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Native plants and mycorrhizal fungi in wind erosion control in the Kailash-Manasarovar region (Tibet, China)

We study the effects of plants and root-associated fungi on wind erosion within the alpine environment of Tibet. China is one of the countries most affected by desertification processes and Tibet, in particular, a key region in desertification combat. The presented project focuses on the Barkha Plain surrounded by Mount Kailash and the Lake of Manasarovar (Ngari Prefecture). This Western Tibet region experienced little scientific attention but, nowadays, faces rapidly increasing touristic activities and expanding local settlements associated with socio-economic changes that are serious threats to the delicate ecological balance and potential triggers of desertification. It exists almost unanimous agreement that revegetation is the most efficient and promising strategy to combat wind erosion and desertification in the long term. However, re-colonising success is often poor, mainly under extreme environmental conditions. Compared to conventional practices, the approach of the presented project attains better accordance with natural succession processes and promises acceleration of both plant and soil development and, conclusively, more efficient desertification control. The project assesses the potential of native plants and symbiotic fungi to control wind erosion and desertification processes. It aims to identify key plants and fungi that increase soil aggregate stability and efficiently drive succession into a natural and self-maintaining cycle of the ecosystem. Furthermore, it provides crucial information for implementing environmentally compatible and cost-effective measures to protect high-elevation ecosystems against desertification. Within three successional stages (early, intermediate, late), field investigations are performed on the basis of Modified-Whittaker plots. Classic methods of vegetation analysis and myco-sociology are combined with analysis of distribution patterns at different scales (patchiness, connectivity). Comprehensive soil analysis is performed comprising grain size distribution, aggregate stability, pH as well as water and nutrient contents. Additionally, important parameters of wind erosion are measured concurrently and continuously to assess their magnitude and variability with respect to vegetation and soil at different levels of development. The parameters addressed, include sediment transport, air temperature, radiation, precipitation, relative humidity as well as speed and direction of wind. Surface moisture is recorded periodically and roughness described. Species and environmental parameters are checked for spatial correlation. Cutting edge technologies are applied in laboratory work, comprising molecular methods for fungal species identification and micro-tomography to analyse soil structure. Furthermore, successfully cultivated fungi and plants are subject of synthesis experiments and industrial propagation in view of practical implementation in restoration measures.

Oekophysiologische Grundlagen der Konkurrenzdynamik in fruehen bis mittleren Sukzessionsstadien eines aufgelassenen Kalksteinbruchs

Ueber die Quantifizierung der Produktionsbiologie wichtiger pflanzlicher Sukzessionskomponenten (von Mooren bis zu Holzgewaechsen) und ihrer Abhaengigkeit von den Standortparametern wird die Kolonisations- und Konkurrenzdynamik der sich schliessenden Vegetationsdecke an Felswaenden und Bermen eines aufgelassenen Steinbruchs in ihren funktionellen Wechselbeziehungen beschrieben.

Limnologische Untersuchung und Modellsimulation eines eutrophen Weihers (Alsdorf, Nordrhein-Westfalen)

Im Rahmen der Restaurierung des eutrophen Alsdorfer Weihers soll ein Simulationsmodell entwickelt werden, um die Auswirkungen verschiedener Restaurierungsmassnahmen abschaetzen zu koennen. Dazu wurden seit Maerz 1995 im Alsdorfer Weiher kontinuierlich chemisch-physikalische Parameter sowie Plankton-Daten erhoben. Die Erfassung der Fischdichte sowie des Nahrungsspektrums der Fische soll verstaerkt untersucht werden. Die Erhebung dieser Daten soll in den naechsten Jahren fortgefuehrt werden, um einen umfassenden Datensatz zur Validierung des Simulationsmodells zur Verfuegung zu haben. Bisher liegt fuer den Alsdorfer Weiher ein Computer-Simulationsprogramm zur Darstellung der sommerlichen pelagialen Plankton-Sukzession unter Beruecksichtigung der wichtigsten Zooplankton und Phytoplankton-Gruppen, des Phosphatkreislaufes und der Fische vor. Zukuenftig soll das Modell um den Einfluss des Sediments sowie um eine exaktere Darstellung der Fische erweitert werden. Insbesondere die Uebertragbarkeit des Modells auf andere eutrophe Weiher soll untersucht werden.

Der Einfluss von Bodenmikroorganismen auf die Mineralisierung organischer Substanz in Mikrohabitaten

Das Ziel dieses Projektes ist es, die Funktion von Bodenmikroorganismen für die Stabilisierung und die Mineralisierung von organischen Substanzen an der Grenzfläche zwischen Boden und Streustoffen zu ermitteln. Mit diesem Arbeitsschwerpunkt soll ein Beitrag zum Thema Nummer 1 'Stabilisierung durch strukturchemisch bedingte Eigenschaften (Rekalzitranz)' des DFG-Programmes geleistet werden. Mikrokosmosexperimente im Labor sollen den Zusammenhang zwischen der Sukzession von mikrobiellen Lebensgemeinschaften, der Substratverfügbarkeit an der Grenzfläche zwischen Streu und Boden und der Produktion von Bodenenzymen, die für den Abbau von organischen Verbindungen verantwortlich sind, klären. Ein besonderer Schwerpunkt soll darauf gelegt werden, den Zusammenhang zwischen Lokalisation und Funktion der Bodenorganismen in ihrem Habitat zu erfassen. Die Übertragbarkeit der in den Laborexperimenten gewonnen Daten auf die Situation im Freiland soll durch die Untersuchung der kleinräumigen Variabilität bodenmikrobiologischer Prozesse im Freiland (jeweils zwei ackerbauliche und zwei forstlich genutzte Standorte) überprüft werden. Ein ausgewählter Waldstandort soll zudem in allen Kompartimenten (Horizonte, Grenzschichten, Aggregatgrößenfraktionen) genauer betrachtet werden, um Aussagen über die quantitative Relevanz der einzelnen Vorgänge abzuleiten.

Posteozäner Wandel der Molluskenfaunen des Brackwassers in Europa nach dem Verschluß der Tethys

Gegenstand des beabsichtigten Forschungsprojektes ist die Untersuchung der Molluskenfaunengemeinschaften des Brackwassers ausgewählter Sedimentationsräume des Oligozäns und Miozäns. In dieser Zeit nach dem Verschluss des Tethys-Ozeans entstanden infolge von Klimaveränderungen und des Rückganges des ursprünglichen zusammenhängenden Mangrovewaldes in Europa völlig neue Lebensbedingungen für die Molluskenfaunen randmariner Biotope. Die weite Verbreitung und der Austausch der Mollusken über planktonische Larven wurde eingeschränkt. Die Faunengemeinschaften der einzelnen Ablagerungsräume sollen in ihrer qualitativen und quantitativen Zusammensetzung erfasst werden. Eine sichere systematische Einstufung erfolgt besonders über die Analyse der Protoconche (Embryonal- und Larvalschalen), da ausgewachsene Schalen häufige Gehäusekonvergenzen aufweisen. Ziel der Untersuchungen ist es, die faunistischen Sukzessionen herauszuarbeiten, Gemeinsamkeiten in der Zusammensetzung der Biozönosen aber auch endemische (an einen Ort gebundene) Formen zu charakterisieren. Ein Vergleich mit bekannten Daten älterer Fossilien und von Vertretern moderner Faunenprovinzen soll einen umfassenden Einblick in die Evolution der Brackwassergastropoden im Känozoikum geben.

Neubesiedlung und Sukzession als Voraussetzung fuer die Rekultivierung von Muelldeponien

Vergleichende Untersuchung von Neubesiedlung und Sukzession auf abgedeckten rekultivierten und nicht rekultivierten Deponieflaechen im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Ausbildung eines funktionsfaehigen Oekosystems. Ziel: Klaerung der Frage, ob durch unbeeinflusste oder nur geringfuegig gesteuerte Sukzession ein besserer/schnellerer Rekultivierungserfolg zu erreichen ist als durch schnelle kuenstliche Begruenung. Information ueber die Stabilitaetsbedingungen sekundaerer Oekosysteme.

Rekultivierung als Problem von Sukzession und Stabilitaetsentwicklung eines Oekosystems

Ziel des Vorhabens ist die Analyse der sekundaeren Sukzession eines Ruderal-Oekosystems (auf der Abdeckschicht einer Bauschuttdeponie) und deren Beeinflussung durch fruehzeitiges Einbringen einer Gruenlandvegetation (Rekultivierung). Unser Augenmerk richtet sich dabei auf die quantitative und qualitative Entwicklung ausgewaehlter Kompartimente, naemlich auf die Vegetation, die die Energiebasis des Systems bildet, indem sie organische Substanz primaer produziert, sowie auf verschiedene Gruppen der Bodenfauna (Enchytraeidae, Acari, Oniscoidea, Collembola), die als Konsumenten am Um- und Abbau organischer Substanz beteiligt sind. Die Entwicklung der eigentlichen Mineralisierer, also der Bodenmikroflora, wird global als Bodenatmung und anhand spezieller Enzymaktivitaeten erfasst. Als ein Prozess, an dem zahlreiche Kompartimente des Oekosystems direkt und indirekt beteiligt sind, wird seit 1982 die Entwicklung des Stickstoffhaushaltes anhand verschiedener Elemente (N-input mit dem Niederschlag, N-output mit dem Sickerwasser, N-Nettomineralisation, Nitrifikation) untersucht.

Begruenung von Rueckstandshalden der Kaliindustrie in Niedersachsen und Hessen, ab 1994 in Thueringen, Entwicklung von Begruenungskonzepten fuer eine Rueckstandshalde der Kaliindustrie bei Heringen/Werra

Es handelt sich um eine Mischhalde aus Steinsalz, Gips (und Anhydrit) und Kieserit. Da die Chloride bis zu 2 m Tiefe fast vollstaendig ausgewaschen sind, besteht die Haldenoberflaeche zum ueberwiegenden Teil aus Gips (Anhydrit). Nur vereinzelt steht Bittersalz an der Oberflaeche an. Die Sukzession im Einflussbereich der Halde wird untersucht. Bei Versuchsansaaten, Pflanzungen, u.a. von Landreitgras und Duenenpflanzen, konnten erste Begruenungserfolge verzeichnet werden. Forschungsschwerpunkt ist die Foerderung der natuerlichen Besiedlung der Rueckstandshalde durch krautige Pflanzen, Graeser und Gehoelze auf grosser Flaeche.

Entwicklung von naturnahen Fichtenwald-Oekosystemen nach Bestandeszerstoerung durch Sturmwurf (Nationalpark Bayerischer Wald)

Erfasst werden soll die natuerliche Dynamik von Waeldern nach Sturmwurf, hier speziell nach dem Sturmwurfereignis vom 01.08.1983. Die Untersuchung findet auf fest markierten Dauerbeobachtungsflaechen statt. Sie sind als Transekt angelegt und erfassen sowohl den eigentlichen Sturmwurfbereich als auch den umgebenden Waldbestand. Das Projekt umfasst: - Flaechen, die sich nach dem Sturm vollstaendig selbst ueberlassen blieben, und - Flaechen, die nach dem Sturm mit ortsueblichen Verfahren geraeumt wurden, sich dann aber selbst ueberlassen blieben. Die Zustandsdokumentation fand bisher in den Jahren 1988 und 1993 statt. Innerhalb des ersten Jahrzehnts geht die Bestandesentwicklung auf den geraeumten Flaechen ueber eine Schlagflur zu einem Birken-Vorwald, waehrend auf den geraeumten Flaechen eine Regeneration des Fichtenbestandes bei nur wenig veraenderter Bodenvegetation ablaeuft (Sukzession versus Bestandesregeneration). Naechste Erhebung vorgesehen fuer Sommer 1998.

Untersuchungen zur Vegetationsgeschichte und heutigen Vegetation des Lautermoores (Oberrheinische Tiefebene, SW-Deutschland)

Mittels Pollen, Grossresten und Geochemie wird die Vegetationsgeschichte des Gebietes untersucht, um die Entwicklung des Moores zu verstehen. Parallel werden die heutige Vegetation und ihre Standortsbedingungen aufgenommen. Anhand von Dauerquadraten wird die Sukzession nach einem Renaturierungsversuch belegt. Das Moor hat seine Anfaenge schon am Ende der letzten Eiszeit. Es beinhaltet die Vegetationsgeschichte bis in die juengste Zeit. Blaetter und Samen der Zwergbirke (Betula nana) und das Moos Drepanocladus tundrae konnten erstmals fuer das Gebiet nachgewiesen werden. Es kam nach dem Aufstau nicht zur schnellen Ausbreitung der Torfmoose, wie man gehofft hatte.

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