bergbaufolgelandschaften, TP A: Dendroanalyse, Bildung organische Bodensubstanz, Mykorrhizosphärenprozesse, (kolloidaler) Schwermetall/Radionuklid-Austrag & Drohnenbefliegungen

Optimierung der Verfahrenstechnik bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsflächen

1 Zielsetzung: Ziel des Forschungsprojektes ist die Erarbeitung von verfahrenstechnischen, logistischen und arbeitswirtschaftlichen Kennzahlen für die Bewirtschaftung von Kurzumtriebsflächen. Darauf aufbauend werden die Arbeitserledigungskosten ermittelt und Verbesserungspotentiale abgeleitet. Die Analysen werden in folgende drei Teilbereiche gegliedert: Pflanzen der Stecklinge. Im Bereich des Pflanzens der Stecklinge wird die Frage beantwortet, welches Setzgerät sich für welche Einsatzbedingungen eignet und mit welchen Kosten zu rechnen ist. Dazu wird ein systematischer Vergleich von Stecklingsetzgeräten hinsichtlich Flächenleistung, Arbeitszeitbedarf und Kosten sowie deren Eignung für Pappel und Weide durchgeführt. Pflege der Flächen im ersten Jahr. Ziel in diesem Bereich ist die Beantwortung der Fragen, mit welchen Geräten die mechanische Beikrautregulierung möglich ist, welche Flächenleistungen bei welcher Breite des unbearbeiteten Bandes erreichbar sind, wie viele Überfahrten im Jahr erforderlich sind und welche Kosten anfallen. Ernte. Im Bereich der Ernte werden folgende Fragen beantwortet: - Welche Flächenleistung bzw. welcher Massenstrom kann der mit einem Spezialvorsatz ausgerüstete Feldhäcksler unter welchen Einsatzbedingungen erreichen? - Welche Eigenschaften (Schüttdichte, Wassergehalt, Sieblinie) weist das Hackgut auf? - Welche Auswirkungen haben der erzielbare Massenstrom und die Eigenschaften des Hackgutes auf die nachfolgende Logistik? - Wie hoch sind die Erntekosten unter verschiedenen Rahmenbedingungen? 2 Ergebnisse: 2.1 Setzen der Stecklinge. Den mit Abstand höchsten Arbeitszeitbedarf weist das Christbaumpflanzgerät auf. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit während des Setzens nimmt der Arbeitszeitbedarf ab. Bei den Setzgeräten mit Rutenschneidsystem wirkt sich die Tatsache, dass eine Bedienperson zwei Reihen (eine Doppelreihe) bedienen kann, positiv aus. Eine Erhöhung der Arbeitsbreite von einer auf zwei Doppelreihen bringt eine Reduktion des Arbeitszeitbedarfes von rund 30 Prozent, da für die zusätzliche Doppelreihe eine weitere Arbeitskraft benötigt wird. Die Relation zwischen Maschinenzeit und Arbeitszeitbedarf sowie zwischen Setzleistung bezogen auf Maschinenzeit und Arbeitszeitbedarf wird von der Anzahl der erforderlichen Arbeitskräfte bestimmt. Die Unterschiede im Arbeitszeitbedarf spiegeln sich auch in der Setzleistung wider. In Abhängigkeit vom Setzsystem können pro AKh zwischen 718 und 5.488 Weidenstecklingen gesetzt werden. Für das Setzen von Pappel muss im Vergleich zu Weide bezogen auf die Fläche auf Grund der geringeren Setzdichte weniger Zeit aufgewendet werden. Die Überlegenheit der Setzgeräte mit Rutenschneidsystem nimmt relativ ab, da auf Grund des Reihenabstandes von 3 m eine Bedienperson nur eine Reihe bedienen kann. Bei der Auspflanzung von Kurzumtriebsflächen muss in Österreich zurzeit ein Mindestabstand von 5 m zu Nachbarschlägen eingehalten werden. usw.

Biomasse - Boden - Sorten - Gene - Pappeln und Weiden im Kurzumtrieb

Im zweiten Projektjahr wurden die Versuchsflächen ergänzt. Eine im ersten Jahr missglückte Anpflanzung (Pappel) wurde wiederholt, und eine neue Versuchsfläche im Bereich Oststeiermark-Südburgenland wurde im Raum Hartberg gefunden und angelegt. Weiters wurden Demonstrationsflächen mit den bisher besten Pappel- und Weidenklonen im Raum Haag (Mostviertel, NÖ) angelegt. Diese Flächen sind alle wunschgemäß angewachsen. Ein Aussaatversuch mit Robinie schlug jedoch wegen der heißen Witterung im Frühjahr 2012 fehl. Die Pappelflächen wurden auf Rostbefall bonitiert; die Selektionen des BFW aus nordamerikanischen Schwarzpappeln zeigen sich als sehr vielversprechend. Bei den Weiden wurde die Tullner Versuchsfläche zurückgeschnitten, und die Aufwüchse des ersten Jahres wurden vermessen und gewogen. Es wurden Biomasse-Erträge bis zu 13 Tonnen pro Hektar und Jahr ermittelt. Im Labor wurde die Amplifikation von Genen aus Pappeln und Weiden fortgesetzt und um Versuche mit extrahierter RNA ergänzt.

Grundwassermessstelle Nettelbeck OP (Messstellen-Nr.: 27381002)

Die Grundwasser-Messstelle mit Messstellen-ID 27381002 wird vom Landesamt für Umwelt Brandenburg betrieben, in Zuständigkeit des Standorts LfU Potsdam_N. Sie befindet sich in Nettelbeck OP (Lindenstr., Speicher, neben Kurzumtriebsplantage -> vom Wiesenweg 2 anfahren). Die Messstation gehört zum Beschaffenheitsmessnetz. Die Messstellenart ist Beobachtungsrohr. Nummer des Bohrloches: Hy Pa 27/67. Der Grundwasserleiter wird beschrieben als: GWLK 1 (weitgehend unbedeckt). Der Zustand des Grundwassers wird beschrieben als: frei. Der zugehörige Grundwasserkörper ist: DEGB_DEBB_MEL_SL_1. Der Messzyklus ist 4 x monatlich. Die Anlage wurde im Jahr 1968 erbaut. Ein Schichtverzeichnis liegt vor. Das Höhenprofil in diesem System ist: Messpunkthöhe: 70.79 m Geländehöhe: 69.70 m Filteroberkante: 59.6 m Filterunterkante: 57.6 m Sohle (letzte Einmessung): 58.41 m Sohle bei Ausbau: 56.8 m Die Messstelle wurde im Höhensystem NHN92 eingemessen.

Wuchsleistung und Trockenstoffproduktion von Waeldern im Kurzumtrieb

Zur Volumenbestimmung stehender Baeume und zur Ermittlung des Hektarvorrates von Bestaenden werden in der Forstwirtschaft i.d.R. Berechnungsverfahren verwendet, die mit den Eingangsgroessen Brusthoehendurchmesser, Baumhoehe und Formzahl arbeiten. Bei diesen Ansaetzen steht die Ermittlung des Holzvolumens in Raummassen und nicht in Gewichtseinheiten im Vordergrund. Bei schnellwachsenden Baumarten wie Pappeln und Weiden, die im Kurzumtrieb bewirtschaftet werden, ist aufgrund des Verwendungszweckes neben den traditionellen Leistungsgroessen vor allem die Bestimmung der (Trocken-)Biomasse von zentraler Bedeutung. - Die Untersuchungen werden auf Versuchsaralen in Mecklenburg-Vorpommern und in Sachsen durchgefuehrt. Die Wuchsleistung wie auch die Trockenbiomasse werden fuer Weiden- und Pappelklone einzelbaum- und bestandesweise hergeleitet. Die Einzelbaumbiomassen werden in Abhaengigkeit von Baumdimensionen und Standraum modelliert.

Einfluss der Mykorrhizosphäre von Bäumen auf die Bodenentwicklung und Erosionsverminderung von Uran-Bergbaufolgelandschaften, TP B: 'Entwicklung von Verfahren zur gezielten Vitalisierung des Wismut-Sanierungswaldes mittels Bodenmikroorganismen und Prüfung minimalinvasiver Biomonitoring-Methoden'

Einfluss der Mykorrhizosphäre von Bäumen auf die Bodenentwicklung und Erosionsverminderung von Uran-Bergbaufolgelandschaften, TP C: Wirtschaftliche Begleitung und Bewertung

Klimakammer (Phytotron)

Die beantragte Klimakammer wird im Rahmen des vom MWFK Brandenburg seit 2009 geförderten Verbund-Forschungsvorhabens BIOBRA und zukünftiger Forschungsvorhaben eingesetzt. In BIOBRA arbeitet eine interdisziplinäre Forschergruppe von grundlagenorientierten Nachwuchswissenschaftlern/lnnen des MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam (Prof. Dr. M. Antonietti) und angewandten Wissenschaftlern/Innen der FH Eberswalde (Prof. Dr. Murach) zusammen. Durch die Verschneidung der innovativen Forschungsbereiche der hydrothermalen Karbonisierung (HTC-Forschung des Prof. Antonietti 2008 ausgezeichnet mit dem 'ERC Advanced Grant' der EU) und der Agrarholzproduktion (BMBF-Verbund-Forschungsvorhaben DENDROM des Prof. Murach 2007 in die BMBF-Hightechstrategie aufgenommen) soll der Einsatz der durch hydrothermale Karbonisierung aus Abfallstoffen gewonnenen 'Biokohle' zur Bodenverbesserung (Nährstoff- und Wasserspeicherung) degradierter Standorte und zur C-Sequestrierung am Beispiel der Agrarholzproduktion (Anbau schnellwachsender Baumarten im Kurzumtrieb) untersucht werden.Durch dieses Projekt wird die Agrarholzforschung der FH Eberswalde um einen experimentellen Ansatz erweitert, mit dem sie einen Beitrag zu den neuen, internationalen Forschungsschwerpunkten 'Biochar' / 'Black Carbon' / 'Terra Preta' leisten kann.Die Klimakammer soll Schnelltests zur Optimierung der verschiedenen Biokohlen als Bodenzusatzstoff für Pappel- und Weidenstecklingen unter standardisierten Umweltbedingungen ermöglichen.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Klima-Engineering über Land: Umfassende Evaluierung von Auswirkungen terrestrischer Carbon-Dioxide-Removal-Methoden auf das Erdsystem (CE-LAND+)

Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.

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