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Datenarchiv Sondermessungen in Mecklenburg-Vorpommern

Zur Erfassung der Luftqualität in Mecklenburg-Vorpommern werden an ausgewählten Standorten Sondermessprogramme durchgeführt. U.a. handelt es sich um Sondermessprogramme zur Ermittlung der Immissionsbelastung im Rostocker Stadtgebiet, zur Beurteilung der Verkehrsimmissionen an verschiedenen Standorten in M-V, zur Ermittlung von Ammoniakimmissionen und Nährstoffeinträgen in der Nähe von Tierhaltungsanlagen und zur Ermittlung der Feinstaubimmissionen (zeitliche Entwicklung und Ursachen) in M-V. Der Datenbestand setzt sich aus kontinuierlichen und diskontinuierlich gewonnenen Messdaten der Hauptluftschadstoffe - Schwebstaub, Feinstaub (PM10), Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Ozon, Benzol, Toluol, Ruß und Ammoniak zusammen. Dabei handelt es sich um Messdaten, die aus zusätzlich durchgeführten Messprogrammen gewonnen wurden. U.a. wurden Messdaten mit einem Messwagen an verschiedenen Standorten in M-V ermittelt. An verschiedenen ländlichen Standorten wird die NH3-Konzentration bestimmt. Es werden Messprogramme zur Ermittlung der Verkehrsimmissionen an verschiedenen Standorten in M-V durchgeführt (u.a. zur Ermittlung sogenannter "hot spots").

Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg

Der Datensatz Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg ist die Datengrundlage der interoperablen INSPIRE-Darstellungs- (WMS) und Downloaddienste (WFS): Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE View-Service (WMS-AF-TIERE) Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE Download-Service (WFS-AF-TIERE) 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. Dabei erfolgte eine sog. Schematransformation und Belegung der INSPIRE-relevanten Attribute. Der Datensatz Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg ist die Datengrundlage der interoperablen INSPIRE-Darstellungs- (WMS) und Downloaddienste (WFS): Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE View-Service (WMS-AF-TIERE) Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE Download-Service (WFS-AF-TIERE) 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. Dabei erfolgte eine sog. Schematransformation und Belegung der INSPIRE-relevanten Attribute. Der Datensatz Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg ist die Datengrundlage der interoperablen INSPIRE-Darstellungs- (WMS) und Downloaddienste (WFS): Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE View-Service (WMS-AF-TIERE) Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE Download-Service (WFS-AF-TIERE) 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. Dabei erfolgte eine sog. Schematransformation und Belegung der INSPIRE-relevanten Attribute.

Benthic biogeochemistry data from RV HEINCKE cruise HE582 to the German Bight, North Sea in late summer 2021

This dataset contains data from the RV Heincke cruise HE582 to the German Bight of the North Sea in late summer 2021. The aim of the research was to investigate the source of sedimentary glycan concentrations in subtidal sandy sediments. Glycans represent a substantial fraction of extracellular polymeric substances and may affect flow dynamics in marine sandy sediments. The origin and concentration of glycans in sands remain understudied until today. To gain insights into oxygen supply and glycan concentrations in sandy sediment, we conducted in situ measurements and sampled sediment via a van Veen grab for ex situ investigations. Oxygen penetration depths were determined by a benthic lander, which was deployed for ca. 24h at each station. Chlorophyll a concentrations as an indicator for potentially photosynthetically active sedimentary biomass were derived via extraction with 90% acetone against Sigma Aldrich standards. Glycan concentrations served as indicator for extracellular polymeric substances and were quantified against a glucose standard curve via a phenol sulfuric acid assay after prior sequential glycan extraction (MilliQ, EDTA, NaOH). The final glycan concentrations are referred to per volume of porespace, and therefore given in mmol/l porewater. To investigate if benthic primary producers could be responsible for the extracted sedimentary glycan concentrations, we conducted stable isotope incubations.

Physical and chemical parameters of sediment core SAC05 from Sacrower See (NE Germany) provide a robust reconstruction of climate change and human impact since 13,000 cal. BP

The 11.8 m-long composite sediment record from the hardwater lake of Sacrower See, located near the city of Potsdam (north-eastern Germany), has been characterised by a range of analytical techniques. These include magnetic susceptibility, chemical parameters (XRF core scanning, CNS analysis, biogenic silica) and stable isotopes (13C, 15N). The chronology covers the entire Holocene and the concluding Lateglacial (Alleröd, Younger Dryas) and is based on age-depth modelling using radiocarbon dates refined by the onset of the local varve chronology in 1870 CE (Lüder et al., 2006) and by the Laacher See Tephra, an isochrone dated to 13,000 cal. BP. It offers a detailed environmental reconstruction providing insights into depositional processes influenced by both natural climatic variations and human activities (Enters et al., 2009; Kirilova et al., 2009). The Lateglacial and Early Holocene are distinguished by the stabilisation of natural landscapes characterised by the presence of pine-birch (Alleröd) and mixed oak forests (Early Holocene). This development was interrupted by the climatic deterioration of the Younger Dryas, which resulted in a destabilisation of vegetation and increased natural soil erosion. It is evident that, for the first time around 5500 cal. BP, anthropogenic forest clearing became a factor, which subsequently led to increasing cultural soil erosion further accelerating during the Bronze Age (3600-3200 cal. BP), the Early Iron Age (2800-2600 cal. BP) and the Middle Ages (900-600 cal. BP). In the course of industrialisation since the 19th century, human impact underwent a transition from the destabilisation of soils to the phenomenon of eutrophication. This transition resulted in the occurrence of hypolimnetic anoxia, accompanied by the formation of carbonaceous varves.

(Bio)geochemical data Pürgschachen Moor

The dataset contains multi-proxy-analyses (element geochemistry, stable Pb isotopes, humification index, ash content) of a 500-cm-long, 14C dated peat core covering the past ~5000 years from the ombrotrophic Pürgschachen Moor in the Styrian Enns Valley (Austrian Alps).

Wechselwirkungen zwischen saisonale arktische Meereisprozessen und Stabilität der Halokline – auf dem Weg zum Verständnis arktischer Gas- und Stoffflüsse

In Folge des globalen Klimawandels hat sich die Meereisdecke in der Arktis dramatisch verändert. Im derzeitigen Zustand spielt die arktische Eisdecke eine wichtige Rolle; so schirmt sie das Oberflächenwasser, die sogenannte arktische Halokline (Salzgehaltsschichtung), von der Erwärmung durch die sommerliche Sonneneinstrahlung ab. Zudem wird die Halokline durch die Salze, welches beim Gefrierprozess des Meerwassers aus der Kristallstruktur austritt, gebildet und stabilisiert. Gleichzeitig wirkt die Halokline als Barriere zwischen der Eisdecke und dem darunter liegenden warmen atlantischen Wasser und trägt so zum Erhalt der arktischen Meereisdecke bei. Dieses Gleichgewicht ist nun durch die insgesamt wesentlich dünnere arktische Meereisdecke und ihre verringerte sommerliche Ausdehnung gestört. Im Meerwasser sind zudem Gase und biogeochemisch wichtige Spurenstoffen enthalten. Diese werden durch die Gefrierprozesse eingeschlossen, beeinflusst und wieder ausgestoßen. So beeinflusst die Meereisdecke die Gas- und Stoffflüsse zwischen Atmosphäre, Eis und oberer Wasserschicht. Durch die Eisbewegung findet außerdem ein Transport statt z.B. in der sogenannten Transpolarendrift von den sibirischen Schelfgebieten, über den Nordpol, südwärts bis ins europäische Nordmeer. Nun wird mit den weitreichenden Veränderungen des globalen und arktischen Klimawandels bereits von der „neuen Arktis“ gesprochen, da angenommen wird, dass sich die Arktis bereits in einem neuen Funktionsmodus befindet. Dabei ist jedoch weitgehend unbekannt wie dieses neue System funktioniert, sich weiterentwickelt und wie sich dies auf die Eisbildungsprozesse und damit die Stabilität der Halokline und die damit verbundenen Gas- und Stoffflüsse auswirkt. Für solche Untersuchungen werden über den Jahresverlauf Proben der oberen Wassersäule und der Eisdecke benötigt. Ermöglicht wird dies durch die wissenschaftliche Initiative MOSAiC. Mithilfe der stabilen Isotope des Wassers (?18O und ?D) aus dem Eis und der Wassersäule kann Rückschlüsse auf die Herkunftswässer und den Gefrierprozess gezogen werden und diese Ergebnisse sollen in direkten Zusammenhang mit Gas- und biogeochemischen Stoffuntersuchungen (aus Partnerprojekten) gesetzt werden. Dabei können z.B. Stürme, Schmelzprozesse, Schneebedeckung, Teichbildung und Alterungseffekte des Eises eine Rolle spielen. Untersucht wird parallel die Veränderung der Wassersäule welche z.B. durch Wärmetransport, wiederum die Eisdecke beeinflussen kann.Diese prozessorientierten Untersuchungen der saisonalen Eisbildungsprozesse in Eis und Wassersäule der zentralen Arktis, werden einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Stabilität der arktischen Halokline und der arktischen Gas- und Stoffflüsse liefern. Da sich die Gase und Stoffe nicht-konservativ verhalten, während die Isotope im Gefrierprozess konservativ sind, erwarten wir aus der Diskrepanz wiederum wichtige Informationen z. B. über wiederholtes Einfrieren von Süßwasserbeimengungen ableiten zu können.

Environmental Determinants of Microbial Biopolymer Degraders in Agricultural Soil

The structural polysaccharides cellulose and chitin of plants, fungi, and arthropods are major components of organic matter in agricultural soils. These biopolymers are carbon sources of soil microbial communities linked to soil redox processes. Soil aggregates of waterunsaturated soil form natural boundaries of oxic conditions outside and oxygen-limited conditions inside. These biogeochemical interfaces lead to a highly heterogeneous oxygen distribution on a millimetre scale. The effects and mechanisms of the toxicity of herbicides on biopolymer degrading communities in such highly compartmentalized soils have not been resolved. The proposed study is a continuation of a project funded within Priority Program 1315 'Biogeochemical Interfaces in Soil'. The preceding project resolved phylogenetic identities of known and novel prokaryotes linked to cellulose degradation under both oxic and anoxic conditions, and demonstrated that the acidic herbicides Bentazon and MCPA impair microbial processes involved in cellulose degradation. The proposed project will (I) identify chitin-degrading prokaryotes, fungi, and protists that are active in oxic and anoxic microzones, (II) determine the tolerance of various cellulolytic and chitinolytic taxa to Bentazon and MCPA, (III) characterize key chitin-degraders, and (IV) will quantitatively assess oxygen distribution in during biopolymer degradation in an agricultural soil. Central methods will include stable isotope probing, analyses of 16S rRNA, 18S rRNA, and chitinase genes, HPLC, GC, and oxygen sensing via analysis of fluorescence dyes.

The effect of elevated atmospheric CO2 concentration on gross nitrogen dynamics, plant N-uptake and microbial community dynamics in a permanent grassland

To predict ecosystem reactions to elevated atmospheric CO2 (eCO2) it is essential to understandthe interactions between plant carbon input, microbial community composition and activity and associated nutrient dynamics. Long-term observations (greater than 13 years) within the Giessen Free Air Carbon dioxide Enrichment (Giessen FACE) study on permanent grassland showed next to an enhanced biomass production an unexpected strong positive feedback effect on ecosystem respiration and nitrous oxide (N2O) production. The overall goal of this study is to understand the long-term effects of eCO2 and carbon input on microbial community composition and activity as well as the associated nitrogen dynamics, N2O production and plant N uptake in the Giessen FACE study on permanent grassland. A combination of 13CO2 pulse labelling with 15N tracing of 15NH4+ and 15NO3- will be carried out in situ. Different fractions of soil organic matter (recalcitrant, labile SOM) and the various mineral N pools in the soil (NH4+, NO3-, NO2-), gross N transformation rates, pool size dependent N2O and N2 emissions as well as N species dependent plant N uptake rates and the origin of the CO2 respiration will be quantified. Microbial analyses will include exploring changes in the composition of microbial communities involved in the turnover of NH4+, NO3-, N2O and N2, i.e. ammonia oxidizing, denitrifying, and microbial communities involved in dissimilatory nitrate reduction to ammonia (DNRA). Stable Isotope Probing (SIP) and mRNA based analyses will be employed to comparably evaluate the long-term effects of eCO2 on the structure and abundance of these communities, while transcripts of these genes will be used to target the fractions of the communities which actively contribute to N transformations.

Linking internal pattern dynamics and integral responses - Identification of dominant controls with a strategic sampling design

In hydrology, the relationship between water storage and flow is still fundamental in characterizing and modeling hydrological systems. However, this simplification neglects important aspects of the variability of the hydrological system, such as stable or instable states, tipping points, connectivity, etc. and influences the predictability of hydrological systems, both for extreme events as well as long-term changes. We still lack appropriate data to develop theory linking internal pattern dynamics and integral responses and therefore to identify functionally similar hydrological areas and link this to structural features. We plan to investigate the similarities and differences of the dynamic patterns of state variables and the integral response in replicas of distinct landscape units. A strategic and systematic monitoring network is planned in this project, which contributes the essential dynamic datasets to the research group to characterize EFUs and DFUs and thus significantly improving the usual approach of subdividing the landscape into static entities such as the traditional HRUs. The planned monitoring network is unique and highly innovative in its linkage of surface and subsurface observations and its spatial and temporal resolution and the centerpiece of CAOS.

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.

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