Das Projekt BE-Cult wird sich mit der Biodiversität von nitratammonifizierenden (syn. Dissimilatorischen Nitrat-zu-Ammoniumreduzierenden, DNRA) Bakterien in Böden von wenig und intensiv genutzten Grünländern der Biodiversitätsexploratorien (BEs) an allen Grünland-VIPs (very intensively studied plots) beschäftigen. Die Funktion Stickstoff (N) durch DNRA-Bakterien im Boden zu halten, wurde lange Zeit nur wenig wahrgenommen und die quantitative Rolle bei der Lachgas-Freisetzung aus Böden nicht untersucht. Aus diesem Grund gibt es umfassende Informationen zur Biodiversität und Ökophysiologie von denitrifizierenden aber nicht zu DNRA-Boden- Mikroorganismen. Die Konsequenz dieser historischen Entwicklung ist, dass heute wenig über die Ökophysiologie und Bedeutung der DNRA Bakterien im N-Kreislauf terrestrischer Ökosysteme bekannt ist. Im Gegensatz zu den DNRA-Bakterien, bilden Dentrifikanten N-haltige Gase als Endprodukt ihres Stoffwechsels, die substantiell zum N-Verlust in Böden beitragen. Dahingegen reduzieren DNRA Bakterien Nitrat hauptsächlich zu Ammonium, das im Boden verbleibt und als wichtiger Pflanzennährstoff dient. Beide Bakteriengrupppen bilden das potente Treibhausgas Lachgas und tragen damit zur globalen Erwärmung bei. Das Hauptanliegen des Projektes BE-Cult ist es den Einfluss der Landnutzungsintensität auf diese wichtigen Mikroorganismen im N-Kreislauf von Böden zu untersuchen. In einem Hochdurchsatz-Kultivierungs-Ansatz (einschl. MALDI TOF MS für eine schnelle Stammidentifikation und verschiedene Tests zur physiologischen Charakterisierung des Nitrat- Stoffwechsels) werden über 10.000 Reinkulturen charakterisiert und entsprechend ihrer Phylogenie und Nitrat-Physiologie gruppiert. Aus dieser Stammsammlung werden 100 Isolate genom-sequenziert. Basierend auf den genomischen Informationen werden PCR-Primer funktioneller Genmarker entwickelt und verbessert um dann die funktionellen Genmarker in DNA-Extrakten der Grünland-VIPs zu quantifizieren. Zusammen mit Partnern in den BEs wird die relative Bedeutung der DNRA-Bakterien (insbesondere ihrer relativen Aktivität im Vergleich zu Denitrifikanten) in Meta-Transkriptom Datensätzen evaluiert. Letztendlich werden die so gewonnen Daten in multivariaten Analysen bestehend aus funktionellen Genmarker-Abundanzen, physiologischen 'traits' und auch abiotischen wie biotischen Parametern verwendet um die Verteilungsmuster von DNRA Bakterien in Böden zu erklären und ihre ökologischen Nischen besser definieren zu können.
Unsere Motivation ist es, die Rolle von gelöstem organischem Material (DOM) in marinen Oberflächenfilmen (SML) als eine Schlüsselkomponente zu verstehen, die den Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Meer, die Karbonatchemie, sowie die Ökophysiologie der assoziierten Organismen beeinflusst (Engel et al., 2017). Während unserer Vorarbeiten haben wir Hinweise auf einen bisher unbekannten Zusammenhang zwischen DOM und Karbonatchemie in der SML gefunden, sowie auf eine hohe räumlich-zeitliche Dynamik in der DOM-Zusammensetzung. Obwohl die hohe Heterogenität des SML-DOM-Geometabolom (d.h. die Gesamtheit des DOM-Pools, der durch biotische und abiotische Prozesse produziert und modifiziert wird) bekannt ist, gibt es wenige detaillierte Studien darüber. Insgesamt gibt es noch kein mechanistisches Verständnis darüber, unter welchen Bedingungen DOM in der SML in verschiedene chemische Fraktionen aufgeteilt wird. Dies liegt an der derzeit geringen Verfügbarkeit von Daten von einer größeren Anzahl von Untersuchungsstandorten unter unterschiedlichen Umwelt- und Versuchsbedingungen, sowie an einen Mangel an interdisziplinären Studien, die Physik, Geochemie und Biologie kombinieren. Mit anderen Worten, uns fehlen grundlegende (organo-)geochemische Informationen von der größten Luft-Wasser-Grenzfläche der Erde, mit unbekannten Konsequenzen für den damit verbundenen Austausch von klimarelevanten Gasen. In diesem Projekt streben wir an, diese Lücke durch sich ergänzende Messungen der DOM-Zusammensetzung und anorganischer Kohlenstoff-Systemparameter zu schließen. Die Relevanz für die Forschungseinheit BASS ergibt sich aus dem Ziel unseres Teilprojekts, die fehlenden grundlegenden biogeochemischen Informationen des SML-DOM-Inventars zur Verfügung zu stellen und sie in den Kontext der Ökosystemprozesse in der SML zu setzen, einschließlich der DOM-Produktion (SP1.1) sowie des mikrobiellen (SP1.2) und photochemischen (SP1.4) Umsatzes. Darüber hinaus werden wir den Beitrag des DOM-Geometaboloms zum Säure-Basen-Gleichgewicht der SML untersuchen, von dem wir erwarten, dass es die Gasgleichgewichte in der Grenzfläche - insbesondere im Kohlensäuresystem und damit auch die Treibhausgasflüsse - beeinflusst (SP2.1).
(1) Poleotoleranz von Flechten der Stadt Wuerzburg (Kartierung, S-Gehalt, Pb-Gehalt-Beziehungen zur spezifischen Klimasituation). (2)Temperaturresistenz und photosynthetische Stoffproduktion von Flechten von extremen Standorten (im Bereich heisser Exhalationen auf Hawaii, in der Antarktis, in Australien, in Wuestengebieten). (3) Hitze- und Kaelteresistenz von Sukkulenten atlantischer Inseln. (4) Frostresistenz und ihre Ursachen bei Halophyten der Nordseekueste. (5) Frostresistenz und ihre Ursachen bei verschiedenen Sorten der Weinrebe.
Für den Wald wird Trockenstress als eine der gravierendsten Auswirkungen des Klimawandels angesehen. In diesem Zusammenhang sind Waldböden in ihrer hydrologischen Funktion, sowie ihre Rückkopplungen mit der Bodenvegetation von großer Bedeutung. Unter Wald stellen Laub- und Lebermoose einen wichtigen ökologischen Faktor als Wasserreservoir und Bodenstabilisator dar. Dabei spielen sie speziell bei der Naturverjüngung und nach Aufforstungen eine bedeutende Rolle. Moose beeinflussen den Oberflächenabfluss und bilden so einen wirksamen Schutz gegen Erosion, welcher speziell in Jungbeständen und an Störungsstellen z.B. nach Waldarbeiten zum Tragen kommt. Eine großflächige Bedeckung des Waldbodens durch Moose kann große Mengen Wasser speichern und verzögert in Trockenphasen wieder abgeben. Bei zunehmenden Niederschlägen können Moose somit auch eine Infiltrationsbarriere in tiefere Bodenschichten darstellen. Diese ökohydrologischen Prozesse und Wechselwirkungen sowie deren Auswirkungen auf den Bodenwasserhaushalt sind quantitativ wenig untersucht und verstanden. Neben der ökohydrologischen Bedeutung sind Moose zudem ein wichtiger Faktor im globalen Kohlenstoffkreislauf und z.B. in gemäßigten und borealen Wäldern für ein Fünftel der Kohlenstoff-Nettoaufnahme verantwortlich. Auch hier und insbesondere in jungen Wäldern, ist bislang nur wenig über die Rolle von Moosgesellschaften für den Kohlenstoffkreislauf bekannt. Bei der Beschreibung aller oben genannten Effekte lassen sich deutlich artspezifische Wechselwirkungen beobachten, die im Detail bisher kaum beachtet und von der Wissenschaft behandelt wurden. Vor diesem Hintergrund sollen Möglichkeiten der Anpassung an den Klimawandel in Form der Erhöhung der Wasserretention, der Strukturstabilität und der CO2-Bindung in Waldböden durch Waldmoose untersucht werden.
Die Taxonomie, Verbreitungsmechanismen, Ökophysiologie und biotechnologische Einsetzbarkeit von terrestrischen und aerophilen Algen werden untersucht.
Am Institut fuer Pflanzenbau und Tierproduktion in den Tropen und Subtropen, Bereich Pflanzenbau, Grisebachstr. 6, besteht eine EDV-Datenbank, in der Angaben ueber botanische Namen, Volksnamen, Verbreitung, oekophysiologische Ansprueche und Nutzungsmoeglichkeiten fuer ueber 5000 Nutzpflanzenarten gespeichert sind. Damit verbunden ist eine Literaturdatei mit etwa 20.000 Publikationen. Diese Datenbank ermoeglicht es, Hinweise auch zu wenig bekannten Nutzpflanzenarten zu finden, die fuer bestimmte Zwecke und Gebiete geeignet sind, und damit zur Diversifikation beitragen koennen. Der Inhalt der Datenbank wird seit 25 Jahren bearbeitet und laufend ergaenzt. Die Nutzpflanzen sind im Programm 'asksam', die Literatur in 'dbase' gespeichert und benoetigen als Betriebssystem MS-DOS. Eine Umwandlung in Windows-Access ist zur Zeit in Arbeit.
Pflanzenbestandsentwicklung auf aufgelassenem Kulturland. Floristische Kartierung brachgefallener Taeler. Sukzessionsentwicklungen auf Wuestungen. Massnahmen zur Landschaftspflege (Giessener Modell). Die Rueckentwicklung bisher intensiv genutzter terrestrischer Oekosysteme zu nicht oder extensiv genutzten Oekosystemen in ihrer Wirkung auf Pflanzengemeinschaften und Boden. Landschaftspflege im Naherholgunsbereich Schiffenberg. Der Einfluss der Brachedauer auf Pflanzenbestand und Boden, untersucht auf Dauerflaechen. Die Bedeutung des Gruendlandes bei der Beseitigung von Klaerschlamm, Guelle, Abwaessern und Umweltbelastung durch Futterkonservierung.
In vielen Lebensräumen ist Wasser der bedeutendste limitierende Faktor für das Wachstum und die Verbreitung der Pflanzen. Neuere Arbeiten zeigen, dass auch Arten, die nicht über spezielle Blattorgane zur Aufnahme von Wasser verfügen, auf Tau mit einer Erhöhung des Wasserpotentials und der Photosynthese sowie mit gesteigertem Wurzelwachstum reagieren. Das Ziel des Projekts ist die Evaluierung des Einflusses und die Untersuchung der Wirkungsweise von Tau auf die Vegetation von Stipa tenacissima dominierten Hängen entlang eines Niederschlags-Tauniederschlags-Transekts in SO-Spanien. An S. tenacissima und an ausgewählten annuellen Arten wird der Einfluss von Tau auf den Wasserhaushalt, die Photosynthese und die Fähigkeit der Wurzeln zur Wasseraufnahme im Freiland und im Gewächshaus bestimmt. Seine Wirkungsweise, eventuelle Aufnahmewege, Verlagerungen im Boden sowie sein Einfluss auf die Nährstoffverfügbarkeit werden untersucht. Die Bestimmung der Taumenge und -häufigkeit, verbunden mit Mikroklimamessungen, ermöglicht eine Abschätzung des Beitrags von Tau zur Wasserbilanz der untersuchten Hänge. Das Projekt wird Fragen des Wasser- und Nährstoffhaushalts der Vegetation in ariden und semi-ariden Gebieten beantworten. Dies trägt zu einem besseren Verständnis der Ökologie und der Verbreitung der Pflanzen dieser Gebiete bei, welches für die zukünftige Bewirtschaftung und Rehabilitation von degradierten Flächen in diesen Ökosystemen wichtig ist.
In den Wäldern Mitteleuropas dominieren Fichte (Picea abies (L.) Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.). Aufgrund ihrer vorteilhaften Wirkungen und Leistungen werden diese Arten in Mischkulturen bevorzugt, allerdings ist das Verhalten solcher Mischungen bei Stress, unter anderem bedingt durch Klimaveränderungen, infrage gestellt. Anhand eines ökologischen Transektes von feuchten zu trockenen Standorten und eines Überdachungsexperimentes werden die Auswirkungen von Trockenheiten von 3 Teilprojekten untersucht: (A) Zuwachs auf Baum- und Bestandesebene, (B) artspezifische Reaktionsmuster unter inner- und zwischenartlichen Wuchsbedingungen bei trockenheitsbedingter Xylem-Dysfunktion und Kohlenstoffverarmung und (C) Wirkung von Ektomykorrhizen auf Wurzel- und Baumwachstum. Die entlang eines Niederschlagsgradienten erzielten Wechselwirkungen zwischen Fichte und Buche werden untermauert durch experimentelle Befunde und Modellszenarien mit ökophysiologischen Prozessmodellen. Am Projekt sind drei antragstellende Arbeitsgruppen beteiligt sowie zwei externe Arbeitsgruppen. Durch Zusammenführung von Expertise in der langfristigen Versuchsbeobachtung, einzigartiger Infrastruktur, die durch das Kranprojekt im Kranzberger Forst gegeben ist und innovative Modellierungsansätze entsteht ein Projekt mit großer Synergie, Innovation und Erfolgsaussicht.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 304 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 2 |
| Förderprogramm | 302 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 304 |
| unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 278 |
| Englisch | 66 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 2 |
| Keine | 237 |
| Webseite | 69 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 251 |
| Lebewesen und Lebensräume | 304 |
| Luft | 216 |
| Mensch und Umwelt | 308 |
| Wasser | 239 |
| Weitere | 303 |