Das Projekt "Water yield response to changes in land-use and climate in a semihumid/-arid transition region (Jinghe basin, Northwest China)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. The effort of vegetation restoration in recent decades has been effective for soil erosion control, but accompanied by a drastic reduction of water yield in the main tributaries of the Yellow River. This has led to an emerging debate notably about forest development. Increased temperature and decreased precipitation may also have contributed to water yield reduction. An essential key for developing an integrated land-use and water management approach is to understand and separate the hydrological response to changes in land use and climate. In this study on multiple scales ranging from single tree to watershed, water balance components, vegetation structure dynamics, and soil hydraulic properties will be investigated and continuously monitored on selected plots with vegetation typical to the region. Our research will be carried out in the semihumid/-arid transition region of Jinghe which is an important tributary of the Yellow River. We follow a nested approach on scales of plots and watersheds along a upstream/downstream situation in a representative subbasin. On the basis of our measurements, the process-oriented model BROOK90 will be implemented for predicting the water yield response to changes in climate and vegetation depending on relief and soil conditions. The results obtained from plot studies will be used to parameterize the distributed model SWIM. In a next step, SWIM will be fitted to the catchment discharge and to assess the effect of different land use and vegetation management on water yield. This assessment will provide a solid foundation for how much of the catchment area can be changed by vegetation restoration through forest management to maintain a certain level of water supply security that will ensure a more sustainable regional development.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Botanik und Stoffhaushalt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Arbeitsgruppe Spezielle Botanik und Funktionelle Biodiversität durchgeführt. Das Projekt 'Wilde Mulde - Revitalisierung einer Wildflusslandschaft in Mitteldeutschland (WilMu)' verfolgt das Ziel, durch das Einbringen von Raubäumen und die Wiederherstellung natürlicher Flussufer durch die Rücknahme von Verbauungen die Struktur- und Habitatvielfalt des Gewässers zu verbessern sowie hydromorphologische Prozesse zu reaktivieren. Die Arbeitsgruppe 'SpezieIle Botanik und Funktionelle Biodiversität' der Universität Leipzig ist an der wissenschaftlichen Begleitforschung des Projekts beteiligt, mit dem Ziel, die Auswirkungen der an der Mulde geplanten Revitalisierungsmaßnahmen auf die krautige Vegetation zu quantifizieren. Dazu werden zum einen die taxonomische und funktionelle Zusammensetzung sowie die strukturelle Diversität der Vegetation im semiterrestrischen und terrestrischen Bereich erfasst sowie die Habitatansprüche der Arten zum Zeitpunkt vor den Maßnahmen und ihre Reaktion auf die Revitalisierungsmaßnahmen modelliert (AP 'Biodiversität'). Zum anderen wird die Rolle der Vegetation für die Sediment- und Stoffretention quantifiziert (AP 'Stoffhaushalt'). Dabei werden observationale Freilanduntersuchungen durch experimentelle Untersuchungen zum Einfluss funktioneller Merkmale der Vegetation auf die Stoffretention begleitet und ergänzt. Die Maßnahmenevaluierung (AP 'Evaluierung und Synthese') erfolgt in einer organismen- und funktionsübergreifenden Datenauswertung indem in einer Multifunktionsanalyse die Effekte der Revitalisierungsmaßnahmen auf alle untersuchten Ökosystemdienstleistungen bewertet werden. Dadurch soll ein fundiertes Prozessverständnis des funktionalen Zusammenhangs zwischen Hydromorphologie, Biodiversität und Ökosystemprozessen/-dienstleistungen ermöglicht werden sowie deren Beeinflussung durch die Revitalisierungsmaßnahmen.
Das Projekt "Zelluläre Klima-Adaptionen in alpinen und polaren Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Institut für Botanik, Abteilung für Physiologie und Zellphysiologie Alpiner Pflanzen durchgeführt. Die Pflanzen der Hochgebirge und der polaren Zonen müssend im Vergleich zu Pflanzen gemäßigter Bereiche mit drei besonderen Anforderungen fertig werden: kurze Vegetationszeit, Kälte, auch im Sommer möglich, und hoher Sonneneinstrahlung. Die Anpassungsstrategien, die ein Überleben in Hochgebirge und Arktis möglich machen, sind nur z.T. bekannt. Von seiten der Ökologie und Ökophysiologie wurden etliche solcher Strategien beschrieben, allerdings meist nur auf der Ebene der Pflanze oder eines Organs. Erst in jüngerer Zeit gibt es einige Untersuchungen, die die Adaptionen des Stoffwechsels verstehen wollen. Die Anpassung eines Stoffwechsels an ungünstige Bedingungen ist aber auch ein Ausdruck des Zusammenspiels von Zellorganellen und Membranen. Bislang ist nur von seiten des Antragstellers eine erste Beschreibung der Ultrastruktur alpiner Pflanzen mit Anbindung an den Stoffwechsel und Einbeziehung der Standortbedingungen erfolgt. Hier zeigte sich, daß mit Methoden der modernen Zellbiologie ein enormer Wissenszuwachs erhalten werden kann. So wurden vom Antragsteller in elektronenmikroskopischen Untersuchungen festgestellt, daß bei Kälte und Starklicht die Chloroplasten vieler alpiner und polarer Pflanzen besondere Strukturen zeigen ('Protrusionen), die einige physiologische Anpassungen erklärbar machen können. Die dem Auftreten dieser dynamischen Strukturen zugrunde liegenden Vorgänge in der Zelle können am besten mit modernen zellbiologischen Verfahren, wie sie etwa für Cytoskelett-Untersuchungen üblich sind, beschrieben werden. Daher sollen mit Hilfe eines confokalen Laser-Scanning-Mikroskopes (CLSM) unter Verwendung des 'green fluorescent protein (GFP) sowie fluoreszenz-markierter Antikörpern oder Cytoskelett-Inhibitoren die Bildungsmechanismen, Stabilität und 3-D Struktur dieser Protrusionen untersucht werden. Grundlage ist hierzu die vorherige Erfassung des Standortklimas der Pflanzen und ihrer Photosyntheseaktivität, um die Faktoren zu kennen, die die Zelle veranlassen, die Chloroplasten umzubilden. Voruntersuchungen haben auch ergeben, daß bei Hochgebirgspflanzen eine mögliche Kooperation von Plastiden, Mitochondrien und Microbodies überlebenswichtig sein kann. Diese dynamische Organell-Kooperation soll ebenfalls untersucht werden. Alle Arbeiten werden mit Wildpflanzen aus geeigneten hochalpinen und polaren Wuchsorten gemacht und die zellbiologischen Beobachtungen müssen über die Ökophysiologie dieser Pflanzen interpretiert werden.
Das Projekt "25 Jahre Bestandesentwicklung von Sturmwurfflächen im Vergleich geräumt und belassen im Bayerischen Wald (F48)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fachgebiet Geobotanik durchgeführt. Ableitung von Optionen für das Bestandesmanagement nach Störungsereignissen anhand fundierter Erkenntnisse über die Bestandesentwicklung nach Sturmwurf. Gleichzeitig gibt die Studie generelle Hinweise zur Strukturbildung von Waldbeständen mit bzw. ohne Eingriff des Menschen und leistet damit einen Beitrag zur Weiterentwicklung einer naturnahen Waldbewirtschaftung.
Das Projekt "Mittelalterliche Bewaldung und Waldnutzung im Bereich der Schleswiger Landenge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Schleswig-Holsteinische Landesmuseen Schloss Gottorf, Archäologisches Landesmuseum durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Erforschung der Bewaldung und Waldwirtschaft in Früh- und Hochmittelalter im Bereich der Schleswiger Landenge sowie der Veränderung der Wälder durch intensive menschliche Aktivitäten. Diese Veränderungen sollen vor dem Hintergrund der Entstehung von Königtümern (Danewerk) und von Urbanisierung (Haithabu: 9. bis Mitte 11. Jh. / Schleswig: ab spätem 11. Jh.), zwei der wichtigsten Entwicklungen des Früh- und Hochmittelalters in Nordeuropa, betrachtet werden. Folgende Fragen werden bearbeitet: (1) Welchen Zustand hatten die Haithabu, das Danewerk und Schleswig umgebenden Wälder (z.B. Dichte, Altersstruktur)? (2) Wie und wann veränderte sich der Wald im Früh- und Hochmittelalter (z.B. ungestörtes Wachstum, Auflichtung, Rodung, Strukturveränderung)? (3) Wie ging der Mensch mit dem Wald um (z.B. Waldbewirtschaftungsformen, Holzimport)? Zur Beantwortung dieser Fragen werden die knapp 8.000 aus Haithabu, Schleswig und vom Danewerk vorliegenden Proben eichener Bauhölzer dendrochronologisch, -typologisch und ökologisch untersucht. Die ältesten Hölzer stammen von Bäumen, die im 5. Jh. keimten, die jüngsten wurden im 14. Jh. gefällt. Daneben werden aus Haithabu vorliegende Holzkohlen anthrakologisch analysiert. Die so gewonnenen Daten werden durch Schätzungen zum Brennholzbedarf für handwerkliche Aktivitäten (am Beispiel der Eisenverarbeitung in Haithabu), für mittelalterliche Städte (Schleswig) und für die Ziegelherstellung (45.000 m3 Ziegel der Waldemarsmauer des Danewerk) ergänzt sowie unter Einbeziehung vorhandener Daten interpretiert.
Das Projekt "EarthShape: Subproject 13 - Microbiological stabilization of the Earth s surface across a climate gradient - Phase I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften, Abteilung Bodenkunde und Geomorphologie durchgeführt. Most of Earth is covered by soils and sediments. In this upper layer processes of decomposition of organic matter and structure formation are mediated by microorganisms. In this context, MICSTAB asks how and to which extend microorganisms control the stabilization and formation of Earths surface. We hypothesize that the mechanisms of stabilization by microorganisms occur under all climate conditions but with varying intensity and different microbiological community structure in the presence of different types of vegetation providing energy to the microorganisms. Further, we assume that initial pedogenesis following soil erosion, i.e. structure formation differs in intensity and microbial community structure between erosional and depositional sites and that related process intensities are controlled by climate. To address these questions, we conduct research in three primary study areas along a climate gradient from north to south in Chile. In each area, typical topographic positions, such as (i) geomorphodynamic stable reference site on hill top with no erosion or deposition, (ii) eroded site at the upper slopes, and (iii) depositional site at toe slopes, will be used for an in-field rainfall simulation experiment and a laboratory soil structure simulation experiment. We use rainfall simulation under natural conditions to analyze the erosion resistance of the land surface as a self-regulatory process after hundreds to thousands of years of soil formation under equilibrium conditions. The soil structure simulation experiment applies wet/dry cycles to samples from all climate regions and topographic positions to highlight soil structure formation with and without microorganism as a crucial part of surface stabilization processes. Both experiments are designed to better understand i) how microbiological processes control soil structure formation and stabilize Earths surface, ii) how microbial-mediated soil structure formation is influenced by redistribution of solid material and iii) how microbial communities react to changes in soil erosionunder different climate conditions. High resolution imaging techniques such as epifluorescence microscopy, SEM-EDX, confocal laser scanning microscopy and NanoSIMS can help to understand better the interrelationship of microorganisms and soil structure formation. These cutting-edge technologies, combined with integrated stable isotope techniques (e.g stable isotope probing, SIP) and state-of-the-art molecular ecological, soil chemical analyses as well as modern techniques of soil erosion research, will serve to identify and understand microbial-mediated key processes of land surface stabilization.
Das Projekt "Wald als Kulturlandschaft & Biodiversität: Waldweide in lichten Wäldern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Landespflege durchgeführt. Die heute an den Wald gestellten Anforderungen sind zahlreich und vielfältig. Das Projekt untersucht, inwieweit heutige Formen einer traditionellen Waldnutzungsart, der Waldweide, zum einen die Forderung nach Erhalt und Förderung der Biodiversität erfüllen können und sich darüber hinaus positiv auf das Walderleben der Waldbesucher auswirken. Heute wird Wald in Baden-Württemberg kaum noch aus landwirtschaftlichen Gründen beweidet. Moderne Waldweiden verfolgen naturschutzfachliche Ziele oder dienen wie etwa großflächige Wildparks als Attraktion für Erholungssuchende. Im bunten Spektrum der verschiedenen Zielsetzungen und Ausprägungen moderner Waldweide soll die Beziehung zwischen Beweidungsmanagement, dem derzeitigen Waldbild und der ökologischen Wertigkeit mit besonderem Blick auf die Biodiversität erforscht und hinterfragt werden. Der Schwerpunkt des Projektes und der Untersuchungen zur ökologischen Wertigkeit liegt bei der Projektfläche im Opfinger Mooswald: In der seit einigen Jahren wieder als Mittelwald bewirtschafteten Fläche wird durch neue Integration der Waldweide die vollständige Dynamik des traditionellen Mittelwaldbetriebs beispielhaft revitalisiert. Es wird eine ökologische Erfolgskontrolle der Maßnahme, bezogen auf Vegetation und Vegetationsstruktur sowie auf das Raunutzungsverhalten von Tagfaltern und Fledermäusen, durchgeführt. Darüber hinaus wird eine Verknüpfung mit waldpädagogischen Anliegen angestrebt. Für den Waldbesucher soll die Etablierung der Waldweide als erlebte Waldgeschichte mit fördernder Auswirkung auf die Biodiversität gestaltet werden. Auch hier ist eine Erfolgskontrolle geplant: Mittels sozialempirischer Methoden wird überprüft, inwieweit sich das Walderleben unter den Maßnahmen verändert. Darüber hinaus werden einige weitere ausgewählte Waldweideflächen in Baden-Württemberg, die als verbindendes Element ähnlich traditionell genutzten Mittel- oder Weidewäldern Strukturen lichter Wälder aufweisen, hinsichtlich ihres ökologischen Wertes untersucht. Dafür werden die Artzusammensetzung der Kraut-, Strauch- und Baumschicht und die Struktur der Strauch- und Baumschicht entlang von Transekten erfasst. Geplant sind weiterhin Zusatzerhebungen zur Abschirmung in Bodennähe und Kleinstrukturen an der Bodenoberfläche.
Das Projekt "Einfluß von UV-B auf die stomatäre Leitfähigkeit und den Gaswechsel von Pflanzen verschiedener Höhenstufen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie, Lehrstuhl für Mikrobiologie durchgeführt.
Das Projekt "Abschaetzung der regionalen Kohlenstoffbilanz von mitteleuropaeischen Waeldern unter dem Aspekt des globalen Wandels" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Das vorliegende Projekt soll ein punkt- bzw. patchbezogenes allgemeines Simulationsmodell fuer die Waldentwicklung um die Beschreibung der lateralen Fluesse erweitern, um zu genaueren Aussagen ueber regionale Kohlenstoffbilanzen zu kommen. Insbesondere steht dabei die Wechselwirkung zwischen Klimaaenderung und veraenderter Vegetationsstruktur im Mittelpunkt. Dabei soll auf bereits vorhandenen Simulationsmodellen und Forschungsansaetzen sowie existierenden Daten (v.a. GIS-Daten) aufgebaut werden. Mit der neuen, flaechenbezogenen Modellversion sind Untersuchungen zur Sensitivitaet der Waelder bezueglich Biomasseproduktion und Artenzusammensetzung in groesseren Gebieten moeglich, die ihrerseits einen deutlichen Einfluss auf den Kohlenstoffkreislauf haben. Erste Anwendungsgebiete sind Brandenburg, der Harz und Deutschland.
Das Projekt "Feedbacks between soils, biota, land management and hydrological processes at different spatiotemporal scales" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Standortkunde und Bodenschutz durchgeführt. The proposed project is the continuation of CAOS phase I project J. Soil organisms and vegetation play a leading role in soil structure fomiation and thereby regulate soil hydrological processes, At the same time these organisms depend on the soil moisture regime. Including these feedbacks in models may be crucial for obtaining reliable predictions of change in hydrological processes under changing climate or land-use. The main objective of this project is to improve the understanding and quantification of these feedbacks between abiotic and biotic processes, including human influence, at different spatiotemporai scales, in the light of our achievements of the first phase, we aim at a quantification of temporal variability in the abiotic and biotic processes considering seasonal and management controls on soil structure and biota as well as the translation of soil organism distributions into hydrological functioning of soils by developing coupled species distribution models and hydrological models. Hereto we propose to use the spatial distribution patterns of soil organismsto describe the spatial differences in soil structure and support the parameterization of hydrological models from plot scale to catchment scale. Finally we seek to apply this knowrledge in widening also the temporal scale by starting to consider the effects of these feedbacks on landscape evolution.
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| offen | 74 |
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| Boden | 67 |
| Lebewesen & Lebensräume | 74 |
| Luft | 52 |
| Mensch & Umwelt | 74 |
| Wasser | 54 |
| Weitere | 74 |