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Agroecological Transitions for Climate Adaptation and Mitigation

Globally, agriculture covers 40% of the earth’s surface and food systems are responsible for one-third of humanity’s contribution to global climate change. Yet, smallholder and subsistence farmers are among the most vulnerable to climate change, with extreme weather events and related food price volatility affecting livelihoods, biodiversity, and food security at multiple scales. This project builds on transdisciplinary research on agroecological transitions in vulnerable farming communities in Canada, Germany, India and Brazil. We will examine the influence of agroecological networks (farming organizations, institutional actors, and consumer groups) in promoting the perennialization of agriculture to support climate adaptation (improving resilience in livelihoods and food security) and mitigation (increasing carbon sequestration). Perennialization of agriculture integrates annual and perennial crops and trees into the same farming system. Compared to annual cropping systems which currently dominate global agriculture and markets, perennial crops show promise for climate adaptation and mitigation because of their contributions to carbon sequestration in tree biomass and soil organic carbon, and their buffering effects against soil degradation, drought, and other forms of extreme weather and climate variability. From a social wellbeing perspective, agroforestry and other diversified perennial systems offer opportunities to adapt to climate change and escape poverty traps, including higher and more stable farm incomes, balanced agricultural labour across growing seasons, improved working conditions compared to more input-intensive forms of agriculture and improved nutrition and health. Using a participatory action research approach, this project will use a novel methodology to test the relationships between personal, political, and practical leverage points driving the adoption of agroforestry and other practices supporting agricultural perennialization. We will sample farms and organizations in each case study across a diversification gradient from low-diversity farming systems to perennial and agroforestry-based management systems. We will then use qualitative and quantitative methods to assess climate resilience outcomes and estimate the potential of scaling adoption of perennial and agroforestry practices. A cross-case synthesis will take local institutional, environmental, and relational contexts into account to inform decision-making.

Seasonal Dataset of DO, δ¹⁸ODO and Biogeochemical Parameters in the Danube River (2023–2024)

This dataset contains dissolved oxygen (DO) concentrations, stable oxygen isotope ratios of DO (δ¹⁸ODO), particulate organic carbon (POC) concentrations, and respiration/photosynthesis (R/P) ratios, along with corresponding parameters (temperature, δ¹⁸OH2O, nitrate) collected from the Danube River and its key tributaries during five seasonal sampling campaigns in 2023 and 2024. Water samples were collected using a weighted 2 L sampling bottle submerged 1–2 meters below the surface, with sampling conducted from the river center via bridges or passenger boats, and occasionally from the riverbank. In situ temperature measurements were taken with a multiparameter instrument (HQ40d, HACH™, Loveland, CO, USA). δ¹⁸ODO was analyzed using a modified automated equilibration system (Gasbench II, ThermoFisher Scientific™) coupled to a DELTA V Advantage isotope ratio mass spectrometer (IRMS, ThermoFisher Scientific™). This dataset captures seasonal variations in DO dynamics and provides valuable insights into oxygen sources and sinks within the Danube River. The data support the study of biogeochemical cycling in large river systems and can inform ecosystem management and conservation strategies in the face of environmental and climate change.

Mittel werden in kommunale Abwasserinfrastruktur und Gewässerschutz reinvestiert

Im Jahr 2025 verzeichnete das Landesverwaltungsamt Einnahmen aus der Abwasserabgabe in Höhe von rund 13,6 Mio. EUR. Diese beruhen auf insgesamt ca. 1.800 Bewertungen von Abwassereinleitungen, in deren Ergebnis diese Umweltabgaben verhängt wurden. Im Jahr zuvor wurden 14,1 Mio. EUR eingefordert. Landesweit ist erfreulicherweise ein leichter Rückgang der Anzahl der Schmutzwassereinleitungen zu verzeichnen. „Wer Gewässer durch das Einleiten von Abwasser verschmutzt, muss dafür ein zweckgebundenes Ressourcennutzungsentgelt zahlen. Das ist die Wirkungsweise der so genannten Abwasserabgabe. Sie wurde im Jahre 1976 eingeführt, als erste Umweltabgabe überhaupt.“, erklärt der Präsident des Landesverwaltungsamtes Thomas Pleye. Für das Einleiten von Abwasser in ein Gewässer ist vom Verursacher eine Abgabe zu entrichten. Deren Höhe richtet sich nach der Höhe und Schädlichkeit der eingeleiteten Abwasserfracht. Die Abwasserabgabe sorgt dafür, dass für die Nutzung der Gewässer für das Beseitigen von Abwasser eine finanzielle Kompensation gezahlt werden muss. Sie soll den Vorteil abschöpfen, den die Inanspruchnahme dieses öffentlichen Guts für den Einleiter hat. Für die Festsetzung und Erhebung der Abwasserabgabe ist in Sachsen-Anhalt zentral das Landesverwaltungsamt zuständig. Das Aufkommen der Abwasserabgabe ist im Wesentlichen für den Gewässerschutz zu verwenden und wird so in die heimische Umwelt reinvestiert. Mit diesen Mitteln wurden im Jahr 2025 landesweit 16 Maßnahmen fertiggestellt, für die Fördermittel von ca. 11 Mio. Euro bereitgestellt wurden. Im Jahr 2025 wurden darüber hinaus 10 Maßnahmen mit Zuwendungen von rund 4,7 Mio. EUR aus dem Aufkommen der Abwasserabgabe neu bewilligt, die sich nun in der Umsetzung befinden. Hintergrund Gewässer durch das Einleiten von Abwasser nutzen zu dürfen: Dies hat einen Preis, einerlei, ob das Einleiten vermeidbar wäre oder nicht. Werden Überwachungswerte überschritten, handelt es sich um eine übermäßige Nutzung - dann ist der Preis entsprechend höher. Das aber kann der Einleiter in aller Regel vermeiden, indem er entsprechende Vorsorge trifft, um seine Anlagen unter allen zu erwartenden Betriebszuständen ordnungsgemäß betreiben zu können. Die Abwasserabgabe flankiert gewissermaßen die Gebote und Verbote des Wasserrechts. Die jährlichen Einnahmen in diesem Bereich schwanken daher naturgemäß. Investiert der Einleiter in seine Anlagen, um die Reinigungsleistung zu verbessern und um zusätzliche Einwohner anzuschließen, kann er solche Aufwendungen unter bestimmten Voraussetzungen mit seiner Abwasserabgabe verrechnen. Seit einigen Jahren betrifft das ungefähr die Hälfte der landesweit festgesetzten Abwasserabgabe; zuvor war der Anteil noch deutlich höher. Investitionen in den Anlagenbestand werden also prämiert. Die Abwasserabgabe setzt auch insoweit wirtschaftliche Impulse. Das Aufkommen der Abwasserabgabe steht für Maßnahmen des Gewässerschutzes zur Verfügung. In Sachsen-Anhalt sind so seit 1995 rund 250 Mio. EUR in die Abwasserinfrastruktur der kommunalen Aufgabenträger geflossen. Davon haben vor allem die Verbraucher als Gebührenzahler profitiert. Aber ebenso sind Maßnahmen zur Gewässerrenaturierung oder zur Verbesserung der Gewässergüte zu finanzieren. Gewässerschutz braucht Kontrollen und Förderung Kontrollen sind essenziell für den Gewässerschutz – sie umfassen technische Überwachung, Probenahmen, Genehmigungen und die Kontrolle geförderter Bauprojekte. Ungefähr 750 industrielle und gewerbliche Anlagen unterliegen in Sachsen-Anhalt den speziellen Vorschriften der Industrieemissionsrichtline der Europäischen Union. Dazu gehören beispielsweise Chemieanlagen, Tierhaltungsanlagen und Abfallbehandlungsanlagen. Oft sind dabei auch wasserrechtliche Tatbestände betroffen und müssen regelmäßig u.a. durch die Wasserwirtschaftsingenieure des Landesverwaltungsamtes kontrolliert werden. Bei kommunalen Abwassermaßnahmen, die vom Landesverwaltungsamt bezuschusst werden, wird der Baufortschritt überwacht und Auszahlungsanträge freigegeben. Allein 2025 hat das LVwA aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) 28,9 Mio. Euro für 25 wasserwirtschaftliche Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz bewilligt. Hinzu kamen weitere 10 Bewilligungen aus nationalen Mitteln für weitere wasserwirtschaftliche Maßnahmen mit einem Umfang von ca. 4,7 Mio. Euro. Die Zuschüsse sollen dazu beitragen, dass die kommunalen Anlagen auf einem sehr hohen technischen Stand und die Gebühren und Beiträge der Einwohner in einem verträglichen Rahmen bleiben. Impressum: Landesverwaltungsamt Pressestelle Ernst-Kamieth-Straße 2 06112 Halle (Saale) Tel: +49 345 514 1244 Fax: +49 345 514 1477 Mail: pressestelle@lvwa.sachsen-anhalt.de

Tierhaltungsanlagen nach BImSchG im Land Brandenburg

Der Datenbestand beinhaltet die Punktdaten zu den betriebenen Tierhaltungsanlagen aus dem Anlageninformationssystem LIS-A. Die Angaben zu den Anlagen enthalten jeweils den Standort und die genehmigte Leistung.

Absolute abundances of methane- and sulfate-cycling microorganisms, pore water gas concentrations and stable carbon isotopes (Table 1)

Soil cores for microbial, dissolved gas concentrations and isotopic analysis were taken using a Russian type peat corer (De Vleeschouwer et al. 2010) before and after rewetting. Each time, we took duplicates at stations 1-8 for this rather labor-intensive process and divided the core into four depth sections: surface, 5–20, 20–40 and 40–50 cm. Subsamples for dissolved gases and stable carbon isotope analyses were taken with tip-cut syringes with a distinct volume of 3 ml (Omnifix, Braun, Bad Arolsen, Germany) and immediately placed into NaCl-saturated vials (20 ml, Agilent Technologies, 5182-0837, Santa Clara, USA) leaving no headspace and closed gas-tight using rubber stoppers and metal crimpers (both: diameter 20 mm, Glasgerätebau Ochs, Bovenden, Germany).

Immissions- und Strahlenschutz (GB 2)

• Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz für den Freistaat Sachsen • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach dem Atomgesetz am Forschungsstandort Rossendorf • Überwachung von Lebensmitteln (u. a. Amtshilfe für die Landesuntersuchungsanstalt für das Gesundheits- und Veterinärwesen Sachsen) • Betrieb der Radonberatungsstelle • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach der Verordnung zur Gewährleistung von Atomsicherheit und Strahlenschutz an den Standorten der Wismut GmbH • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität an den Altstandorten des Uranerzbergbaus • Aufsichtliche Messungen nach der Strahlenschutzverordnung inkl. Sicherheitstechnisch bedeutsame Ereignisse und Nukleare Nachsorge • Der Geschäftsbereich ist akkreditiert nach ISO 17025 für alle relevanten Prüfverfahren im Bereich Immission und Emission. Fachbereich 20 - Zentrale Aufgaben • Probenentnahmen und Feldmessungen (ohne Messungen und Probenentnahmen im Rahmen der Radonberatung) u. a. Probenentnahmen aus Fließgewässern, Messung der nuklidspezifischen Gammaortsdosisleistung • Organisation und Logistik für die von externen Probenehmern gewonnenen und dem Geschäftsbereich 2 zu übergebenden Proben. Betrieb der Landesdatenzentrale und der Datenbank zur Umweltradioaktivität im Freistaat Sachsen • Unterstützung der beiden Landesmessstellen bei der Einführung und Pflege radiochemischer Verfahren Fachbereiche 21, 22 - Erste und Zweite Landesmessstelle für Umweltradioaktivität Laboranalysen • nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz • zur Überwachung der Wismut-Standorte • zur Überwachung des Forschungsstandort Rossendorf • zur Überwachung der Altstandorte des Uranbergbaus • zur Lebensmittelüberwachung • zu den aufsichtlichen Kontrolltätigkeiten des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft u. a. in den Medien Wasser, Boden, Luft, Nahrungs- und Futtermittel. Analysierte Parameter: u. a. gamma- und alphastrahlende Radionuklide (z. B. Cäsium-137, Cobalt-60, Kalium-40, Uran-238); Strontium-90; Radium-226 und Radium-228). Fachbereich 23 - Immissionsmessungen Kontinuierliche Überwachung der Luftqualität durch Betrieb des stationären Luftmessnetzes des Freistaates (Online-Betrieb von 30 stationären Messstationen mit Übergabe der Messdaten ins Internet): • Laufende Messung der Luftgüteparameter SO2, NOx, Ozon, Benzol, Toluol, Xylole, Schwebstaub, Ruß • Gewinnung meteorologischer Daten zur Einschätzung der Luftgüteparameter • Sammlung von Schwebstaub (PM 10- und PM 2,5-Fraktionen) und Sedimentationsstaub zur analytischen Bestimmung von Schwermetallen, polyzyklischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und Ruß • Absicherung der Messdatenverarbeitung und Kommunikation • Betreiben einer Messnetzzentrale, Plausibilitätskontrolle der Daten und deren Übergabe an das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und an die Öffentlichkeit • Absicherung und Überwachung der vorgegebenen Qualitätsstandards bei den Messungen durch den Betrieb eines Referenz- und Kalibrierlabors • Sicherung der Verfügbarkeit aller Messdaten zu > 95% • Weiterentwicklung des Luftmessnetzes entsprechend den gesetzlichen Anforderungen • Betreuung eines Depositionsmessnetzes (Niederschlag) mit zehn Messstellen • Betrieb von drei verkehrsnahen Sondermessstellen an hoch belasteten Straßen • Durchführung von Sondermessungen mit Immissionsmesswagen und mobilen Containern • Betrieb von Partikelmesssystemen im Submikronbereich (Zählung ultrafeiner Partikel) in Dresden • Betrieb von Verkehrszähleinrichtungen und Übernahmen dieser Verkehrszähldaten sowie von Pegelmessstellen der Städte in den Datenbestand des Luftmessnetzes Fachbereich 24 - Emissionsmessungen, Referenz- und Kalibrierlabor Der Fachbereich befasst sich mit der Durchführung von Emissionsmessungen an ausgewählten Anlagen aus besonderem Anlass im Auftrag des LfULG. Beispiele: • Emissionsmessungen an Blockheizkraftwerken in der Landwirtschaft (Geruch, Stickoxide, Gesamtkohlenstoff und Formaldehyd). • Ermittlung der Stickstoff-Deposition aus Tierhaltungsanlagen für Geflügel und Rinder (Emissionsmessungen von Ammoniak, Lachgas, Methan, Wasser, Kohlendioxid, Feuchte, Temperatur und Luftströmung , Ammoniak-Immissionsmessung mit DOAS-Trassenmesssystem). • Untersuchung von Emissionen aus holzgefeuerten Kleinfeuerungsanlagen zur Abschätzung von Auswirkungen der novellierten 1. BImSchV. • Unterstützung des LfULG bei der Überwachung bekannt gegebener Messstellen nach § 26 BImSchG.

Felsenpinguine als Zeiger für Ökosystemwandel im subantarktischen Südpolarmeer

In marinen Lebensräumen können Seevögel als wertvolle Indikatoren für Nahrungsressourcen und die Produktivität des marinen Ökosystems dienen. Studien zeigen deutliche Veränderungen in marinen Ökosystemen, und eine Art, die auf solche Veränderungen empfindlich reagiert, ist der Südliche Felsenpinguin Eudyptes chrysocome (IUCN-Kategorie gefährdet). Analysen neuerer und historischer Daten deuten darauf hin, dass Felsenschreibepinguine in einem sich erwärmenden Ozean schlechter überleben und sich vermehren und dass der Klimawandel sie in mehreren Phasen der Brut- und Nicht-Brutsaison beeinflussen kann. Mehr als ein Drittel der Gesamtpopulation dieser Art brütet auf den Falklandinseln, wo die Populationen besonders stark zurückgehen, und unsere früheren Studien (2006-2011) hier haben auf reduzierte Überlebenswahrscheinlichkeiten unter zunehmend warmen Meerestemperaturen und leichtere Eier unter wärmeren Umweltbedingungen hingewiesen. Die zugrunde liegenden Ursachen für diese Veränderungen sind jedoch noch wenig bekannt. Das vorliegende Projekt knüpft an frühere Studien an, aber wir werden neu verfügbare Technologien anwenden, nämlich viel kleinere GPS-Beschleunigungs-Datenlogger, um die noch unbekannten Phasen der Brutzeit und die für die Futtersuche verwendete Energie zu untersuchen, und Analysemethoden aus dem Machine Learning („künstliche Intelligenz“) und der Energielandschaften-Modellierung. Komponentenspezifische stabile Isotopenanalysen und Metabarcodierung von Kotproben werden zudem eingesetzt, um die Ernährung während der verschiedenen Phasen des Brutzyklus zu untersuchen. Wir werden auch Zeitrafferkameras einsetzen und über "Penguin watch" - ein Toolkit zur Extraktion großflächiger Daten aus Kamerabildern und zur Einbeziehung der Öffentlichkeit - bürgernahe Wissenschaft betreiben. Insgesamt wollen wir verstehen, warum Südliche Felsenpinguine eine besonders empfindliche Art bei sich erwärmenden Meeresbedingungen sind.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1315: Biogeochemische Grenzflächen in Böden; Biogeochemical Interfaces in Soil, Importance of soil organic carbon and mineral particle size fractions for the fate of soil supplied organic chemicals and their microbial transformations

The biogeochemical interface (BGI) in this project is defined as the organo-mineral surface of soil particles colonized by microorganisms. In the preceding project it was demonstrated that the different soil particle size fractions were associated with specifically structured microbial communities, a characteristic amount of soil organic carbon, and a specific capacity for adsorption of the organic chemicals phenol and 2,4-dichlorophenol, respectively. While the diversity of the microbial community was responsive to fertilization-determined additional organic soil carbon in the larger particle size fractions, it was unaffected in clay. Stable isotope probing with 13C-labelled phenol and 2,4-dichlorophenol revealed that the soil organic carbon in the BGIs also affected the diversity of microorganisms involved in the degradation of these chemicals. All these results are yet only based on studying one soil with three organic carbon variants (Bad Lauchstädt) and only two organic compounds. The objective of this 2nd phase project is to apply the innovative technology developed in the 1st phase for studying the BGI processes with soil organic carbon variants from another soil (Ultuna, SPP 1315 site) and with the chiralic anilide Fungicide metalaxyl as an additional compound. This 2nd phase SPP 1315 project will also, in a collaborative effort with two other SPP 1315 partners, investigate (1) the importance of BGIs for the entantio-selective degradation of metalaxyl and (2) the role of soil microorganisms in the formation of bound residues, respectively. Furthermore, the project will utilize stable isotope probing and next-generation DNA sequencing to link the structural and functional diversity of the microbial communities responsible for metabolism of organic chemicals in the different BGIs determined by particle size fractions and soil organic carbon variants.

TOC, TIC, TN and TS contents and stable isotope signatures (δ13C of TOC, δ15N, δ34S) of fine-grained saltmarsh deposits of the barrier island Spiekeroog at the southern North Sea Coast

The dataset compiles total organic carbon (TOC), total inorganic carbon (TIC), total nitrogen (TN) and total sulfur (TS) contents and stable isotope signatures (δ13C of TOC, δ15N, δ34S) of fine-grained deposits (clay, loam) over sandy subsoils of the saltmarsh of the barrier island Spiekeroog at the southern North Sea coast. Sampling was performed in September 2016 along three transects spanning from the high saltmarsh to the pioneer zone. At each sample point, soil samples were taken from the first 5 cm of the upper part (top samples) and from the deepest 5 cm of the lower part (bottom samples) of the fine-grained deposit. If the fine-grained deposit layer had a thickness < 10 cm, only one bulk soil sample (single samples) was taken for the depth range equal to the deposit thickness. Samples were ground to fine powder. TIC was measured on oven-dried samples coulometrically with an Analytik Jena multi EA 4000 analyzer. The total carbon (TC), TN, and TS were analyzed using a Thermo Scientific Flash EA Isolink Elemental Analyzer. The TOC contents were calculated as the difference between TC and TIC. TOC, TN, and TS contents are reported based on the original dry mass. For isotope analysis, dried and homogenized samples were weighed in tin cups and combusted in a Thermo Scientific Flash EA Isolink Elemental Analyzer, connected to a Thermo Finnigan MAT 253 gas mass spectrometer via a Thermo Conflo IV split interface. The δ13C values of TOC were measured after decalcification of the ground powders with p. a. grade HCl. The TN and δ34S analysis were carried out on a separate aliquot of sample powder. The isotope results are given in the conventional δ-notation.

Field parameters and biochemical soil properties from NEP 1, NEP 2, NEP 3, Nördlingen, southern Germany

Soil physical-biogeochemical analyses were carried out on profiles NEP1, NEP2 and NEP3. Soil TC and TN were determined by CNS analysis, and total organic carbon (TOC) was determined by the difference between total inorganic carbon (TIC) and TC. Carbonate (CaCO₃) content was measured volumetrically using a Calcimeter and on air-dried, sieved (< 2 mm) and ground (ball mill) samples. The pH-values were measured on samples of profiles NEP1, NEP2, NEP3, which had less than 2% CaCO₃ content. Stable isotope ratios of δ¹³C and δ¹⁵N were analysed for the differentiation of C3 and C4 plants and the cultivation of legumes. The analyses were performed on air-dried, sieved (< 2mm) and ground (ball mill) samples. For ¹³C analysis, the soil samples were decarbonised with 10% HCl. In the field, separate samples were collected for the NEP1 and NEP2 profiles (28 samples in total) for analysis of urease activity and microbial biomass carbon (Cmic). Samples were stored at -18°C. Urease activity (enzyme analysis) is used to provide information on the input of urea and animal excrement. The mutual relationship between urease and Cmic was used to show and understand the past and present input of urea into the soil.

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