umwelt.info: Search results

Umsatz von Quecksilber und Methylquecksilber in bewaldeten Einzugsgebieten

Das Projekt "Umsatz von Quecksilber und Methylquecksilber in bewaldeten Einzugsgebieten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Bodenökologie durchgeführt. Quecksilber ist heute ein ubiquitaer verbreiteter Schadstoff. Vor allem in methylierter Form (Me-Hg) weist es eine extrem hohe Toxizitaet auf. Der Eintrag, Umsatz und Verbleib von Quecksilber und Me-Hg in naturnahen Einzugsgebieten ist bisher in der Bundesrepublik kaum untersucht worden. Voruntersuchungen zeigten eine hoehere Mobilitaet von Me-Hg und relativ hohe Konzentrationen in Moorboeden im Vergleich zu Gesamt-Hg. Im vorliegenden Antrag sollen daher die Eintragspfade und Eintragsraten fuer Me-Hg und Gesamt-Hg in einem Fichten- und einem Buchen-Einzugsgebiet sowie die Austraege mit dem Abfluss bestimmt werden. Untersuchungen zur Mobilitaet von Gesamt-Hg und Me-Hg und der steuernden Groessen in verschiedenen Boeden sowie zur Bildung von Me-Hg im Oekosystem schliessen sich an. Letztlich soll die Anreicherung von Quecksilber in der Biozoenose von Waldbaechen und in den aus Waldbaechen gespeisten limnischen Systemen untersucht werden. Die Untersuchungen werden an zwei bewaldeten Einzugsgebieten im Fichtelgebirge und im Steigerwald durchgefuehrt und durch Laborexperimente ergaenzt.

Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt A11: Der Umsatz geloester organischer N-Verbindungen (DON) in einem Laubwaldoekosystem

Das Projekt "Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt A11: Der Umsatz geloester organischer N-Verbindungen (DON) in einem Laubwaldoekosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Bodenökologie durchgeführt. In bisherigen Arbeiten zum N-Haushalt wurden geloeste organische N-Verbindungen (DON) und ihre Bedeutung fuer den N-Umsatz und die Retention von N im Oekosystem haeufig vernachlaessigt. Im Rahmen dieses Projektes wird die Rolle von DON im Stoffkreislauf eines Laubwaldoekosystems untersucht. Die DON Fluesse und deren Dynamik stehen im Vordergrund der Arbeit. Weiterhin sollen Raten und Regelgroessen der DON-Produktion im Oekosystem und im Boden bestimmt und eine Charakterisierung von DON-Komponenten vorgenommen werden. Dafuer werden Freiland- und Bestandesniederschlaege sowie Bodenloesungen aus verschiedenen Bodentiefen ueber zwei Jahre hinweg beprobt und auf Gesamt- und mineralischen N analysiert. Aus der Differenz wird der Anteil von DON an den N-Fluessen berechnet. Ausserdem werden Amino-N und Aminozucker bestimmt, die wesentliche Komponenten von DON sind. In Freiland- und Laborexperimenten wird die Produktion und Mineralisation von DON in Inkubationsexperimenten mit Boeden und Bodenloesungen untersucht. Zwischenbericht 1999: Die Stofffluesse und -konzentrationen in einem Laubwaldoekosystem wurden ueber zwei Jahre hinweg in vierzehntaegiger Aufloesung gemessen, um Quellen und Senken, sowie die Umsatzdynamik geloester organischer C- und N-Verbindungen zu bestimmen. DON und DOC werden in der Phyllosphaere und in der organischen Auflage freigesetzt und im Mineralboden reteniert. Eine eindeutig saisonal gesteuerte Dynamik der Umsaetze wurde nicht beobachtet. Die DOC/DON-Quotienten der Loesungen werden vom Freilandniederschlag zur organischen Auflage hin deutlich hoeher, was fuer eine staerkere Mobilisierung N-armer geloester Kohlenstoffverbindungen in der organischen Auflage spricht. Ueber die Kontrolle und die Mechanismen der Freisetzung, sowie die mikrobielle Mineralisation von DON konnten bislang keine eindeutigen Aussagen abgeleitet werden. Laborinkubationen ergaben keine Konzentrationsveraenderungen in Bestandesniederschlag, Auflageperkolaten und Bodenloesungen in einem Zeitraum von drei Wochen, was auf eine hohe mikrobielle Stabilitaet der Verbindungen hindeutet. Ebenso konnte fuer kein Kompartiment eine Beziehung zwischen DON-Mobilisierung und Temperatur, pH-Wert oder Ionengehalt der Loesung hergestellt werden. Der Anteil von Amino-N und Aminozucker-N an DON liegt zwischen 40 und 80 Prozent, ergibt jedoch keine weiteren Aufschluesse ueber die mikrobielle Beteilung an der DON-Mobilisierung und ihrer Dynamik.

Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N1: Rolle organischer Stickstoffverbindungen (DON) im Stickstoffhaushalt von Waldoekosystemen

Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N1: Rolle organischer Stickstoffverbindungen (DON) im Stickstoffhaushalt von Waldoekosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Bodenökologie durchgeführt. Im Gegensatz zu den mineralischen N-Komponenten ist der Umsatz und die Bedeutung von geloesten organischen Stickstoffverbindungen (DON) bisher wenig untersucht. Von Oktober 95 bis 97 wurden Fluesse von Gesamtstickstoff, Ammonium, Nitrat, DON und DOC (geloester organischer Kohlenstoff) in Freiland - und Bestandesniederschlag (BN) in 2 Bodentiefen (20 und 90 cm) und im Gebietsaustrag innerhalb eines Fichtenwaldoekosystems erfasst. Laborinkubationsversuche zur Produktion von DON in Abhaengigkeit von Temperatur (5, 10, 15 Grad Celsius) und Substrat (Oh, Ah) ergaenzten die Freilanduntersuchungen. Die Herkunft und Stabilitaet des DON im BN wurde durch mikrobielle Untersuchungen der Phyllosphaerenflora und durch Freilandinkubationsversuche mit definierten Regenloesungen untersucht. Die DON-Fluesse in der organischen Auflage lagen mit 5-7 kg Nxha-1xa-1 in der Dimension der NH4-N-Fluesse und deutlich ueber den DON-Fluessen im BN. Im Mineralboden nahmen DON- und NH4-N-Fluesse mit der Tiefe ab, NO3-N dominierte den N-Fluss. Die zeitliche Variabilitaet der DON-Fluesse nahm mit zunehmender Tiefe in der organischen Auflage ab. Die chemische Zusammensetzung von DON bestimmte zu 50-80 Prozent Aminosaeure-N, waehrend Aminozucker-N mit 5-15 Prozent weniger bedeutsam war. Eine mikrobielle Bildung von DON in BN-Sammlern konnte ausgeschlossen werden. Die DON-Konzentration in den Sammlern blieb relativ stabil. Die Herkunft von DON im BN ist wahrscheinlich auf mikrobielle Umsetzungen von atmosphaerisch deponierten Nmin in Norg zurueckzufuehren. Der DON-Fluss im BN ist dann als N-Eintrag in das System zu bewerten. Der Rindenlausbefall auf Fichten bewirkte eine massive, kurzfristige Erhoehung der DOC-Fluesse im BN durch Ausscheidung von Honigtau. Die Ausscheidung von Honigtau in die Phyllosphaere foerderte das Wachstum von Bakterien, Hefen, und filamentoesen Pilzen und es kam im BN zu einer Verminderung der Nmin-Fluesse und zu einer Erhoehung der partikulaeren Amino-N-Fluesse. Unsere Untersuchungen bestaetigen die Ausgangshypothese, dass DON als Eintrag zu bewerten ist und der Umsatz von DON zum N-Haushalt erheblich beitraegt.

Muster der Stoffflüsse in bewirtschafteten Kalkbuchenwäldern unterschiedlicher Lokalklimate: Entwicklung, Anwendung und Erprobung neuer Ansätze zur Erstellung von Stoffbilanzen auf der Ebene heterogener Waldbestände

Das Projekt "Muster der Stoffflüsse in bewirtschafteten Kalkbuchenwäldern unterschiedlicher Lokalklimate: Entwicklung, Anwendung und Erprobung neuer Ansätze zur Erstellung von Stoffbilanzen auf der Ebene heterogener Waldbestände" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Bodenökologie durchgeführt. Es wird ein neues Verfahren zur Bestimmung von Stoffflussmustern auf der Skalenebene heterogener Waldbestände entwickelt. Es bildet die Grundlage für die Regionalisierung von Stoffflüssen in Buchenwäldern. Das Verfahren basiert auf einem neuen statistischen Design der Beprobung im Wald und auf der Bestimmung von Kat- und Anionen, des pH und DOC mit Mikromethoden (z.B. Kapillarelektrophorese). Viele für die Berechnung von Stoffbilanzen erforderliche Schlüsselvariable (z.B. NO3-Gehalt in der Bodenlösung, CO2-Fluß im Boden) bilden prinzipiell bekannte Zyklen, die von Globalvariablen wie Temperatur und Niederschlagsmenge kontrolliert werden. Konventionelle stationäre Messfelder ergeben räumlich unzureichende aber zeitlich redundante Informationen. Wir wollen daher auf randomisiert verteilten, 14-tägig wandernden Meßplots, alle das Stoffflussgeschehen im Boden antreibende Variable messen (Bestandesniederschlag, Bodentemperatur, Wasserpotentialgradient, Lösungskonzentrationen), um der räumlichen Heterogenität strukturreicher Wälder gerecht zu werden. In zwei Jahren werden pro Fläche 75 Punkte erfaßt, für die kontinuierliche Stoffflüsse berechnet werden können, da die Abhängigkeiten der Zyklen von den Globalvariablen bekannt sind.

Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N3: Die Stickstoffversorgung von Fichten und ihre Auswirkung auf phytophage Insekten - Das Fichten-Homopteren System als Modell

Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N3: Die Stickstoffversorgung von Fichten und ihre Auswirkung auf phytophage Insekten - Das Fichten-Homopteren System als Modell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Abteilung Tierökologie durchgeführt. Studien ueber biogeochemische Prozesse in Oekosystemen vernachlaessigen ueblicherweise Herbivore wegen der experimentellen Schwierigkeiten ihre Haeufigkeit, Verteilung oder bionomischen Strategien zu manipulieren und die Effekte abzuschaetzen. Blattlaeuse sind vergleichsweise leicht zu handhaben und sie koennen die Wuchsleistung ihrer Wirtspflanzen stark beeinflussen. Oft scheiden sie grosse Mengen an Honigtau aus, eine energiereiche Ressource, die die Verteilung und Haeufigkeit von Honigtaukonsumenten, wie Mikroorganismen oder Ameisen beeinflussen kann, die ihrerseits die Wege der Naehrstoffe durch ein Oekosystem beeinflussen koennen. Die Untersuchung ueber die Auswirkungen von Blattlaeusen auf Oekosystemprozesse hatte zwei Ziele: a) zu zeigen, dass Blattlaeuse eine Ursache der raeumlichen und zeitlichen Heterogenitaet in den Naehrstofffluessen eines Oekosystems sind und b) wichtige und unwichtige Informationen auf dem Individuen und Populationsniveau zu identifizieren, wenn Oekosystemfragestellungen untersucht werden. Die verwendeten Untersuchungsmethoden beinhalteten Labor- und Feldexperimente und beruecksichtigten verschiedene Skalen. Auf der Ebene der Individuen wurde gezeigt, dass die Pflanzenqualitaet und Temperatureffekte die Reproduktionsbiologie und Honigtauproduktion von Cinariden entscheidend beeinflussen. Allerdings sind die Kombinationseffekte auf die Fitness der Blattlaeuse nicht trivial. Auf der Ebene der Populationen waren Raeuber-Beute-Beziehungen sowie Blattlaus-Ameisen-Interaktionen fuer die Populationsdynamik der Blattlaeuse bestimmend. Ebenso konnte eine enge Beziehung zwischen der Populationsdynamik der Cinariden auf Fichten und der Populationsdynamik von Mikroorganismen in der Phyllosphaere gezeigt werden. Auf der Ebene des Oekosystems wurde der Weg des Honigtaus und seiner Umsetzungsprodukte (zB DOC, DON, NO3-N, NH4-N) von der Kronentraufe bis zur Bodenloesung in einem Fichtenbestand und in einem Simulationsexperiment verfolgt. Wir konnten zeigen, dass Blattlaeuse signifikant die oberirdischen und unterirdischen Kohlenstoff- und Stickstoffkreislaeufe beeinflussen. Die Verknuepfung der Oekologie von Blattlaeusen und Mikroorganismen mit biogeochemischen Prozessen in Oekosystemen kann das Verstaendnis ueber das Verhalten von Waldoekosystemen erweitern.

Untersuchungen über den Nährelementgehalt, die effektive Kationenaustauschkapazität und die Bodensättigung in verschiedenen Bodenhorizonten und auf verschiedenen Standorten

Das Projekt "Untersuchungen über den Nährelementgehalt, die effektive Kationenaustauschkapazität und die Bodensättigung in verschiedenen Bodenhorizonten und auf verschiedenen Standorten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. 1) Analyse des Freiland- und Bestandesniederschlags an verschiedenen Messpunkten innerhalb von Baden-Wuerttemberg zur Darstellung von Bestandesprofilen. 2) Anbindung einzelner Messpunkte an interdisziplinaere Forschungsprojekte, oder an alte Duengungsversuchsflaechen. 3) Bodenkundliche Untersuchungen (effektiv austauschbare Kationen, Ionengleichgewichte, strukturgebundene Ungleichgewichte) zur Erhaltung immissionsabhaengiger Veraenderungen des Bodenchemismus und der Rolle des Bodens als Schadensfaktor.