Das Südchinesische Meer ist das größte Randmeer der Erde und ausschließlich von stark besiedelten Ländern wie China, Indonesien, Philippinen oder Vietnam umgeben. Klimaänderung und menschliche Einflüsse im Einzugsgebiet des Mekong (18 geplante Stauseen zu Stromgewinnung und Intensivierung der Aquakultur) werden die Flusseinträge drastisch verändern und in der Folge die Biogeochemie der Küstengewässer. Die Geschwindigkeit und Größenordnung dieser Veränderungen lassen es wahrscheinlich erscheinen, dass das hier geplante Feldprogramm eine der wenigen Gelegenheiten sein wird, dieses Meeresgebiet zu erfassen, bevor es sich grundlegend verändert hat. Die gegenwärtige Rolle der Nährstoffeinträge des Mekong für die Produktivität des Südchinesischen Meeres soll im Vergleich zu den Nährstoffeinträgen durch den Auftrieb während des SW Monsuns untersucht werden. Ergebnisse früherer Arbeiten von uns lassen vermuten, dass die Stickstofffixierung von Cyanobakterien, die in Symbiose mit Diatomeen vorkommen, eine zentrale Rolle spielt. Zudem gibt es einzellige und koloniebildende N-Fixierer wie Trichodesmium in der Flussfahne. Die Interaktion von stickstofffixierenden Organismen, die von den Einträgen des Mekong abzuhängen scheinen, ist bislang nicht verstanden und steht im Fokus dieses Projektes. Die Nährstoffzusammensetzung in Wasser und die Aufnahme von markierten Kohlenstoff und Stickstoffverbindungen wird in der Flussfahne und im Auftriebsgebiet quantifiziert. Zudem wird auf Zellebene der Austausch von Stickstoff und Kohlenstoff zwischen Diatomeen und ihren stickstofffixierenden Symbionten mittels NanoSIMS analysiert. Zeitgleich wird die Gemeinschaft der Stickstofffixierer entlang der Flussfahne und im offenen südchinesischen Meer von amerikanischen und vietnamesischen Kollegen durch genomische, molekularbiologische und taxonomische Methoden erfasst. In der Synthesephase des Projektes soll durch die Zusammenführung aller Ergebnisse ein tiefgreifendes Verständnis des menschlichen Einflusses auf die Biogeochemie des Küstenmeeres vor Vietnam erreicht werden. Zwei Expeditionen in das Gebiet des Mekongausstroms sind bereits durch einen genehmigten Antrag des Schmidts Oceanographic Institute aus den USA abgesichert, so dass Probennahmen und Experimente an Board geplant werden können. Aufgrund des früheren, sehr erfolgreichen DFG finanzierten Vorhabens bestehen enge Kontakte zum Institute of Oceanography in Nha Trang, Vietnam, auf die hier aufgebaut wird.
Welche frugivoren Voegel gibt es? Vorkommen, Bedrohungsstatus, Bestandserhaltung? - Welche Baumarten der Philippinen-Waelder nutzen sie? - Gibt es Schluesselarten (keystone species) unter den Frugivoren und den Baeumen? - Sind Frugivore noetig fuer die Waldregeneration a) durch Samenverbreitung b) durch Veraenderung der Keimfaehigkeit c) durch genetische Durchmischung von Baumpopulationen? - Wie veraendert der Frugovorenschwund infolge Jagd und Waldvernichtung den verbleibenden Wald?
Es soll geklärt werden, ob Aufnahme und Transport von Schwermetallen oder anderen Mikroelementen in mykorrhizierten Pflanzen von der Pflanze je nach Bedarfssituation reguliert werden können, oder ob die Höhe der gleichzeitigen Phosphat- bzw. Stickstoffversorgung einen bedeutenden Einfluss hat. Die in diesen Versuchen verwendeten Isolate von arbuskulären Mykorrhizapilzen wurden von Standorten mit verschiedener Schwermetallbelastung gewonnen. Im Rahmen dieser Untersuchungen sollen Modellversuche mit räumlich getrenntem Angebot an Schwermetallen, Phosphat und verschiedenen Stickstofformen zu Hyphen und Wurzeln eingesetzt werden. Eine besonders attraktive Untersuchungsmöglichkeit stellt die Verwendung genetisch manipulierter Pflanzen- oder Pilzpartner dar. Soweit dieses Material im Schwerpunktprogramm von anderen Gruppen erzeugt und zur Verfügung gestellt wird, werden wir eine physiologische Charakterisierung des Elementtransportes der veränderten Symbiose durchführen. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt steht für diese Untersuchungen eine Tomatenmutante zur Verfügung, die eine stark reduzierte Mykorrhizabesiedlung zeigt. Für Studien einer Schwermetallmobilisierung im Substrat durch Mykorrhizahyphen werden Sterilkulturen von Mykorrhizapilzen verwendet werden.
Mykorrhizen sind in der Lage, das Wachstum der Bäume durch erhöhte Aufnahme von Nährstoffen zu verbessern. Im Gegensatz zu Phosphat und Nitrat, ist nur wenig über die Bedeutung der Mykorrhiza für die Aufnahme und den Metabolismus von Schwefel bekannt, obwohl schwefelhaltige Stoffe eine wichtige Rolle bei Rhizobiumwurzel Symbiose spielen, die in vielen Aspekten ähnlich zu Mykorrhizierung ist. Ziel des Projekts ist es, Gene des Schwefelhaushalts von Wurzeln zu identifizieren, die bei der Wechselwirkung Wurzelpilz eine Rolle spielen, und deren Expression und Regulation zu analysieren. Als Modellsystem soll dabei die Pappel und der Pilz Amanita muscaria eingesetzt werden. In diesem Modellsystem soll die Hypothese überprüft werden, dass der Pilz die Sulfatversorgung der Pflanze durch eine erhöhte Aufnahme sowie einen intensiven Austausch mit der Wurzel verbessert und, in Analogie zu Rhizobien, dem Pilz von der Pflanze reduzierter Schwefel in Form von Glutathion zur Verfügung gestellt wird. In der ersten Phase wird der Einfluss der Schwefel- und Stickstoffernährung auf die Expression der Gene des Schwefel-Metabolismus in Pappel und im Pilz untersucht. Weiterhin soll der Einfluss der Modulation des Schwefelhaushalts in Pappeln durch genetische Manipulation auf die Wechselwirkung im Schwefelhaushalt zwischen Wurzel und Pilz analysiert werden.
Es wird untersucht, welche physiologischen, ethologischen und oekologischen Voraussetzungen erfuellt sind, damit es zum Zusammenleben artverschiedener Tiere im marinen Bereich kommt. Es werden die Signale bzw. Kommunikationsmoeglichkeiten, die haeufig chemischer Natur sind, analysiert.
Die Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Windenergieanlage im Feld ist heute eine sehr zeitaufwendige und kostenintensive Prozedur. Auf Basis der Idee, Versuche zur Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Energieerzeugungseinheit im Prüflabor durchzuführen, wurden in der jüngsten Vergangenheit große Bemühungen unternommen derartige Tests für Windenergieanlagen auf Gondelprüfständen durchzuführen. Die zugrundeliegende Idee ist, Teile des Gesamtsystems der realen Windenergieanlage durch Echtzeitsimulationen der fehlenden Komponenten zu ersetzen. Dies verspricht eine Reduzierung des zeitlichen Testaufwands, eine größere Flexibilität und die Möglichkeit reproduzierbarer Versuchsdurchführungen. Dies gilt ebenfalls für Prüfverfahren auf Minimalsystemebene und Komponentenebene. Die Etablierung neuartiger Testprozesse auf Komponentenebene für den Entwicklungs- und Zertifizierungsprozess erfordert, dass die durchgeführten Experimente valide und zuverlässige Aussagen über die Eigenschaften der getesteten Komponenten zulassen. Insbesondere bei Komponentenprüfständen zum Testen des Hauptumrichters der Windanlage wird das Verhalten der Windenergieanlage aus der Symbiose aus Echtzeitsimulationen der multiphysikalischen Antriebsstrangdynamik und dem physischen, am Prüfstand aufgebauten, Prüfling (Hauptumrichter der WEA) erzeugt. Im Teilvorhaben der dSPACE GmbH liegt der inhaltliche Schwerpunkt auf dem Aufbau eines umrichterbasierten Komponentenprüfstands im Megawattbereich. Neben der Bereitstellung der hohen Leistung, bzw. der geforderten Ströme in Echtzeit müssen auch die Schnittstellen hin zu den Bussystemen der WEA implementiert werden, um den Prüfling in die virtuelle Umgebung integrieren zu können. Auf der Modellseite müssen die mechanischen Echtzeitmodelle der WEA mit der elektrischen, modellbasierten Nachbildung des Generators interagieren.
Aufgrund ihrer Symbiosenatur stellen die Flechtenlager die empfindlichsten Zeigerpflanzen (Bioindikatoren) des Festlandes dar. Nicht zuletzt deshalb wurde in den letzten Jahrzehnten vielerorts damit begonnen, die gross- und kleinraeumige Flechtenverteilung in Form von Punktrasterkarten zu erfassen, wobei Nordrhein-Westfalen weit hinter anderen Bundeslaendern wie Baden-Wuerttemberg, Bayern oder dem Saarland zuruecksteht. Nach aelteren Florenlisten sind aus NRW knapp 1000 Flechtensippen bekannt; 19 davon muessen als ausgestorben bzw verschollen, ueber 100 als mehr oder minder bedroht gelten. Die Auswertung der Punktrasterkarten verspricht grundlegende Aufschluesse ueber Sippengefaehrdung und Schadstoffbelastung im Zusammenhang mit Landschaftsgestaltung und Naturschutz im Bezugsgebiet. Inzwischen konnte derjenige Teilbereich, welcher die Laub- und Strauchflechten der Eifel betrifft, abgeschlossen werden. Hierbei wurden auch die suedlichen, politisch zu Rheinland-Pfalz gehoerenden Gebiete dieses Mittelgebirges beruecksichtigt.
Es ist eine Symbiose von chemoautotrophen Bakterien mit Invertebraten gefunden worden, d.h. Bakterien leben im Gewebe der Wirte (z.B. Muschelkiemen oder Wurmgewebe das dem Chloragog entspricht), fixieren Carbondioxid zur Synthese von organischer Substanz und oxidieren Sulfid. Sie ermoeglichen es dem Wirt somit, den Magen-Darm-Trakt voellig zu reduzieren bis in einigen Vertretern keine Spur davon mehr vorhanden ist. Die Verbreitung dieser Symbiose, ihre Bedeutung fuer die Oekologie und die Erforschung von Nahrungsketten wird mit biochemischen Methoden untersucht. Sie scheint viel verbreiteter zu sein als zunaechst angenommen und wird bedeutende Erkenntnisse ueber Ueberlebensweisen von Tieren liefern.
a) Aufnahme der Pilzarten und ihre Verbreitung im Saarland; - Morphologie und Zytologie der Fruchtkoerper, Biometrie und Statistik von Pilzsporen; - Symbiosen mit hoeheren Pflanzen; - Substratwahl der saprophytisch lebenden Pilze; - Pilzsoziologie; - Phaenologie der Fruktifikationen (Fruktifikationsperioden); - Arten/Areal-Kurven; - Dokumentation der Pilzfunde in einer Datenbank; - Belegsammlung der Arten in einem Fungarium incl. DIA-Sammlung; - Einrichtung einer Literatursammlung Thema Pilze; - Leitung einer wissenschaftlichen Arbeitsgruppe Mykologie im Saarland. b) Naturschutz im Saarland, Pilzschutz; - Biotopschutz, Landschafts- und Bodenschutzprogramm des Saarlandes; - Pilzarten-Rueckgang, Pilzgefaehrdung, Pilzschutz; - Erstellung einer Roten Liste der gefaehrdeten Pilze im Saarland Pilzschutz europaweit. c) Biochemie der Pilze - Farb- und Duftstoffe in Pilzen; - Schwermetalle in Pilzen. d) Geschichte der Pilzkunde im Saarland. e) Dendrologie.
Die Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Windenergieanlage im Feld ist eine sehr zeitaufwendige und kostenintensive Prozedur. Auf Basis der Idee, Versuche zur Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Energieerzeugungseinheit im Prüflabor durchzuführen, wurden in der jüngsten Vergangenheit große Bemühungen unternommen derartige Tests für Windenergieanlagen auf Gondelprüfständen durchzuführen. Die zugrunde liegende Idee ist, Teile des Gesamtsystems der realen Windenergieanlage durch Echtzeitsimulationen der fehlenden Komponenten zu ersetzen. Dies verspricht eine Reduzierung des zeitlichen Testaufwands, eine größere Flexibilität und die Möglichkeit reproduzierbarer Versuchsdurchführungen. Dies gilt ebenfalls für Prüfverfahren auf Minimalsystemebene und Komponentenebene. Die Etablierung neuartiger Testprozesse auf Komponentenebene für den Entwicklungs- und Zertifizierungsprozess erfordert, dass die durchgeführten Experimente valide und zuverlässige Aussagen über die Eigenschaften der getesteten Komponenten zulassen. Insbesondere bei Komponentenprüfständen zum Testen des Hauptumrichters wird das Verhalten der Windenergieanlage aus der Symbiose aus Echtzeitsimulationen der multiphysikalischen Antriebsstrangdynamik und dem physischen, am Prüfstand aufgebauten, Prüfling (Hauptumrichter der Windenergieanlage) erzeugt. Im Forschungsprojekt VirTuOS und speziell im Teilvorhaben des Center for Wind Power Drives der RWTH Aachen University werden zwei Kernziele fokussiert. Zum einen soll ein neuartiger Komponentenprüfstand mit Power-Hardware-in-the-Loop Funktionalität für Umrichtertests entwickelt und hinsichtlich seiner Eignung zur Bestimmung der elektrischen Eigenschaften gemäß FGW TR3 validiert werden. Darüber hinaus wird ein Verfahren entwickelt, um Echtzeitsimulationen einer Windenergieanlage und des elektrischen Netzes internetbasiert an den Prüfstand zu koppeln.
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