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Forschergruppe (FOR) 2358: Mountain Exile Hypothesis - How humans benefited from and re-shaped African high altitude ecosystems during Quarternary climatic changes, Teilprojekt: Umweltwissenschaftliche Grundlagen der Paläoforschung in einem afroalpinen Ökosystem

Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 2358: Mountain Exile Hypothesis - How humans benefited from and re-shaped African high altitude ecosystems during Quarternary climatic changes, Teilprojekt: Umweltwissenschaftliche Grundlagen der Paläoforschung in einem afroalpinen Ökosystem" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Marburg, Fachgebiet Biogeographie und Biodiversitätsforschung, Arbeitsgruppe Hochgebirgsforschung.Vegetationsökologische und klimatologische Grundlagen sowie Landnutzungsänderungen in Afrikas größtem alpinen Ökosystem ermöglichen der interdisziplinären Paläoforschung die Interpretation von Analysedaten, insbesondere durch die ökologischen Zeigerwerte in den dominanten Vegetationseinheiten der Hochflächen in den Bale Mountains. Plotbasierte floristisch vollständige Vegetationsaufnahmen dienen der Feststellung klimatischer Gradienten und Schwellenwerte von Zeigerpflanzen sowie von Störungszeigerpflanzen der Weidewirtschaft und natürlicher Störungen durch bodenwühlende Kleinsäuger. Fernerkundung und Vergleichsphotographie helfen die Dynamik afroalpiner Ökosysteme und des Erica-Strauchgürtels an der oberen Waldgrenze zu quantifizieren. 10 Klimastationen werden die Niederschlags- und Temperaturgradienten der Bale Mountains erfassen. Die vorherrschenden Luftströmungen dieses Berglandes am Horn von Afrika werden durch ihre Isotope charakterisiert und sind damit die aktualistische Grundlage der Paläo-Klimatologie.

Gebietstypen des natürlichen Wasserhaushaltes

Die Gebietstypen des natürlichen Wasserhaushalts beschreiben einen quasinatürlichen Zustand des Wasserhaushalts über das Verhältnis der langjährigen Werte von Verdunstung, Versickerung und Abfluss (N=ET+Au+Ad). Grundlage für die Berechnung ist das Abflussmodell ABIMO (BAfG) kombiniert mit GWNEU (Meßer). Die Gebietstypen beziehen sich auf eine land- und forstwirtschaftliche Nutzung ohne Besiedlung mit den Waldgrenzen, den Klimabedingungen und den Böden von heute. Es werden 6 Typen ausgewiesen: - verdunstungsdominiert (ET > 81 %, Au < 14 %, Ad < 20 %) - versickerungsdominiert (ET < 81 %, Au > 14 %, Ad < 20 %) - abflussdominiert (ET < 81 %, Au < 14 %, Ad > 20 %) - Verdunstung und Versickerung (ET 73-81 %, Au 6-14 %, Ad 6-12 %) - Verdunstung und Abfluss (ET 73-81 %, Au < 6 %, Ad 13-20 %) - ausgewogen (ET < 73 % , Au < 14 %, Ad < 20 %) Die Modellergebnisse beziehen sich lediglich auf den obersten Meter der Erdoberfläche. Bei der Planung tiefliegender Regenwasseranlagen (z.B. Rigolen) ist dies zu berücksichtigen und muss ggf. neu geprüft werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP); International Continental Drilling Program (ICDP), Teilprojekt: Adaptation Früher Hominini im Südlichen Teil des Ostafrikanischen Grabens

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP); International Continental Drilling Program (ICDP), Teilprojekt: Adaptation Früher Hominini im Südlichen Teil des Ostafrikanischen Grabens" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut).Nach über 150 Jahren umfangreicher Forschung zur Evolution früher Hominini und ihrer Umweltanpassungen sind immer noch grundlegende Fragen der Stammesgeschichte unserer Vorfahren offen. So sind die Ernährungsweisen früher (größer als 2.0 Ma) Homo sp. und Paranthropus boisei und deren Entwicklung sowie ihre Adaption an ökologische und klimatische Bedingungen noch nicht geklärt. Dies ist auf die extrem seltenen älter als 2 Ma datierten Fossilfunde von Homo und P. boisei zurückzuführen. Des Weiteren ist wenig über die Paläoökologie von Hominini-Fundstellen im Süden des Ostafrikanischen Grabens (EAR), nahe des Überganges von großen Grass- zu Baumsavannen bekannt. In Ostafrika beschränken sich Rekonstruktionen der Ernährungsweisen von Homo und Paranthropus boisei auf Fossilien aus dem östlichen Ast des EAR. Isotopendaten deuten im Turkana Becken vor ca. 2 Ma auf zwei Gruppen mit deutlichen Unterschieden in ihrer Nahrungsaufnahme: P. boisei ernährte sich vorwiegend von C4-Biomasse, während Homo vermehrt C3-Ressourcen konsumierte. Die Paläoökologie dieser Region war durch gleichbleibend heiße Temperaturen mit einer Entwicklung zunehmend offener C4-Grasslandschaften, der heutigen Somali-Masai Savanne, geprägt. Im Gegensatz zu den gut untersuchten Bereichen in Kenia, werden im Rahmen dieses Projekts zwei Hominini-Fundstellen im wenig untersuchten südlichen Teil des EAR analysiert: (1) die Plio-Pleistozänen Chiwondo/Chitimwe Sedimente (Karonga Becken, N Malawi), welche Fossilien von H. rudolfensis und P. boisei (ca. 2.4 Ma) führen, und damit die einzige Hominini-Lokalität in der heutigen bewaldeten Sambesischen Savanne sind, und (2) die Pleistozänen mit H. erectus (ca. 0.7 Ma) assoziierten Manyara Ablagerungen (Manyara Becken, N Tansania) knapp nördlich des Übergangs zur heutigen C4-dominierten Somali-Masai Grasssavanne,.Das Projekt profitiert von exzellenten, auf Geochemie spezialisierten Einrichtungen, um die Adaption früher Hominini zu untersuchen: innovative Methoden der Clumped Isotope Geochemie und U-Pb-Datierung werden ebenso angewandt wie etablierte d13C, d18O und dD Isotopenmessungen. Besonders hervorzuheben sind auch die zur Verfügung stehenden Proxys: die Senckenberg-Sammlungen, die auch einen der ältesten Funde der Gattung Homo bereitstellen, ICDP Bohrkerne vom Lake Malawi, und im Verlauf des Projektes neu gewonnene Proben. Das Projekt beinhaltet drei Arbeitspakete: I) Ernährung von H. rudolfensis und P. boisei, II) Plio-Pleistozäne Paläotemperaturen des südostafrikanischen Savannen-Ökosystems und III) Plio-Pleistozäne Paläovegetation der Manyara Sedimente. Die Ergebnisse ermöglichen einen umfassenden und innovativen Vergleich von Paläotemperaturen, Ökosystem-Strukturen und früher Hominini-Ernährung über eine Baum- und Grasslandsavannengrenze in Südostafrika hinweg. Der notwenige geochronologische Rahmen wird durch U-Pb-Datierungen geschaffen; dies werden die ersten absoluten Alter für die bisher nur grob datierten Karonga Becken Sedimente sein

Funktionelle Grundlagen der Charakter der Birken (Betula spy.) als Pionierbaeume in fruehen Sukzessionsstadien der Vegetation

Das Projekt "Funktionelle Grundlagen der Charakter der Birken (Betula spy.) als Pionierbaeume in fruehen Sukzessionsstadien der Vegetation" wird/wurde gefördert durch: Universität Düsseldorf, Institut für Ökologische Pflanzenphysiologie und Geobotanik, Abteilung Geobotanik. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Düsseldorf, Institut für Ökologische Pflanzenphysiologie und Geobotanik, Abteilung Geobotanik.Mittels Gaswechsel-. Wasser- und Mineralstoffhaushaltsuntersuchungen sowie in Erfassung der synoekologischen Wechselbeziehungen wird die Standortbesiedlung und -behauptung von Birkenarten an natuerlichen und anthropogenen Waldgrenzhabitaten charakterisiert.

Raum-zeitliche Variabilität des Klimaeinflusses auf das Wachstumsmuster an der unteren und oberen Waldgrenze in der Gebirgswaldsteppe der Mongolei

Das Projekt "Raum-zeitliche Variabilität des Klimaeinflusses auf das Wachstumsmuster an der unteren und oberen Waldgrenze in der Gebirgswaldsteppe der Mongolei" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Geographie.In der Mongolei herrscht ein extrem kontinentales Klima, das durch eine große zeitliche und räumliche Variabilität gekennzeichnet ist. Diese Variabilität ergibt sich daraus, dass die Mongolei im Rand bzw. Überschneidungsbereich verschiedener Zirkulationssysteme liegt. Mit dem spärlichen meteorologischen Stationsnetz und Messreihen von maximal 40-60 Jahren kann die raum-zeitliche Klimavariabilität kaum erfasst werden. Ausgehend von dendrochronologischen Untersuchungen im Nordwesten der Mongolei sollen im Verbreitungsgebiet der Lärchenwälder in der Gebirgswaldsteppe der Mongolei mit einem weitgespannten Netzwerk von Probenstandorten an der oberen und unteren Waldgrenze in sechs Teilgebieten die regionalen Disparitäten des Klimaeinflusses erfasst und charakterisiert werden. Dafür sollen Chronologien der Jahrringbreite, maximalen Spätholzdichte, Isotopenverhältnisse und der Häufigkeit von Extremwerten berücksichtigt werden. Lange Chronologien der Jahrringbreite, der maximalen Spätholzdichte und der Isotopenverhältnisse dienen der Ermittlung der zeitlichen Variabilität der allgemeinen Wachstumsbedingungen und der Rekonstruktion der Sommertemperaturen und Niederschlagsverhältnisse. Diese Chronologien sollen auch für den überregionalen Vergleich mit angrenzenden Gebieten zur Verfügung stehen. Die räumlichen Disparitäten des Baumwachstums als Ausdruck der lokalen und regionalen Klimaeinflüsse sollen vor allem anhand von Altersklassen-Chronologien sowie mit Hilfe von Einzeljahranalysen charakterisiert werden. Mit diesem synoptischen Untersuchungsansatz wird es erstmals möglich, die raum-zeitliche Klimavariabilität im Bereich der Gebirgswaldsteppe der Mongolei zu beschreiben. Damit werden gleichzeitig bessere Voraussetzungen für die Interpretation der Chronologien von Einzelstandorten geschaffen.

Methoden zur Paläoklima- und Paläoumweltrekonstruktion in terrestrischen Environments anhand biotischer Proxies

Das Projekt "Methoden zur Paläoklima- und Paläoumweltrekonstruktion in terrestrischen Environments anhand biotischer Proxies" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Institut und Museum für Geologie und Paläontologie.In dem Projekt sollen auf biotischen Proxies basierende quantitative Methoden zur Klima- und Umweltrekonstruktion in terrestrischen Environments und in verschiedenen Klimasystemtypen (Greenhouse-, Intermediär- und Icehouse-Klimasystem) verbessert, weiterentwickelt und angewendet werden. Ausgehend von den bisherigen Ergebnissen sowie den wissenschaftlichen Anforderungen im Bereich der Paläoklima- und Paläoumweltforschung sollen folgende Themenkomplexe bearbeitet werden: 1. Ausbau der neu entwickelten Methoden der 'Probability Coexistence Thermosphere' (PCT) und der 'Modern Analogues Vegetation Types' (MAV). 2. Verbesserung des CLAMP-Verfahrens für europäische Floren durch Entwicklung eines neuen Eichdatensatzes mit Hilfe von sogenannten 'synthetischen Floren'. 3. Entwicklung von neuen Verfahren (a) zur Rekonstruktion der Baum-/bzw. Waldgrenze mit Anwendungen auf das Känozoikum der Alpen und (b) zur 'objektivierbaren' Parallelisierung von Pollenprofilen im Quartär. 4. Analyse natürlicher Klima- und Umweltschwankungen unter dem Aspekt der selbstorganisierten Kritizität: Insgesamt wird mit diesen Arbeiten auch ein wesentlicher Beitrag zu einem besseren Verständnis der natürlichen Klimadynamik sowie der Wechselwirkungen zwischen Klima und Biosphäre geleistet.

Vegetationskundliche Untersuchungen im Bergwald am Kilimanjaro

Das Projekt "Vegetationskundliche Untersuchungen im Bergwald am Kilimanjaro" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Botanisches Institut, Lehrstuhl für Pflanzenphysiologie.Der Kilimanjaro weist zur Zeit noch einen weitgehend geschlossenen Waldgürtel auf. Durch eine stark unterschiedliche Niederschlagsverteilung einerseits und eine ausgeprägte Höhenzonierung andererseits ergibt sich eine hohe Diversität der Waldbestände im Hinblick auf Artenzusammensetzung, Schichtung und Lebensformen. Insbesondere der Bergwald des Südhanges ist in seiner Vielfalt nicht nur wegen seines Epiphyten- und Farnreichtums einzigartig in Ostafrika. Hier finden sich große Gebiete, die aufgrund ihrer Unzugänglichkeit noch unberührt sind. Somit bietet sich die einmalige Gelegenheit, diesen interessanten Lebensraum in natürlicher Ausprägung zu studieren. Dies wurde vom Antragsteller in einem vorangegangenen DFG-Projekt begonnen. Im Rahmen des hier beantragten Habilstipendiums soll dieses umfangreiche Projekt abgeschlossen werden. Erstes Ziel ist die Vervollständigung der vegetationskundlich ökologischen Bestandserfassung aller Waldtypen und ihrer Regeneration. Im Anschluss daran eine Vegetationskarte erstellt werden. Mit diesen Arbeiten wird eine wissenschaftliche Grundlage für die immer dringlicher werdenden gezielten Schutzmaßnahmen geschaffen.

The high-altitude environment of Mt. Elgon (Uganda/Kenya) - Climate, vegetation and the impact of fire

Das Projekt "The high-altitude environment of Mt. Elgon (Uganda/Kenya) - Climate, vegetation and the impact of fire" wird/wurde ausgeführt durch: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Biowissenschaften - Institut für Biologie, Institutsbereich Geobotanik und Botanischer Garten.

Verständnis und Vorhersage der räumlichen und zeitlichen Variabilität von Schneeprozessen unter verschiedenen Vegetationsbedeckungen durch Kombination von Laserbeobachtungen und Punktmessungen (SPENSER)

Das Projekt "Verständnis und Vorhersage der räumlichen und zeitlichen Variabilität von Schneeprozessen unter verschiedenen Vegetationsbedeckungen durch Kombination von Laserbeobachtungen und Punktmessungen (SPENSER)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Nachhaltige Technische Systeme.Ein umfassendes Wissen über die Einflüsse von Vegetation und Waldstrukturen auf Schneeakkumulations- und Ablationsprozesse ist besonders wichtig, da Wälder sich am schnellsten verändernden. Darüber hinaus werden sich ändernde klimatischen Bedingungen dazu führen, dass Wald- und Buschflächen oberhalb der Waldgrenze wachsen und sich die Eigenschaften der Wälder verändern. Kürzlich durchgeführte Studien in Wäldern haben die hohe räumliche und zeitliche Variabilität der Schneedecke sowie die Energiebilanz in Abhängigkeit von verschiedenen Überdachungsbedingungen, Baumarten und Klimabedingungen bestätigt. Das vorgeschlagene Projekt wird sich auf die Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Baumarten und unterschiedlicher Waldstrukturen auf die Schneedynamik konzentrieren. Ein innovativer Beobachtungsansatz, der zahlreiche kontinuierliche Punktmessungen (SnoMoS) mit häufigen UAV (Drohnen)-basierten Beobachtungen einem neuartigen Laserscanner kombiniert, wird verwendet, um die Entwicklung der Schneedecke unter verschieden Wäldern in zwei verschiedenen Klimaregionen (Alpen und Mittelgebirge) zu beobachten. Der einzigartige Datensatz wird dann dazu verwendet, um vorhandene Schneemodelle zu verbessern und neue Vegetationsalgorithmen zu testen und robuste Vegetationsstrukturindizes aus Fernerkundungs-Datensätzen abzuleiten, die dann in gross-skaligen Modellen verwendet werden können. Die vorgeschlagene Studie wird daher dazu beitragen, eine wichtige Wissenslücke über die Auswirkungen von Wäldern auf die Schneedecken zu schließen, die in diesem Bereich vor allem in den gemäßigten Klimaregionen noch besteht.

Verdrängen Flaumeichen die Waldföhren im Wallis?

Das Projekt "Verdrängen Flaumeichen die Waldföhren im Wallis?" wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft.Im Wallis weisen die Waldföhren seit Jahrzehnten eine erhöhte Sterberate auf. Dafür wächst vermehrt die Flaumeiche. Die Ursachen des Waldföhrensterbens und Baumartenwechsels im Wallis sind komplex. Im Rahmen des WSL-Forschungsprogrammes Walddynamik haben wir diese Ursachen analysiert und weitgehend entschlüsselt. Der für das Walliser Rhonetal und seine Seitentäler charakteristische Waldföhrengürtel erstreckt sich vom Talboden auf etwa 450 m bis gegen 1500 m ü.M., in einzelnen Gebieten bis an die Waldgrenze. Das Areal der Föhrenwälder umfasst etwa 12000 ha, was 11 Prozent der Waldfläche ausmacht. Sie schützen vor Lawinen, Steinschlag und Erosion, sind Erholungsraum für die Bevölkerung, stellen ein wichtiges Landschaftselement dar und sind Lebensraum für einzigartige Pflanzen und Tiere. Schon seit Beginn des 20. Jahrhunderts wiesen die Föhrenbestände im Wallis wiederholt hohe Absterberaten auf. In den 1970er und 1980er Jahren wurden auffällige Nadelnekrosen an Waldföhren (Pinus sylvestris) mit Fluor-Immissionen aus nahe gelegenen Aluminiumwerken in Zusammenhang gebracht. Durch den Einbau von leistungsfähigen Filteranlagen in den Aluminiumwerken anfangs der 1980er Jahre wurde der Schadstoffausstoss drastisch reduziert, worauf die Schadmerkmale verschwanden. Obwohl der ursächliche Zusammenhang mit den Fluorimmissionen offensichtlich war, wurde schon damals auf weitere Stressfaktoren wie z. B. die Trockenheit hingewiesen. Zu Beginn der 1990er Jahre nahmen die Absterberaten erneut drastisch zu. Auf Anfrage der lokalen Forstdienste begutachtete der Phytosanitäre Beobachtungs- und Meldedienst (PBMD) wiederholt betroffene Waldgebiete und wies stets auf die starke Belastung durch verschiedene Schadinsekten und Krankheiten hin. Mancherorts traten andere Baumarten wie die Flaumeiche (Quercus pubescens) oder die Mehlbeere (Sorbus aria) an die Stelle der absterbenden Waldföhren. An anderen Orten waren aber keine Ersatzbaumarten zur Stelle um die Waldfunktionen zu übernehmen. Diese gebietsweise recht dramatische Entwicklung veranlasste die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL, gemeinsam mit der Dienststelle für Wald und Landschaft des Kantons Wallis ein umfassendes, interdisziplinäres Forschungsprojekt zu starten. Man wollte verstehen, weshalb die Föhren grossflächig absterben. Ziel war es auch, Handlungsoptionen bzw. geeignete Bewirtschaftungsmassnahmen zu formulieren. Das Föhrensterben kann nicht durch einzelne Faktoren erklärt werden. Vielmehr ist das Zusammenspiel verschiedener Einflüsse entscheidend. In einer Synthese fassen wir die gewonnen Erkenntnisse zusammen und machen Vorschläge zur Waldbewirtschaftung.

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