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Competence platform on energy crop and Agroforestry systems for arid and semi-arid ecosystems - Africa (COMPETE)

Das Projekt "Competence platform on energy crop and Agroforestry systems for arid and semi-arid ecosystems - Africa (COMPETE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WIP, Wirtschaft und Infrastruktur GmbH & Co Planungs-KG durchgeführt.

INNOVATE - Nachhaltige Nutzung von Stauseen durch innovative Kopplung von aquatischen und terrestrischen Ökosystemfunktionen - Subprojekt 5-3

Das Projekt "INNOVATE - Nachhaltige Nutzung von Stauseen durch innovative Kopplung von aquatischen und terrestrischen Ökosystemfunktionen - Subprojekt 5-3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Landschaftsarchitektur und Umwelplanung (ILaUP), Fachgebiet Geoinformation in der Umweltplanung durchgeführt. Ergebnisse lassen sich bereits formulieren? Weltweit sind terrestrische und aquatische Ökosysteme aktuellen und zukünftigen Änderungen durch den Menschen ausgesetzt. Der steigende Energie- und Ressourcenverbrauch, die sozioökonomische Entwicklung und der Klimawandel üben einen starken Druck auf die Ökosysteme, speziell in Ländern wie Brasilien aus. Um diesem steigenden Bedarf an Energie und Ressourcen gerecht zu werden, hat Brasilien in den letzten 100 Jahren mehr als 600 Wasserkraftwerke gebaut. Der Bau von Dämmen und Stauseen bietet eine vielfältige Wasser- und Landnutzung. Die unterschiedliche Anwendung birgt aber auch ein hohes Konfliktpotential zwischen den verschiedenen Interessengruppen. Am Beispiel des Itaparica Stausees zielt das INNOVATE-Projekt auf ein nachhaltiges Management von Wasser- und Landnutzung hin. Seit 1987 wird der Fluss Sao Francisco im semi-ariden Gebiet im Nordosten Brasiliens im Itaparica Stausee aufgestaut. Das Hinterland liegt im Biom Caatinga, der Hauptvegetationform der nordöstlichen Region Brasiliens, die sich durch dornige Sträucher und Wälder auszeichnet. Gerade dieses Gebiet wurde schon von zahlreichen Dürreperioden beeinträchtigt. Folglich konzentriert sich die wissenschaftliche Debatte in Brasilien aktuell auf die möglichen Auswirkungen von Klimawandel und Landnutzungsänderungen im semi-ariden Nordosten Brasiliens. Das beantragte Projekt entwickelt eine GIS-basierende Methode zur Modellierung der Auswirkungen von Klimawandel und Landnutzungsänderungen auf die Biodiversität und die Kohlenstoffsequestrierung. Wir entwickeln einen innovativen Ansatz zur Quantifizierung und Bewertung der komplexen Auswirkungen von Umweltveränderungen auf die Biodiversität mittels Habitatmodellierung (MaxEnt) in Verbindung mit Techniken aus der Fernerkundung. Wir analysieren den aktuellen Zustand von ausgewählten, wichtigen Pflanzenarten für das Biom (Caesalpinia pyramidalis, Anadenanthera macrocarpa, ) und simulieren verschiedene mögliche Entwicklungen der Verbreitungsgebiete für jede einzelne wichtige Art. Erstens werden die Folgen möglicher Landnutzungsänderungen auf die Landschaftsmuster auf regionaler Ebene untersucht. Zweitens werden die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf die Biodiversität analysiert und ausgewertet. Dabei werden sowohl der aktuelle Zustand der Biodiversität wie auch zukünftige Landnutzungsszenarien betrachtet. Im dritten Schritt wird das Potenzial der Kohlenstoffspeicherung quantifiziert. Auch hier werden wieder der aktuelle und zukünftige Zustand berücksichtigt. In enger Zusammenarbeit mit unseren wissenschaftlichen Partnern aus dem INNOVATE Projekt verwenden wir die lokalen Untersuchungsergebnisse (up-scaling) und die Resultate der globalen Szenarien (down-scaling), um unsere räumlichen Modelle zu optimieren. Gleichzeitig arbeiten wir im Entwicklungsprozess von globalen Modellen und Szenarien eng mit dem wissenschaftlichen Begleitprojekt GLUES zusammen.

Mikrobielle Diversität in Salz-geschädigten Böden: Lassen sich Bodenfunktionen zur Förderung des Pflanzenwachstums durch Beimpfungen mit Bakterien wiederherstellen?

Das Projekt "Mikrobielle Diversität in Salz-geschädigten Böden: Lassen sich Bodenfunktionen zur Förderung des Pflanzenwachstums durch Beimpfungen mit Bakterien wiederherstellen?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Biodiversität durchgeführt. Irrigation-based agriculture is an important means to provide food to a steadily growing human world population. In semiarid ecosystems, however, irrigation combined with fertilization often results in soil salinization which negatively affects crop production. Salinization has direct negative effects by reducing crop yield and quality and indirect, by destroying the soil organic matter and structure. As a consequence, soils lose their water-holding capacity, the microbial community as a basis for biogeochemical cycling is affected, erosion begins and eventually land is lost and cannot be converted back to natural ecosystems. Because of the advantages of irrigation-based land management, practices must be further developed to allow sustainable crop production. The objective of this bilateral, Mexican-German collaboration is to combine expertise from soil microbiology, biotechnology and plant diagnostics in order to contribute to analyze which soil microorganisms are most affected by salinization and to investigate whether plant growth promoting bacteria can be restored in damaged soils.

Ecosystem Engineering: Sediment entrainment and flocculation mediated by microbial produced extracellular polymeric substances (EPS)

Das Projekt "Ecosystem Engineering: Sediment entrainment and flocculation mediated by microbial produced extracellular polymeric substances (EPS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung durchgeführt. Sediment erosion and transport is critical to the ecological and commercial health of aquatic habitats from watershed to sea. There is now a consensus that microorganisms inhabiting the system mediate the erosive response of natural sediments ('ecosystem engineers') along with physicochemical properties. The biological mechanism is through secretion of a microbial organic glue (EPS: extracellular polymeric substances) that enhances binding forces between sediment grains to impact sediment stability and post-entrainment flocculation. The proposed work will elucidate the functional capability of heterotrophic bacteria, cyanobacteria and eukaryotic microalgae for mediating freshwater sediments to influence sediment erosion and transport. The potential and relevance of natural biofilms to provide this important 'ecosystem service' will be investigated for different niches in a freshwater habitat. Thereby, variations of the EPS 'quality' and 'quantity' to influence cohesion within sediments and flocs will be related to shifts in biofilm composition, sediment characteristics (e.g. organic background) and varying abiotic conditions (e.g. light, hydrodynamic regime) in the water body. Thus, the proposed interdisciplinary work will contribute to a conceptual understanding of microbial sediment engineering that represents an important ecosystem function in freshwater habitats. The research has wide implications for the water framework directive and sediment management strategies.

Vulnerabilitäts- und Degradationsanalyse semiarider Inselökosysteme am Beispiel der Kapverden mit dem Schwerpunkt Fogo

Das Projekt "Vulnerabilitäts- und Degradationsanalyse semiarider Inselökosysteme am Beispiel der Kapverden mit dem Schwerpunkt Fogo" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pädagogische Hochschule Heidelberg, Institut für Gesellschaftswissenschaften, Abteilung Geographie durchgeführt. Die Kapverden stellen eine sahelisch geprägte Inselgruppe im mittleren Atlantik mit ausgeprägter geoökologischer und floristischer Vielfalt dar. Die Region ist durch ein geringes Niederschlagspotenzial bei großer Niederschlagsvariabilität gekennzeichnet, mit der stark variierende Ernteerträge und eine ökologische Vulnerabilität einhergehen. Durch starken Bevölkerungsdruck und zunehmenden Tourismus sind daher vor allem ein Rückgang lokal stark differenzierter, teilweise endemischer Pflanzengesellschaften, Erosions- und Degradationsprozesse sowie ein Verlust an Tragfähigkeitspotenzial zu beobachten. Diese werden mit Hilfe mehrskaliger, boden- und satellitenbildgestützten Methoden analysiert und im Sinne einer nachhaltigen Nutzung bewertet. Die Ergebnisse dienen als Basis für ein Umweltmonitoring bzw. Umweltmanagement und die Entwicklung neuer Landnutzungskonzepte, die exemplarisch auch auf andere Inselökosysteme der semiariden Randtropen übertragbar sein sollen. Die Untersuchungen werden auf Boavista, Santo Antao, vor allem aber auf Fogo durchgeführt, die mit ihrem 2.829 m hohen Vulkankegel die zweithöchste Erhebung im gesamten Atlantik darstellt.

Grundlagen für nachhaltiges Ressourcenmanagement in einem Gebirgsökosystem: Fallstudie Ouneine Tal, Hoher Atlas/Marokko

Das Projekt "Grundlagen für nachhaltiges Ressourcenmanagement in einem Gebirgsökosystem: Fallstudie Ouneine Tal, Hoher Atlas/Marokko" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft durchgeführt. Als Grundlage für eine nachhaltige Nutzung der natürlichen Ressourcen - Wasser, Boden, Vegetation, Energiequellen - in einem semiariden Gebirgsökosystem wird eine umfassende Daten- und Informationsbasis für ein 280 km2 großes Projektgebiet im Hohen Atlas erstellt. Das in Zusammenarbeit mit einer marokkanischen Hochschule (IAV - Institut Agronomique et Veterinaire, Rabat) interdisziplinär durchgeführte Projekt umfasst neben einem hydrometeorologischen Messprogramm Boden- und Vegetationskartierungen, die Erstellung von Modellen (Wasserhaushalt, Erosion, Energiepotential), die Untersuchung sozioökonomischer Zusammenhänge, die Integration aller Ergebnisse in einem GIS-basierten Informationssystem sowie die Ableitung von Szenarien und Leitlinien für ein nachhaltiges Entwicklungskonzept.

Desertification Mitigation and Remediation of Land (DESIRE): a global approach for local solutions

Das Projekt "Desertification Mitigation and Remediation of Land (DESIRE): a global approach for local solutions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bern, Geographisches Institut, Centre for Development and Environment durchgeführt. Fragile arid and semi-arid ecosystems are in urgent need of integrated conservation approaches that can contribute significantly to prevent and reduce the widespread on-going land degradation and desertification processes, such as erosion, flooding, overgrazing, drought, and salinization. The DESIRE project will establish promising alternative land use and management conservation strategies based on a close participation of scientists with stakeholder groups in the degradation and desertification hotspots around the world. This integrative participatory approach ensures both the acceptability and feasibility of conservation techniques, and a sound scientific basis for the effectiveness at various scales. DESIRE employs a bottom up approach such as is favoured by the UNCCD: i) degradation and desertification hotspots and stakeholder groups will be identified in all countries surrounding the Mediterranean, and in 6 external nations facing similar environmental problems, ii) desertification indicator sets will be defined in a participatory approach and a harmonized information system will be constructed to organize socio-economic and geoinformation data and tools for active dissemination; iii) new and existing conservation strategies will be defined with the stakeholder communities; iv) these strategies will be implemented in the field, and monitored and modeled to quantify their effectiveness at various scales; v) the results will be extrapolated using both the indicator sets, geoinformation data, and integrated modeling systems combining socio-economic and environmental aspects; vi) finally the results will be translated to a series of practical guidelines for good agricultural practices and environmental management, which will be disseminated to practitioners, agricultural extensionists, governmental authorities, policy makers, NGOs, land users, land owners, and local communities. Prime Contractor: Alterra B.V.; Wageningen; Netherlands.

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