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Vegetation auf Gletschern - Ökosystemanalyse auf einem mobilen Standort

Auf mehreren Reisen konnte der Antragsteller eine spärliche, aber durchaus vielfältige Vegetation auf den Obermoränen (nicht Toteisfelder) verschiedener Gletscher im Karakorum, westlichen Kunlun, in den südchilenischen Anden und am Mount Rainier feststellen. Über entsprechende Pflanzenvorkommen wurden ihm aus dem nepalesischen Himalaya und vom Gongga Shan in Südchina berichtet. Die vorgesehenen Untersuchungen dienen der Erfassung von Arteninventaren und -mustern sowie der Ermittlung von Überlebensstrategien von Pflanzen und ökologischen Parametern auf den extremen Standorten. Als Arbeitsgebiete sind für mehrmonatige Untersuchungen der Mount Rainier, für einmonatige der Tronador ausgewählt; von beiden Fällen unter ozeanisch-feuchten Klimabedingungen sind recht dichte Pflanzenbestände durch eigene Begehungen bekannt. Für Studien in den monsunal-wechselfeuchten Subtropen bietet sich der Gongga Shan an, wo deutliche Feuchtigkeitskontraste zu verschieden mächtigen Blockauflagen führen. Die Arbeiten sollen im Rahmen kostengünstiger Reisen in getrennten Arbeitsgruppen erfolgen.

Agroforstliche Produktionssysteme

Initiiert durch das Lehrangebot zu Agroforstwirtschaft und entsprechende Nachfrage nach Diplomthemen entwickelt sich das o.g. Forschungsvorhaben zunehmend zu einem eigenstaendigen Schwerpunkt des Fachgebietes. Regelmaessig werden Erhebungen zur Baumintegration in landwirtschaftliche Produktionssysteme am tropisch/subtropischen Standort (bisher: Brasilien, Philippinen, Lesotho, Suedspanien) zur Produktivitaet einzelner Arten (Botswana, Australien) oder Literaturauswertungen ueber traditionelle und moderne Agroforstsysteme (Haiti, Kuba, Ostafrika) durchgefuehrt. Die Ausweitung dieses Forschungsschwerpunktes durch vertiefende Promotionsvorhaben (Indonesien, Mexiko) ist in Vorbereitung.

Field monitoring and geochemical study of paleoclimate signals and growth rates of tropical to cold-temperate coralline red algae

Calocedrus decurrens und Austrocedrus chilensis. Ein pflanzengeographischer und ökologischer Vergleich zweier Reliktconiferen in den kalifornischen und chilenischen Winterregensubtropen

Ziel des Projektes ist, durch vergleichende Betrachtung zweier in der botanischen Systematik einander sehr nahestehender Zypressengewächse (Cupressaceae) in ihren jeweiligen Lebensräumen - colocedrus decurrens in Kalifornien/Oregon und Austrocedrus chilensis in Mittelchile/Argentinien - die Gesetzmäßigkeiten aufzudecken, die ihrer Verbreitung und ihren Standortmerkmalen zugrundeliegen. Forschungsansatz ist die bemerkenswert ähnliche ökologische Stellung der beiden getrennt auf Nord- und Südhemisphäre heimischen Arten. Hier wie dort gedeihen sie in den Bergwäldern der Winterregensubtropen und dringen -- dem 'Gesetz der relativen Standortskonstanz' gehorchend - noch weiter polwärts vor. Mit dem Vorhaben sollen die Stellung beider Arten im jeweiligen dreidimensionalen Klima- und Vegetationsaufbau und die öko-physiologischen Grundlagen ihrer Verbreitung vergleichend herausgearbeitet werden. Der Vergleich als pflanzengeographische Methode (GOLTE 1984, 1988, 1993) beinhaltet als wesentliche Indikatoren für die Standortsmerkmale und die ökologische Stellung die klimatischen Verhältnisse (Messungen), geologische und edaphische Faktoren (Probenentnahme, Laboruntersuchungen) sowie die begleitende Flora und Vegetation (Vegetationsaufnahmen).

WTZ Südliches Afrika: SPACES SACUS II - Südwestafrikanisches Küstenauftriebssystem und Benguela Ninos, Leitantrag; Vorhaben: Verbindung von Küstenauftriebsgebiet und äpuatorialem Strömungssystem; Klima im tropischen Atlantik und Vorhersagbarkeit (Teilprojekt 1; Teilprojekt 3)

Die Klimavariabilität im südlichen Afrika wird durch Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im südöstlichen tropischen und subtropischen Atlantik geprägt. Durch Fernwirkung aus der äquatorialen Region wird dieses Meeresgebiet, das zu den biologisch produktivsten Gebieten im Weltozean zählt, in besonderem Maße beeinflusst. In TP1 sollen die dafür verantwortlichen Prozesse, d. h. Wellenausbreitung und Wassermassentransport, mit Hilfe eines Verankerungsarrays bei 11°S vor der Küste Angolas vermessen werden. TP3 zielt auf die Verringerung von systematischen Fehlern in gekoppelten Klimamodellen. Es sollen neuen Techniken entwickelt werden zum Zwecke verbesserter saisonaler Vorhersagen und dekadischer Klimaprojektionen für den Südatlantik und das südliche Afrika. Dabei soll ein Schwerpunkt auf den Niederschlag gelegt werden. Das Projekt ist eine Kooperation von deutschen und südafrikanischen Partnern. Von TP1 werden zwei Seereisen zur Auslegung und Wartung des Verankerungsarrays bei 11°S vor der Küste Angolas durchgeführt (November 2016, Anfang 2018). Die Reise in 2018 schließt Messungen entlang von 11°S von Brasilien bis Angola mit ein. Eine weitere Seereise zum Aufbau wissenschaftlicher und technischer Kapazitäten in den afrikanischen Partnerländern wird im Dezember 2016 durchgeführt. Die Modellentwicklung, rechenintensive Produktion und Analyse der gekoppelten Klimasimulationen in TP3 wird vom deutschen Kontingent realisiert. Insbesondere soll die Zusammenarbeit zwischen den afrikanischen und deutschen Partnern durch den Austausch von Studenten, Technikern und Wissenschaftlern sowie einer Sommerschule in Südafrika weiter intensiviert werden.

Bioökonomie International 2016: CLOOP - Schließen globaler Nährstoffkreisläufe durch Weiterentwicklung der Recyclingdünger AshDec und Struvit zu Düngern der nächsten Generation, Teilprojekt A

P-Recycler haben Verfahren und Produkte entwickelt, die mangels Nachfrage nicht in den Markt kommen oder weit unter Wert verkauft werden. Dabei stützen Glühphosphat aus Asche (AshDec) und Struvit die Hypothese, dass sie den Anforderungen des NextGen Konzepts bereits entsprechen: i) Nährstoffabgabe erst nach Freisetzung von Wurzelexudaten, gewissermaßen auf Wunsch der Pflanzen, ii) Silizium (AshDec), dem die Stärkung der Zellwände, die Verbesserung der Resilienz, sowie die Behinderung der Phosphatfixierung in sauren Böden zugeschrieben wird und iii) Magnesium (Struvit), das Enzyme aktiviert und essentiell für die Photosynthese ist. CLOOP wird Nährstoffspezies, Eigenschaften und Wirkung der Dünger durch chemische, mineralogische und ökologische Analysen, analytische Methodenentwicklung, sowie durch Gefäß- und Feldversuche in Deutschland, Brasilien und Australien dokumentieren. Die Ausrichtung auf subtropische und tropische Regionen mit hochproduktiver Landwirtschaft bringt Perspektiven, die in Europa noch wenig Beachtung finden: Nährstoffverluste durch Erosion, Leaching und P-Fixierung wobei letztere durch Starkregen und saure Böden mit hoher Fe- und Al-Konzentration wesentlich intensiver ausfallen. Unter diesen Bedingungen können die besonderen Eigenschaften der Recyclingdünger erforscht und festgestellt werden, unter welchen Voraussetzungen sie einen messbaren Vorteil für den Landwirt bringen und damit den Nutzwert erhöhen, so dass Recyclingdünger auch nachgefragt werden. CLOOP verfolgt das Ziel, Dünger aus den Sekundärrohstoffen Klärschlamm und Klärschlammasche, deren Nährstofffreisetzung mit dem Nährstoffbedarf der Nutzpflanzen korreliert, auf den Markt zu bringen.

Bioökonomie International 2016: CLOOP - Schließen globaler Nährstoffkreisläufe durch Weiterentwicklung der Recyclingdünger AshDec und Struvit zu Düngern der nächsten Generation, Teilprojekt C

P-Recycler haben Verfahren und Produkte entwickelt, die teilweise mangels Nachfrage nicht in den Markt kommen oder weit unter Wert verkauft werden. Dabei stützen Glühphosphat aus Asche (AshDec) und Struvit die Hypothese, dass sie den Anforderungen des 'NextGen Fertilizer Konzepts' bereits entsprechen: i) keine Wasserlöslichkeit aber volle Verfügbarkeit für Pflanzen, ii) Silizium (AshDec), dem die Stärkung der Zellwände, die Verbesserung der Resilienz, sowie die Behinderung der Phosphatfixierung in sauren Böden zugeschrieben wird und iii) Magnesium (Struvit), das Enzyme aktiviert und essentiell für die Photosynthese ist. CLOOP wird Nährstoffspezies, Eigenschaften und Wirkung der Dünger durch chemische, mineralogische und ökologische Analysen, analytische Methodenentwicklung, sowie durch Gefäß- und Feldversuche in Deutschland, Brasilien und Australien dokumentieren. Die Ausrichtung auf subtropische und tropische Regionen mit hochproduktiver Landwirtschaft bringt Perspektiven, die in Europa noch wenig Beachtung finden: Nährstoffverluste durch Erosion, Leaching und P-Fixierung wobei letztere durch Starkregen und saure Böden mit hoher Fe- und Al-Konzentration wesentlich intensiver ausfallen. Unter diesen Bedingungen können die besonderen Eigenschaften der Recyclingdünger erforscht und festgestellt werden, unter welchen Voraussetzungen sie einen messbaren Vorteil für den Landwirt bringen und damit den Nutzwert erhöhen, so dass Recyclingdünger auch nachgefragt werden.

CLIMPRE_CLIMAX, Teilprojekt 1: Die Rolle des Amazonasbeckens für den Feuchtetransport zur Verbesserung der Niederschlagsvorhersage in Südamerika (AmazMP_PIK)

CLIMAX-AmazMP-PIK untersucht die Rolle des Amazonasregenwaldes auf die Klimavariabilität in Südamerika und strebt an die Verwertbarkeit und Umsetzung der Ergebnisse durch Ko-Design und Ko-Produktion mit Entscheidungsträgern erheblich zu verbessern. Die starke Transpirationsleistung des Amazonasregenwaldes befördert große Niederschlagsmengen nicht nur innerhalb der Region, sondern trägt auch zur Niederschlagsbildung im subtropischen Südamerika bei. CLIMAX-AmazMP-PIK wird die Entwaldungseffekte und die Waldfragmentierung untersuchen und die Effekte auf die veränderte Transpirationsleistung quantifizieren. Damit wird ein verbessertes Prozessverständnis zur Interaktionen zwischen Vegetation und Klima in Südamerika erwartet. Die Ergebnisse werden zur Abschätzung der Klimafolgen für Landwirtschaft und Wasserkraft verwendet. Die Auswirkungen der Entwaldungseffekte und Landnutzungsänderungen auf die Verdunstungsleistung der Wälder wird szenarienbasiert quantifiziert und mit anderen Modellergebnissen im Verbundprojekt verglichen. Dadurch wird die Bedeutung der entscheidenden Prozesse, die für den Erhalt des atmosphärischen Feuchtetransportes wichtig sind, ermittelt. Modellergebnisse werden für die Quantifizierung sektoraler Klimafolgen, für das Co-Design und Co-Produktion der Forschungsergebnisse und für die wissenschaftlichen Qualifizierung zur Verfügung gestellt.

SO 256 - TACTEAC: Temperatur- und Zirkulationsgeschichte des Ostaustralischen Stroms

Der Ostaustralische Strom (EAC) ist einer der beiden Hauptströme am Westrand des Pazifiks, die große Mengen an Wärme aus dem Westpazifischen Wärmebecken in die subtropischen und subpolaren Regionen transportieren und somit das globale Klima regulieren. Es gibt bislang sehr wenige und z.T. widersprüchliche Studien, die die Temperatur- und Transportänderungen des EAC für die Vergangenheit rekonstruiert haben. Dadurch wird eine verlässliche Prognose für die Klimaentwicklung der Tropen und Subtropen erschwert. Es wird daher vorgeschlagen, Sedimente und fossile Korallen an 5 Stationen entlang des EAC zwischen 12°S und 26°S zu beproben, um saisonale bis tausendjährige Änderungen in der Temperatur und Zirkulation des Korallenmeeres zu untersuchen und deren Einfluss auf regionales und globales Klima abzuschätzen. Es ist geplant, Sedimente an 5 Stationen und Korallen an 2 Stationen entlang des Great Barrier Reef (GBR) auf Australischem Kontinentalhang- bzw. -schelf zu beproben. Massive Korallen aus der letzten Eiszeit werden an den südlichen 2 Stationen beprobt und liefern Hinweise auf die südwärtige Expansion des GBR und seine Temperaturänderungen auf saisonalen bis dekadischen Zeitskalen. Rezente und fossile Sedimente werden an allen Stationen beprobt, um vergangene Änderungen der Oberflächentemperaturen (anhand Mg/Ca an Foraminiferenschalen) sowie das kontinentale Klima (anhand Pflanzenwachse) zu rekonstruieren. Ferner wird dadurch die Robustheit der Korallen-basierte Rekonstruktion getestet sowie der Temperaturgradient entlang des EAC rekonstruiert.

Vorhaben: Modellabschätzungen zur Produktion und Mineralisierung organischer Substanzen und deren Effekte auf Prozesse in der Grenzschicht zwischen Ozean und Atmosphäre^SOPRAN II (Surface Ocean Processes in the Anthropocene)- Ozeanische Oberflächenprozesse im Anthropozän II^Vorhaben: Aerosol - Ozean Wechselwirkung; Ozeanischer Import von Staub - Ozeanischer Export von Organika^Vorhaben: Untersuchung der Entstehungs-, Aufnahme- und Phasenübergangsprozesse wichtiger VOC Spezies an der Luft-Meer Grenzfläche, Vorhaben: Quantifizierung regionaler ozean-atmosphärer Gasaustauschflüsse von CO2, O2 und N2O im subtropischen Atlantik und in der Mauretanischen Auftriebszone

SOPRAN is a joint project funded by the BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) as well as a German national contribution to the International SOLAS programme. It addresses three aspects of atmosphere-ocean interaction: - how changing atmospheric composition (e.g. increased CO2, dust) affects the surface ocean ecosystem - how climate-related changes in surface ocean processes (upwelling, mixing, light, biology) alter oceanic emissions to the atmosphere - the mechanisms and rates of ocean-atmosphere material exchanges. SOPRANs focus is on processes operating within and close to the surface ocean, and their potential changes over the next century. The project is an integrated study of surface ocean response to global atmospheric change, combining the insights gained from different disciplines (marine and atmospheric chemistry, biological and physical oceanography) and methods (observations and modelling). SOPRAN aims to deliver an improved description of the effects of global atmospheric change on the sensitive marine ecosystems.

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