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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.

Algen als Indikatoren fuer Umweltbelastungen

In Suesswasserseen treten jedes Jahr Sukzessionen von Plankton-Algen auf, die ein charakteristisches Zeitmuster zeigen. Waehrend das Zeitmuster im Grundtyp durch den Gewaessertyp, die klimatischen Faktoren und durch trophische Wechselwirkungen mit dem Zooplankton determiniert wird, verursachen anthropogene Umweltfaktoren (Duengemittel, Biozide etc.) charakteristische Modulationen oder Entgleisungen dieser Muster, z.B. im besonderen 'Algenblueten'. Anhand von Daten aus dem Halterer Stausee - ein Trinkwasserreservoir der Gelsenwasser AG - werden Zeitreihenanalysen des Planktons einschliesslich multivarianter Kreuzkorrelationen mit chemischen Parametern durchgefuehrt. Ziel dieser Untersuchung ist das Identifizieren von belastungsspezifischen Typen des Sukzessionsmusters der Algen. Ein Sonderthema dieses Forschungsprojektes ist das Erproben von Algenmischpopulationen in kontrollierten Durchfluss-Fermenten. Am Beispiel der Schwermetalle Cadmium und Quecksilber wird ein Monitor-System aus der Wildform und eine heterotrophe Mutante von Euglena gracilis entwickelt.

Vielfalt herbivorer Insekten entlang von Höhen- und Störungsgradienten in ecuadorianischen Bergwäldern - Schmetterlinge als Modellfall

Herbivore Insekten stellen eine wesentliche Komponente des Artenreichtums terrestrischer Ökosysteme und spielen zugleich als Bindeglied verschiedener Trophie-Ebenen eine wichtige Rolle in Stoffflüssen. Insbesondere für artenreiche Herbivorengemeinschaften ist bis heute unklar, ob Pflanzenartenreichtum oder eher Strukturparameter der Vegetation (neben abiotischen Faktoren wie Klima und Nährstoffangebot) die Diversität der Pflanzenfresser entscheidend determinieren. Am Beispiel mehrerer artenreicher Schmetterlings-Taxozönosen soll in einem südecuadorianischen Bergwaldgebiet diese Frage beantwortet werden, wobei Datensätze aus botanischer, bodenkundlicher und klimatologischer Forschung mit quantitativen Erhebungen zur Struktur und Vielfalt der Insekten-Artengemeinschaften zusammengeführt werden. Dabei stehen zunächst Taxozönosen in einem ausgeprägten Höhengradienten zur Analyse an, während in einem zweiten Schritt auch Muster und Mechanismen der Besiedlung anthropogen degradierter Landschaften (Weiden, Brache- und Sukzessionsflächen unterschiedlichen Alters, Aufforstungen) durch diese Herbivorentaxa bearbeitet werden.

Nuetzlingsfoerderung durch die Gestaltung von Agrarlebensraeumen

Verschiedene Unkrautarten zeichnen sich durch unterschiedlichen Tierbesatz aus. Mit Kenntnis des Tierbesatzes ist es moeglich, ueber die Ansaat bestimmter Ackerkrautstreifen einzelne Tiergruppen zu foerdern. Daneben zeigen bestimmte Analysen der Aufenthaltspraeferenz verschiedener Nuetzlingsgruppen ebenfalls Vorlieben fuer bestimmte Pflanzenarten auf. Mit entsprechenden Saatmischungen fuer Ackerkrautstreifen wurden Ansaaten vorgenommen und in verschiedenen Gebieten ueber mehrere Jahre pflanzensoziologisch betreut. Es wird angestrebt, eine Saatgutmischung zu entwickeln, deren Sukzession auf mehrere Jahre weitgehend vorsehbar ist, so dass die Pflanzengesellschaft sich in einem Bereich entwickelt, der optimal zur Nuetzlingsfoerderung ist. Die Auswirkungen auf verschiedene Schaedlingspopulationen werden analysiert und es wird angestrebt, durch ein optimales Streifenmanagement weitgehend auf Insektizide verzichten zu koennen. Mehrjaehrige ungestoerte Ackerkrautstreifen haben sich als ideale Refugial- und Ausbreitungsgebiete fuer viele Arthropoden-Arten erwiesen, so dass die Monotonie der Agrarlandschaft aufgebrochen werden kann und dem Artenschwund in der Kulturlandschaft entgegengewirkt wird. Betriebsoekonomische Analysen von Ackerkrautstreifen wurden erstellt, der Einbezug in die Praxis auf Betriebsebene wird angestrebt.

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.

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.

Monitoring vegetationsdynamischer Prozesse in der Kulturlandschaft

In der mitteleuropaeischen Kulturlandschaft stellen aus der Nutzung gefallene Landschaftsausschnitte ein wichtiges Flaechenpotential fuer den Naturschutz dar. Fuer die naturschutzfachliche Wertigkeit und die Effizienz geleisteter Management- und Eingriffsmassnahmen ist die Langzeitbeobachtung der Vegetationsentwicklung auf repraesentativen Kontrollflaechen (Dauerbeobachtungsflaechen) von besonderer Bedeutung. Auf der Basis vegetationskundlicher (floristisch, strukturell und oekologisch) und tieroekologischer Untersuchungen werden fuer drei Teilprojekte, die unterschiedliche Biotoptypen (Weinbergsbrachen, Abgrabungen, urbane Brachflaechen) beinhalten, Aussagen ueber die Populationsentwicklung von Pflanzen- und Tierarten, den Verlauf der Sukzession und biozoenologische Beziehungen angestrebt.

Einfluss floristischer Veraenderungen in Waldbestaenden und deren Verhalten in multivariaten Verfahren

Es soll abgeklaert werden, wie weit floristische Veraenderungen in Waldbestaenden durch multivariate statistische Verfahren erfasst werden koennen und wie sie sich bemerkbar machen. Die Abklaerungen finden am Material des Klaerschlammversuchs Satigny 1970-79 statt.

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.

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