Phosphorus (P) is an essential nutrient for living organisms. Whereas agriculture avoids P-limitation of primary production through continuous application of P fertilizers, forest ecosystems have developed highly efficient strategies to adapt to low P supply. A main hypothesis of the SPP 1685 is that P depletion of soils drives forest ecosystems from P acquiring system (efficient mobilization of P from the mineral phase) to P recycling systems (highly efficient cycling of P). Regarding P fluxes in soils and from soil to streamwater, this leads to the assumption that recycling systems may have developed strategies to minimize P losses. Further, not only the quantity but also the chemistry (P forms) of transported or accumulated P will differ between the ecosystems. In our project, we will therefore experimentally test the relevance of the two contrasting hypothetical nutritional strategies for P transport processes through the soil and into streamwater. As transport processes will occur especially during heavy rainfall events, when preferential flow pathways (PFPs) are connected, we will focus on identifying those subsurface transport paths. The chemical P fractionation in PFPs will be analyzed to draw conclusions on P accumulation and transport mechanism in soils differing in their availability of mineral bound P (SPP core sites). The second approach is an intensive streamwater monitoring to detect P losses from soil to water. The understanding of P transport processes and P fluxes at small catchment scale is fundamental for estimating the P exports of forest soils into streams. With a hydrological model we will simulate soil water fluxes and estimate P export fluxes for the different ecosystems based on these simulations.
Ziel: Umweltkenntnis - Umweltverstaendnis - Umwelthandlung. Fragen: - Wie erreichen wir alle Generationen? - Warum Umweltschutz (Schutz von Natur plus Menschenwerk)? - Wie koennen wir die Handlungsorientierung im Sinne von Natur- und Landschaftsschutz auch in Zukunft absichern? Hypothesen: Handelnde Natur- und Umweltschuetzer sind das Ergebnis der Einsichten in Schadbilder und deren Ursachen. Nur Umweltkenntnis fuehrt zu Umweltverstaendnis als Voraussetzung fuer handelnden Umweltschutz. Aufgaben: - Umweltbildung und -erziehung aller Generationen, insbesondere aber der jungen Generation; - Ueberzeugung aller Generationen, dass der Schutz 'der Welt um uns herum' notwendig ist und dass sich moeglichst viele Einwohner am Landschafts- und Naturschutz beteiligen. Ergebnisse: - Die Umwelterziehung in den Schulen wird durch die Umweltaufgabenhefte in der Hand der Schueler von vielen Eltern gefordert und von Lehrern gefoerdert; - Lehrer aller Klassen nutzen die Lehrpfadwanderungen zur Umweltbildung/-erziehung; - Vier Schulen beteiligen sich an der Lehrpfadgestaltung; - Jaehrlich zuverlaessige Teilnahme von Kommune, Bevoelkerung und Schuelern an Kroetenschutz- und Saeuberungsaktionen im LSG 'Friedewald und Moritzburger Teichgebiet'. Motto: Schutz von Natur und Menschenwerk bringt uns heute Daseins Sinn und Lebensfreude, denn wenn wir Gegenwart schonen, sichern wir die Zukunft kommender Generationen.
In this project, we will investigate the spatial heterogeneity of soil phosphorus (concentration of total P, P speciation) in soils with different P status with modern analytical (synchrotron-based X-ray spectroscopy and spectromicroscopy) and geostatistical methods at different scales (soil aggregates: (sub)micron to mm scale; particular regions of soil profiles (e.g. root channels, surrounding of stones): mm to dm scale; entire soil profiles: dm to m scale; selected patches of the forest stand: m to 5m scale). We expect that our results will provide new insights about spatial heterogeneity patterns of soil P concentration and P speciation in forest soils and their relevance for P availability and P nutritional status of Norway spruce and European beech.
In the frame of the project microbial turnover processes of phosphorous shall be investigated in forest soils and drivers for the corresponding populations as well as their activity pattern shall be described. Furthermore microbial transport and uptake systems for phosphorous should be characterized to understand the competition between plants and microbes for phosphorous in more detail, in relation to the availability of phosphorous and other nutrients. Therefore it is planned to investigate different soil compartments with different nutrient amounts (litter layer - rhizosphere - bulk soil). To reach the described goal molecular metagenomic methods will be used to characterize the structure and function of microbial communities as well as to describe the regulation of selected important pathways. In addition quantitative real time PCR and enzymatic measurements will be used to describe the abundance and activity of the corresponding populations and to describe their relevance for P turnover in the different soil compartments under investigation. With this we hope to reconstruct mainly the microbial phosphorous cycle and give important data to improve the model development of P dynamics in forest soils.
Steigende Biomasseentzüge aus Wäldern, erhöhtes Waldwachstum durch anhaltend hohe atmosphärische Stickstoffeinträge und direkte und indirekte Auswirkungen des Klimawandels rücken den Kreislauf und die Verfügbarkeit von Phosphor (P) in Waldökosystemen vermehrt in den Fokus wissenschaftlicher Untersuchungen. Den P-Verlusten mit dem Sickerwasser kommt dabei außerdem besondere Bedeutung für die Eutrophierung von Oberflächengewässern zu. Bisher liegen jedoch kaum Erkenntnisse über die Höhe und Prozessdynamik des P-Austrags und die Transportwege von P in Waldböden vor. Eigene Studien zeigten kürzlich, dass signifikante P-Verluste aus Waldböden während starker Niederschlagsereignisse auftreten können. Da der Oberflächenabfluss in Wälder in der Regel vernachlässigbar ist, spielt insbesondere der Transport über preferentielle Fließwege (z.B. Makroporen) eine wichtige Rolle. Welche Prozesse jedoch den P-Transport entlang dieser Fließwege steuern und welche P-Formen überwiegend transportiert werden, ist weitestgehend unbekannt. Ebenso wurde bisher nicht untersucht, ob unterschiedliche Ernährungsstrategien von Waldökosystemen einen Effekt auf die P-Transportmechanismen haben. Eine Grundannahme des SPP 1685 ist, dass recycelnde Systeme, in denen die P- Verfügbarkeit aus der mineralischen Phase gering ist, sich an diese P-Limitierung angepasst haben. Sie können Phosphor hoch effizient recyceln und P-Verluste aus dem System minimieren. Dagegen bestand für akquirierende Systeme, welche überwiegend verfügbares P der mineralischen Phase nutzen, vermutlich nicht die Notwendigkeit angepasste Strategien zu einem effizienten P-Recycling zu entwickeln. Um die Relevanz dieser beiden hypothetischen Ernährungsstrategien auf P-Transportprozesse in Waldböden experimentell zu überprüfen, werden wir daher Böden in Waldökosystemen mit unterschiedlicher P-Verfügbarkeit aus der mineralischen Phase betrachten (SPP-Kernstandorte). Die Ziele unserer Studie sind dabei: 1) die Identifizierung der P-Transportpfade durch den Boden und der am Transport beteiligten P-Formen; 2) die modell-basierte Abschätzung der P-Verluste aus den betrachteten Systemen. Die preferentiellen Fließwege von infiltrierendem Wasser sollen mit Hilfe von Farbtracer-Experimenten visualisiert werden. Durch die anschließende chemische Analyse der P-Fraktionen in den preferentiellen Fließwegen sollen Rückschlüsse auf P-Transportmechanismen in Waldböden gezogen werden. Zur Abschätzung der P-Verluste aus dem System werden basierend auf den identifizierten Transportmechanismen und beobachteten Fließwegen numerische Modelle parametrisiert, welche die Komponenten des Wasserhaushaltes simulieren. Durch diesen kombinierten Ansatz können erstmals die Transportmechanismen und Austragsraten von Phosphor aus Waldökosystemen in Abhängigkeit ihrer Ernährungsstrategie (P-Verfügbarkeit aus der mineralischen Phase) vergleichend betrachtet werden.
Unsere konzeptionelle Sicht des P-Kreislaufes in Waldökosystemen beruht auf der Untersuchung von P-Pools, den Zusammenhängen zwischen verschiedenen P-Pools und zu einem geringen Anteil von P-Flüssen. Bisherige Arbeiten konnten aber nicht die Prozesse aufdecken, die ein Phosphatmolekül auf ökosystemarer Skala durchlief. Zum Beispiel sind die oben genannten Ansätze nicht geeignet, um zwischen der Freisetzung aus einem Mineral oder aus einer organischen Verbindung zu unterscheiden. Die Untersuchung des Sauerstoffisotopenverhältnisses in Phosphat könnte diese Informationen liefern. Unser Ziel ist es, die Wichtigkeit biologischer und geochemischer Prozesse, die den P-Kreislauf in 4 Waldökosystemen kontrollieren, entlang eines Gradienten der P-Verfügbarkeit im Boden zu untersuchen. Wir werden den Verbleib von Phosphat i) im Kreislauf vom Streufall-P über P-Freisetzung während des Abbaus organischer Substanz in der organischen Auflage und im Boden bis hin zur Aufnahme durch die Pflanzen und ii) während der Freisetzung aus P-haltigen Mineralen im Boden und der anschließenden Aufnahme in die Pflanzen verfolgen. Wir werden Mulit-Isotopenansätze (O im Wasser, P and O in Phosphat, C in der organischen Substanz) nutzen, die wir innovativ verbinden, um unsere Forschungsfragen zu beantworten. Für das tiefgreifende Verständnis des P-Kreislaufes während des Abbaus von organischer Substanz werden wir uns auf folgende experimentelle Ansätze stützen: i) Messungen in den etablierten Waldsystemen (Output 1), ii) Laborinkubationen der organischen Auflage und des Mineralbodens (Outputs 2 und 3) sowie iii) Topfexperimente mit wachsenden Pflanzen (Outputs 4 und 5). Unser Projekt wird zur Verifizierung der allgemeinen Hypothese des SPP-Programmes beitragen, dass die mit der Zeit sinkende P-Verfügbarkeit die Waldökosysteme von Mobilisierungs- (effiziente Mobilisierung aus der Mineralphase) zu Recycling-Systemen (sehr effizientes Recycling von P) verschiebt.
Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt Daten zu dem Thema Sicherung (historisch) alter Waldstandorte dar.:Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt Daten zu dem Thema Sicherung (historisch) alter Waldstandorte dar.
Die Waldschutz-Informations-Webseite des Landes Brandenburg stellt ein kompaktes Wissensangebot zum Waldschutz bereit, das sowohl die Waldschutzsituation seit dem Jahr 2000 sichtbar macht als auch zu Forstschadinsekten und pilzlichen Schaderregern informiert. Neben der Biologie der Arten werden Überwachungsmethoden und deren Ergebnisse in Grafiken und Karten nach Schadinsekten, Überwachungsverfahren, Erfassungszeiträume und Regionen bereitgestellt.
Die Aufgabenbereiche des Waldschutzes umfassen die Kontrolle der Waldschutzsituation, die Schadfaktorenprognose sowie die Umsetzung der damit im Zusammenhang stehenden Pflanzenschutzrechtlichen Regelungen. Darin sind folgende Teilaufgaben integriert: - Führung, Auswertung und Weiterentwicklung des Forstschutzkontrollbuches (FSKB) für die Überwachungstätigkeit bzgl. aktueller abiotischer Schadeinflüsse, Forstschädlinge, Baumkrankheiten und anderer biotischer (auch anthropogen bedingter) Schäden Wald sowie von forstlich relevanten Quarantäneschaderregern. - Organisation und Weiterentwicklung des vorbeugenden Waldbrandschutzes auf Landesebene - Anlage von Beobachtungsflächen zur Bewertung abiotischer Schadfaktoren sowie zur Prognose und Regulation der Populationsdynamik biotischer Schaderreger (Säugetiere) - Bearbeitung und Diagnose von Einsendungen bzw. Befallsmeldungen im Rahmen der forstlichen Phytopathologie - Durchführung und Auswertung von Maßnahmen zur Schädlingsüberwachung/-bekämpfung - Erarbeitung und Aktualisierung von Anwendungsempfehlungen PSM; PSM-Statistik Diese Aufgaben werden durch die unteren Forstbehörden in den Landkreise und Kreisfreien Städten wahrgenommen. Der SBS realisiert den Waldschutz für den Landeswald. Dafür wird ein betriebliches Waldschutzmonitoring durchgeführt. Als obere Forstbehörde setzt der SBS Verfahrensstandards. Informationen zum Thema Waldschutz, Waldbrandgefährdung sowie zur aktuellen Entwicklung der Borkenkäfer finden Sie uter https://www.wald.sachsen.de/waldschutz-4070.html.
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