Die Entschlüsselung von Fließwegen und Herkunftsräumen des Zwischenabflusses (SSF) sowie der unterirdischen hydrologischen Konnektivität ist durch unterschiedliche Prozessvorstellungen und wenigen direkten Messmöglichkeiten begrenzt. Es werden Tracer benötigt, mit denen Herkunftsräumen und Fließwege von SSF räumlich identifiziert werden können. Die über die Umwelt-DNA (eDNA) abgeleitete Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften sowie die räumlichen Unterschiede der optischen Eigenschaften wasserlöslicher organischer Substanz (WSOM; Absorption und Fluoreszenz) in Böden bietet eine bisher wenig beachtete Möglichkeit. In Abhängigkeit von topographischen und bodenkundlichen Eigenschaften bilden sich spezifische Habitate für mikrobielle und makrobiologische Bodengemeinschaften, die als räumliche eDNA-Muster kartiert und zur Lokalisierung der Herkunftsgebiete von SSF genutzt werden können. Die Anwendung künstlicher Tracer-DNA bietet die Möglichkeit, mit geringem technischem Aufwand und hohem Informationsgehalt hinsichtlich der unterirdischen Fließwege mehrere kontrollierte Experimente durchzuführen. Trotzdem fehlt bisher noch eine umfangreiche und konsequente Bewertung der Anwendbarkeit dieser biochemischen Tracer im Hinblick auf den SSF. Es ist das Ziel des Projektes, das Potenzial von eDNA, künstlich aufgebrachter Tracer-DNA und optischer Eigenschaften von WSOM als nicht-konservative Tracer für zur Identifizierung von SSF und der unterirdischen Konnektivität in vier Einzugsgebieten im Mittel- und Hochgebirge (Sauerland, Erzgebirge, Schwarzwald, Alpen) zu bewerten. In diesen werden an 12 Hängen an jeweils 10 Bodenprofilen Bodenproben entnommen, um die Verteilung von eDNA und WSOM über das Bodenprofil und im Hang zu erfassen. Die zeitliche Variabilität des Exports von eDNA und WSOM aus dem Boden wird während natürlicher Niederschlagsereignisse an einem mit einem Trench versehenen Hang in jedem Einzugsgebiet untersucht, wozu Wasserproben des unterirdischen Abflusses in verschiedenen Bodentiefen entnommen werden. Um genaue Fließwege des SSF in der Hangskala zu identifizieren werden an zwei Hängen künstliche DNA-Tracer eingesetzt und deren Transport durch Beregnungsexperimente aktiviert. Zur Untersuchung der eDNA und WSOM im Labor, werden eine Reihe modernster Laborgeräte und Methoden (TOC-Analysator, Fluoreszenzspektrometrie, Hochdurchsatz-Amplikonsequenzierung, real-time PCR) angewandt. Der Einsatz vielfältiger statistischer Verfahren (z.B. PARAFAC, Cluster-, Netzwerkanalyse) wird helfen, zeitliche und räumliche Muster zu erkennen, um Herkunftsräume von SSF zu identifizieren und biochemische Signaturen als Tracer für SSF zu erkennen.Diese systematische Untersuchung von eDNA und WSOM in Mittel- und Hochgebirgslandschaften ermöglicht es, diese biochemischen Tracer grundlegend zu bewerten. Darüber hinaus wird eine einzigartige Datenbank für die Ableitung biogeochemischer Signaturen geschaffen, um Herkunftsräume und Fließwege von SSF zu identifizieren.
Nachweise für Deutschland bei Krieglsteiner (2000a) aus dem Sauerland (Nordrhein-Westfalen), 820-830 m ü. NN, sowie aus dem Harz (Täglich unpubl.). Neubert et al. (2000: 208) geben auch Funde aus dem Bayerischen Wald an. Die Art fruktifiziert jedoch häufiger in offenen alpinen Lagen auf Streu.
Das Eintrittsdatum bestimmter Phasen in der Pflanzenentwicklung (Phänologie) verschiebt sich über die Jahre unter anderem in Abhängigkeit von Temperaturveränderungen. Aus langjährigen Beobachtungen kann damit der Einfluss veränderter klimatischer Bedingungen auf die Entwicklung von Pflanzen und Ökosystemen ermittelt werden. Anders als direkte Temperaturmessungen spiegelt die Phänologie also eine Reaktion der Natur auf ihre Umwelt wider. Daher ist sie ein wichtiger und besonders sensitiver Bioindikator für den Klimawandel. Als Indikator wird der Blattaustrieb sowie die Länge der Vegetationsphase der Buche und der Eiche verwendet. Als Vegetationsphase ist dabei die Zeitspanne zwischen dem Blattaustrieb und der Blattverfärbung definiert. Sie wird wie folgt berechnet: Kalendertag Blattverfärbung minus Kalendertag Blattaustrieb. Dargestellt werden Blattaustrieb als Tag im Jahr und die Vegetationsphase als Anzahl Tage pro Jahr. Die Daten werden auf sechs (Buche) bzw. acht (Eiche) Flächen des intensiven forstlichen Umweltmonitorings in Nordrhein-Westfalen (ForUm NRW) jährlich seit 2001 visuell im Gelände erhoben. Pro Untersuchungsbestand werden Daten an 20 bis 50 Waldbäumen erhoben. Die Buche wird am Niederrhein, im Ruhrgebiet, im Eggegebirge, im Sauerland und in der Nordeifel beobachtet. Die Eiche wird am Niederrhein, im Münsterland, im Sauerland und in der Nordeifel beobachtet. Die Daten der Flächen werden gemittelt.
Auf Blatt Münster ist das Münstersche Kreidebecken erfasst, das nach Süden vom Ausbiss des Ruhrkarbons begrenzt wird. Am südlichen Rand des Kartenausschnitts schließen sich die devonischen Gesteine des Rheinischen Schiefergebirges an. Im Münsterschen Kreidebecken werden die Bruchschollen des Grundgebirges von bis zu 2000 m mächtigen Schichtpaketen kreidezeitlicher Sedimente überlagert. Die Muldenstruktur bewirkt, dass vom zentralen Bereich des Beckens nach außen immer ältere Sedimentgesteine ausbeißen, d. h. dem Campan im Zentrum folgen Santon, Coniac, Turon und Cenoman am Beckenrand. Bei den Oberkreide-Sedimenten handelt es sich hauptsächlich um Kalk- und Mergelgesteine, die z. T. von quartären Lockersedimenten überdeckt sind. Neben Geschiebelehmen der Saale-kaltzeitlichen Grundmoräne sind Überlagerungen durch äolische und fluviatile Ablagerungen der Weichselkaltzeit weit verbreitet. Eine Besonderheit stellt der Münsterländer Hauptkieszug dar, der das Kreidebecken von Nordwest nach Südost quert und hier im Kartenblatt bei Münster erfasst ist. Der wallartige, schmale Rücken aus gut geschichteten Kiesen (Os) entstand durch Schmelzwässer des Drenthe-Stadials. Holozäne Fluss-, Moor- und Seeablagerungen treten flächenmäßig hinter den eiszeitlichen Relikten zurück. Die am Nordostrand sehr stark aufgebogenen Sedimentschichten der Münsterschen Kreidesenke bilden den Kamm des Teutoburger Waldes, der in der Nordost-Ecke des Kartenblattes angeschnitten ist. Nach Süden wird das Kreidebecken von einem schmalen Streifen oberkarbonischer Ton- und Schluffsteine begrenzt. Dieses Ruhrkarbon markiert gleichzeitig auch die Grenze zum Rheinischen Schiefergebirge im Süden. Das Rheinische Schiefergebirge zählt zu den Mittelgebirgen aus verfaltetem und verschiefertem Paläozoikum. Im Kartenausschnitt ist mit dem Sauerland der nördlichste Teil des Schiefergebirges angeschnitten. Devonische Sedimentgesteine (hauptsächlich mitteldevonische Tonschiefer und Sandsteine) bestimmen das Bild. Auffällig sind zudem die Einschaltungen von Vulkaniten: der Begriff Hauptgrünstein bezeichnet im Sauerland die Abfolge von Diabasen und Schalsteinen (geschieferte Diabas- und Keratophyrtuffe) mit eingeschalteten Sedimentlagen. Im Sauerland können von West nach Ost folgende Einzelstrukturen unterschieden werden: Remscheider Sattel, Lüdenscheider Mulde, Ebbe-Sattel sowie Attendorn-Elsper Mulde. Während in den Sattelstrukturen ältere Sedimente des Unterdevons (Ems, Siegen) zu Tage treten, sind in den Synklinalen jüngere Ablagerungen erhalten geblieben, wie Oberdevon und Unterkarbon in der Attendorn-Elsper Mulde. Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologischer Schnitt Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Das Nord-Süd-Profil schneidet die Münstersche Kreidesenke, das Ruhrkarbon und die devonischen Sedimentschichten des Rheinischen Schiefergebirges.
Blatt Siegen bildet die geologischen Gegebenheiten im rechtsrheinischen Schiefergebirge ab. Sauerland, Siegerland, Lahn-Dill-Mulde, Taunus, Westerwald und Neuwieder Becken werden angeschnitten. Die Sattelstruktur des Siegerlandes mit Sedimentgesteinen des Unterdevons streicht Südwest-Nordost quer über das Kartenblatt. Nördlich wird es vom Sauerland begrenzt: Während in der Sattelstruktur des Ebbegebirges neben Unterdevon auch ältere Sedimente (Ordovizium und Silur) ausbeißen, streichen in den Muldenstrukturen (wie Lüdenscheider Mulde, Gummersbach-Mulde, Attendorn-Elsper-Mulde) jüngere Schichten aus (Mitteldevon bis Unterkarbon). Auffällig sind die Vorkommen von Massenkalk in der Attendorn-Elsper-Mulde, deren Sedimentation während des Oberen Mitteldevon bzw. tiefen Oberdevons in begrenzten Riffarealen stattfand. Kleinere Vorkommen dieser Riffkalke finden sich auch im Lahn-Dill-Gebiet, welches das Siegerland nach Osten bzw. Südosten begrenzt. Das Lahn-Dill-Gebiet am Ostrand des Kartenblattes wird von vielen Störungen und Verwerfungen durchzogen. In seinem komplexen geologischen Bau lassen sich die Dill-Senke im nördlichen Bereich, die Lahn-Senke im südlichen Bereich und der dazwischen liegende Hörre-Höhenzug unterscheiden. Neben den pelagischen Sedimentgesteinen des Oberdevons und Unterkarbons (u. a. Tonschiefer, Kalkknotenschiefer, Kieselschiefer) treten im Lahn-Dill-Gebiet verstärkt vulkanische Gesteine auf, z. B. Schalsteine (Givet-Adorf) und Deckdiabas (Unterkarbon). Eine Besonderheit stellt die Giessener Decke (Kulmgrauwacke) dar, die nördlich der Taunus-Ausläufer in der Südost-Ecke des Kartenausschnitts erfasst ist. Da die Giessener Grauwacke im Hangenden gleichalter aber faziell unterschiedlicher pelagischer Gesteine lagert, wird sie als Erosionsrest einer aus südlicher Richtung überschobenen Decke interpretiert. Im Südteil des Kartenblattes ist das junge Vulkanitgebiet des Westerwaldes erfasst. Hier führte ein verstärkter Magmatismus im Oberoligozän/Untermiozän zur Eruption vulkanischer Gesteine (vorwiegend Basalte, untergeordnet Andestit, Trachyt, Phonolith). In den Niederungen finden sich häufig quartäre Überlagerungen durch Fließerden oder Löss. In der Südwest-Ecke des Kartenblattes schließen sich die jungen Vulkanitvorkommen des Neuwieder Beckens an (quartärer Bims). Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologisches Profil zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Das Profil schneidet in seinem Nordwest-Südost-Verlauf das Ebbegebirges, die Attendorner-Elsper-Mulde, den Siegerland-Sattel, das Lahn-Dill-Gebiet und den Taunus.
Die zunehmende Belastung unserer Umwelt wird u.a. durch Ablagerungen der Industrie verursacht, die Schwermetallsalze enthalten. Dabei gehen die Umwelbelastungen vor allem von vegetationslosen Deponien aus. Eine Begruenung der Halden wird aber dadurch erschwert, dass die Metallsalze pflanzentoxisch wirken. Aus diesen Gruenden werden in Zusammenarbeit mit der Fa. Sachtleben auf schwermetallsalzhaltigen Flotationssanden im Sauerland Versuche durchgefuehrt ueber a) Moeglichkeiten, die Wachstumsbedingungen derartiger Deponien durch verschiedene Bodenverbesserungsverfahren zu foerdern, b) Moeglichkeiten, geeignete Pflanzenarten zu finden, die fuer die Begruenung von unbehandelten und der durch die obigen Bodenverbesserungen veraenderten Schwermetallboeden geeignet sind. Nach den bisher vorliegenden Ergebnissen zeichnet es sich ab, dass vor allem Kombinationen von Bodenverbesserungsverfahren und geeigneten Pflanzenarten eine Begruenung ermoeglichen.
Im Waeschebachtal bei Blankenrode (Hochsauerlandkreis) hat sich eine Schwermetallvegetation u.a. mit Viola guestphalica etabliert, was moeglicherweise auf die Eintragung von schwermetallhaltigen Abwaessern aus oberhalb liegenden Schwermetallabraumhalden zurueckzufuehren ist. Beobachtungen der letzten Jahre liessen einen Rueckgang des Schwermetallpflanzenbestandes befuerchten. Als Ursache fuer diesen Rueckgang werden verschiedene Moeglichkeiten in Betracht gezogen: a) Vernaessung der Wiese, b) Auswaschung der Schwermetalle, c) Verdraengung durch andere Pflanzen infolge der Punkte a und b. Um quantitative Veraenderungen im Bestand erfassen zu koennen, wurden in den jahren 1994 und 1996 detailierte Vegetationsaufnahmen der Waldwiese gemacht. Parallel hierzu wurden im Jahr 1994 die Grundwasserstaende erfasst und die vertikale Verteilung von Schwermetallen (Pb, Zn und Fe) im Boden sowie die Akkumulation in ausgewaehlten Pflanzen analysiert. Die vorlaeufigen Ergebnisse lassen vermuten, dass der moegliche Rueckgang des Viola-Bestandes nicht auf eine Verarmung an Schwermetallen zurueckzufuehren ist, sondern an andere noch zu eruierende Faktoren gekoppelt sein muss.
| Organisation | Count |
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| Bund | 72 |
| Europa | 3 |
| Land | 35 |
| Weitere | 3 |
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| Daten und Messstellen | 4 |
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| unbekannt | 12 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 33 |
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|---|---|
| Deutsch | 99 |
| Englisch | 10 |
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