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Vernetzte Vielfalt an der Schatzküste - Vorpommersche Boddenlandschaft und Rostocker Heide (Hotspot 29), Teilprojekt: Renaturierung der Günzer Seeniederung, Ausstellungen im Zentrum für Biodiversität

Untersuchungen zum Stoffaustausch mit den Sedimenten im Grossen Mueggelsee

Der Mueggelsee hat 1988 eine Wende zu einer P-Quelle vollzogen. Er speichert nun nicht mehr rund 15 kgP/d, sondern gibt im Mittel 18 kgP/d ab. Aus den saisonalen Betrachtungen folgt, dass nicht nur die Freisetzungsvorgaenge im Sommer an Intensitaet gewonnen haben, sondern auch die Rueckhalteprozesse negativ beeinflusst worden sind. Aktuelle Abschaetzungen zum Rueckhalt von P und Fe ergaben, dass der Verlandungsprozess langsamer als bisher angenommen ablaeuft und dass das Gewaesser noch 1500 Jahre als See existiert. Aus pelagischen Bilanzen erhielten wir mittlere herbstliche P- Entzuege von ueber 20 mgP/Quadratmeter/d. Weil die Primaerproduktion im Herbst nicht die zum Entzug solch grosser P-Mengen notwendige Groesse erreicht, muessen auch Sorptions- und Faellungsprozesse an der P-Rueckfuehrung beteiligt sein. Die Quantifizierung von Sedimentation und Resuspension ist weiterhin durch das Fehlen einer zuverlaessigen Messmethode (Sedimentfallen) verhindert. Bisherige Quantifizierungsversuche zeigten, dass die Resuspension weder durch Messungen am Ufer, noch allein im zentralen Bereich zu erfassen ist, da es sich um recht kurzfristige Ereignisse handelt, die nur Teile des Sees stark beeinflussen.

Ursachen und Auswirkungen genetischer, taxonomischer und funktioneller Diversität in marinen Ökosystemen

Ich möchte prüfen, ob und unter welchen Bedingungen marine Ökosysteme alternative stabile Zustände hoher und niedriger Diversität und Produktivität ausbilden ('multiple stable states hypothesis', MSS). Modellstudien aus Seen und eigene Experimente an Felsküsten zeigen, dass durch Veränderungen der Konsumentenfauna und der Nährstoffzufuhr drastische Produktivitäts- und Diversitätsveränderungen hervorgerufen werden können. Für marine Systeme ist jedoch völlig unklar, ob es sich dabei um durch Rückkopplungen stabilisierte Zustände handelt. Diese Frage ist von großer theoretischer sowie angewandter Bedeutung, da eine Bestätigung der MSS bedeuten würde, dass die unerwünschten Veränderungen, die z. B. durch Eutrophierung oder Überfischung entstehen, nicht einfach durch Reduktion der Nährstofffracht oder des Fischereidrucks rückgängig zu machen wären. Ich möchte in diesem Projekt drei wichtige Teilsysteme bearbeiten: (1) benthische Hartbodengemeinschaften, (2) Planktongemeinschaften, (3) Fischbestände. Dazu werde ich kontrollierte Freilandexperimente durchführen sowie auf großer räumlicher und zeitlicher Skala erhobene Monitoringdaten analysieren. In Zusammenarbeit mit Modellierern in Kanada und Deutschland werde ich diese Datensätze auf das Vorkommen multipler stabiler Zustände Puffermechanismen und nichtlinearer Rückkopplungen untersuchen. Ziel ist dabei ein Modell zur Regulation der Produktivität und Artendiversität durch Nährstoffe und Konsumenten zu erarbeiten. Hauptauftragnehmer im Ausland: Dalhousie University, Department of Biology, Halifax, Canada.

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 ?

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Mittelmiozäne Dynamik des indischen Monsuns

Die Lebensgrundlage von mehr als 2 Milliarden Menschen ist abhängig von den Regenfällen des asiatischen Monsuns, die sogar mit den am weitesten entwickelten gekoppelten Ozean-Atmosphäremodellen immer noch schwer vorhersagbar sind. Ein detailliertes Verständnis darüber, wie sich der Monsun unter veränderten Randbedingungen wie einer wärmeren Welt mit geringerer kontinentaler Eisbedeckung verändert, ist von zentraler Bedeutung für diese Modelle. Wir müssen ebenso verstehen, wie und wann die Intensivierung des Monsunsystems einsetzte, wie es sich danach entwickelte und wie es sich in Abhängigkeit von verschiedenen potentiellen Faktoren wie globalen Klimaveränderungen, Gebirgsbildungen und der Öffnung und Schließung von Meeresstraßen veränderte. Der Zeitpunkt der Intensivierung wird kontrovers diskutiert, wobei einige Aufzeichnungen (Auftrieb in der Arabischen See) einen Zeitraum zwischen 7 und 8 Millionen Jahren anzeigen, während andere (Loess-Ablagerungen) ein viel früheres Einsetzen vor 22 Million Jahren oder sogar noch früher nahelegen. Ergebnisse von Modellierungen zeigen an, dass die Heraushebung von Tibet und damit Tektonik und das globale Klima direkt mit der Intensivierung des Monsunsystems zusammenhingen. Wir schlagen in diesem Projekt vor, die Entwicklung des Indischen Monsuns während es Miozäns (vor 23 bis 5.6 Millionen Jahren) anhand neuer, hochqualitativer Sedimentkerne aus dem Golf von Bengalen (Exp. 353) zu rekonstruieren. Wir werden die Kopplung der kontinentalen Verwitterung in der Region mit dem globalen Klima untersuchen. Anhand von hochaufgelösten Aufzeichnungen der von den Monsunwinden angetriebenen vertikalen Durchmischung des Oberflächenozeans auf orbitalen Zeitskalen, von durch Monsunpräzipitation verursachten Salinitätsänderungen und dem Verwitterungseintrag von Spurenmetallen wird diese Studie unser Verständnis der Entwicklung des asiatischen Monsuns signifikant verbessern und zu einer genaueren Modellierung des Monsunsystems beitragen.

Limnologische Untersuchungen an verschiedenen Seen des Salzkammergutes und des Salzburger Flachgaues

An den Seen des Salzkammergutes und des Salzburger Flachgaues traten spaetestens in den 60er Jahren mehr oder weniger starke Eutrophierungsvorgaenge ein. Es wurden und werden im Verlauf der Arbeiten Zustaende und Ablaeufe der Eutrophierung in folgenden Seen untersucht: Irrsee, Mondsee, Wolfgangsee, Halstaettersee, Grundlsee, Traunsee, Wallersee, Obertrumer- und Niedertrumersee, Grabensee. Die Untersuchungen stuetzen sich hauptsaechlich auf limnochemische Parameter. An den Salzkammergutseen soll die Arbeit als Langzeitstudie fortgefuehrt werden und ueber die Erfolge der Reoligotrophierungsbemuehungen Aufschluss geben. An den Seen des Salzburger Flachgaues wurde die Studie 1980 beendet.

Technische Sanierung des Hallwilersees; Reaktion des Oekosystems

Die Wirkung der 1985 begonnenen technischen Eingriffe am Hallwilersee auf die Biologie/Oekologie wird intensiv verfolgt. Bisherige Erfahrungen (Greifensee, Vierwaldstaettersee) lassen erkennen, dass die Restaurierung des Oekosystems der technischen Sanierung zeitlich verzoegert folgt. Die Entwicklung einiger Seen in Richtung eines weniger eutrophen fokussiert die Aufmerksamkeit auf die dadurch provozierten hydrobiologischen Probleme. Spezielle Aspekte: Einfluss der kuenstlich erzwungenen Sauerstoffverhaeltnisse auf Planktonoekologie, auf die Biomasse des Planktons und die Sedimentation, auf das benthale Oekosystem und auf den Fischbestand und dessen oekologische Rolle im restaurierten Oekosystem. Allgemeine Themen ueber Seenrestaurierung: Oekosystemreaktionen auf sanierungsbedingte Milieuveraenderungen, zeitl. Verlauf der Artenzusammensetzung und der Biomasseproduktion im Vergleich zur Eutrophierung (Greifensee, Vierwaldstaettersee). Verlauf des langzeitlichen chemischen Zustandes dieser Seen. Ursachenanalyse, Ueberpruefung von Prognosen.

Hydrodynamik des Genfer Sees

Die bisherigen Untersuchungen galten der Identifizierung der Mechanismen, die die Beckenweite, interne Zirkulation des Sees bestimmen. Die Daten zeigen, dass die vom Wind angeregten Bewegungen Eigenschaften haben, die entscheidend von der Erddrehung und der Bodenform bestimmt werden. Ihre dynamische Struktur ist eher in Analogie zur Zirkulation der Ozeane als zu beckenweiten Schwerewellen, wie sie in kleinen Seen auftreten, zu verstehen. Die weiteren experimentellen Untersuchungen konzentrieren sich auf Stroemungs- und Mischungsvorgaenge im kuestennahen, unmittelbar antrophogen genutzten Bereich entlang des Nordufers des Genfer Sees. Die Analyse dieser Transportprozesse, welche entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung des trophischen Zustandes des Sees haben, erfolgt unter Beruecksichtigung der Korrelation mit atmosphaerischen Prozessen, der Kopplung an beckenweite, interne Vorgaenge und der Auswirkung auf Sedimenttransport. Ziel ist darueber hinaus die Bestimmung von Mischungskoeffizienten.

Pcb dans le leman (FRA)

La presence de polychlorobiphenyles (pcb) a ete etudiee dans les sediments et un ecosysteme lemanique: Le site des grangettes. La concentration en pcb dans les sediments cotiers de la rive suisse du leman peut etre consideree comme elevee, en particulier en face de l'agglomeration lausannoise et de montreux. Des echantillons de sediment ont presente jusqu'a 540 microg. Par kg de matiere seche de pcb. La bioaccumulation des pcb au long des etages trophiques representes par des especes du site des grangettes est particulierement nette. Les deux phenomenes d'accumulation trophique et par partition semblent devoire etre mis en cause, le premier etant plus net en ce qui concerne les especes predatrices (lottes, truites, grebes huppes). La modeliation des phenomenes d'eutrophisation est entreprise en comparant les resultats obtenus sur la truite entre la bioaccumulation des pcb et celle d'en metal lourd.Il sera teste la validite du modele de norstrom. Nature du projet: Recherche appliquee et fondamentale. (FRA)

Etudes phytoecologiques regionales et locales (FRA)

Caracteriser, par des etudes phytoecologiques se traduisant principalement par des cartes de vegetation, les conditions ecologiques, l'etat de la vegetation et l'interet naturel de regions donnees de Suisse romande, particulierement dans le sillon Rhodanier, sur la rive sud du Lac de Neuchatel et dans le Jura vaudois. (FRA)

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