Die Erhaltung genetischer Diversität ist ein zentrales Ziel eines zeitgemäßen Artenschutzes. Die Ökologie einer Art beeinflusst deren Populationsstruktur und diese wiederum die genetische Diversität und Differenzierung. So weisen ökologisch spezialisierte Arten, die meist in kleinen, geographisch isolierten Populationen auftreten, eine vergleichsweise geringe genetische Diversität auf. Dem gegenüber stehen Arten mit einer vergleichsweise breiten ökologischen Valenz, die in landschaftsübergreifenden Populationsnetzwerken existieren; durch einen permanenten Austausch von Individuen besitzen diese häufig eine relativ hohe genetische Diversität, die sie auch weitgehend erhalten können. Aus diesen beiden kontrastierenden Situationen lassen sich zwei unterschiedliche Managementstrategien für den Naturschutz ableiten: Für ökologisch spezialisierte Arten ist die Erhaltung einer möglichst hohen Habitatqualität essenziell. Solche Arten können mit ihrer einfachen genetischen Struktur auch langfristig in kleinen isolierten Vorkommen existieren - solange sich nicht ihre Lebensgrundlage ändert. Dem gegenüber stehen Arten mit einer großen ökologischen Valenz und einer hohen genetischen Diversität. Diese Arten mit ihren komplexen genetischen Strukturen können nur durch die Erhaltung ihrer Populationsnetzwerke und damit durch eine hohe Landschaftsdurchlässigkeit erhalten werden. Ein besonderes Augenmerk im Artenschutz muss deshalb auch Arten mit mittlerer ökologischer Spezialisierung und hoher genetischer Diversität zukommen, da diese nicht dauerhaft in kleinen isolierten Schutzgebieten erhalten werden können, in besonderer Weise auf Landschaftsdurchlässigkeit angewiesen sind und unter der rasant fortschreitenden Landschaftshomogenisierung leiden.
Das Projekt "Teilprojekt 5.1: LWG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Stadtbäume sind einer Reihe vitalitätshemmender Stressfaktoren ausgesetzt. Neben einem künstlichen Umfeld, der zunehmenden Verdichtung und unzureichender Wasserversorgung leiden Stadtbäume in Zeiten des Klimawandels insbesondere unter Trockenstress. Heimische Arten, wie Linde und Ahorn, geraten zunehmend an ihr Anpassungslimit. Gebietsfremde Arten zeichnen sich in Zeiten des Klimawandels durch höhere Stresstoleranz und damit auch höhere Vitalität aus, weshalb sie Stadtklimabäume bezeichnet werden. Es ist unbekannt, inwieweit sich auf nicht heimischen Stadtklimabäumen andere Insektenbiozönosen ansiedeln als auf heimischen Bäumen in der Stadt und inwieweit sich daraus ein Einfluss auf die Tiere in der Stadt und auf die Gesundheit der Bäume ergeben könnte. Im Rahmen der Vorstudie sollen vergleichende Untersuchungen zur Arthropodenvielfalt auf heimischen und nicht heimischen Stadtbäumen durchgeführt werden und die Ergebnisse im Zusammenhang mit der Anpassung der Stadtnatur an den Klimawandel und einer stabilen Gesundheit von Stadtklimabäumen diskutiert werden. Das Vorhaben ergänzt die laufenden Untersuchungen am 'Zentrum Stadtnatur und Klimaanpassung'.
Das Projekt "Teilprojekt 5.2: Uni Würzburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Stadtbäume sind in Zeiten des Klimawandels einer Reihe vitalitätshemmender Stressfaktoren, wie Trockenheit, ausgesetzt. Heimische Baumarten geraten zunehmend an ihr Anpassungslimit. Gebietsfremde Baumarten weisen hier eine größere Resistenz auf und werden als Stadtklimabäume bezeichnet. Es ist noch weitgehend unbekannt, inwieweit sich auf nicht heimischen Bäumen andere Insektenbiozönosen ansiedeln als auf heimischen Bäumen und inwieweit sich hieraus ein Einfluss auf die Gesundheit der Stadtbäume ergeben könnte. Im Rahmen der Vorstudie sollen vergleichende Untersuchungen zur Arthropodenvielfalt an Stadtbäumen durchgeführt werden. Die Bestimmung der Arthropodengattungen und -arten ist hierzu durchzuführen (Teil 2 der Vorstudie)
Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: Integrierte Bewertung von Auswirkungen der Ozeanversauerung auf marine Ökosysteme (WP: 0.1; 0.2; 0.3; 1.5; 1.7; 1.8; 2.1; 2.2; 2.3; 2.4; 3.2; 3.4)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie, Forschungseinheit biologische Ozeanographie durchgeführt. Ziele: Die Ozeanversauerung ist in den letzten zehn Jahren zu einem der am schnellsten wachsenden Forschungsgebiete in den marinen Wissenschaften geworden, das zu den drei wichtigsten Forschungsfeldern der internationalen Meeresforschung zählt. Als eines der größten Forschungsprogramme über Ozeanversauerung war das deutsche Verbundprojekt BIOACID an dieser Entwicklung entscheidend beteiligt (vgl. BIOACID, BIOACID II). In den zurückliegenden Jahren hat die vom BMBF geförderte Forschung dazu beigetragen, den Einfluss von Ozeanversauerung auf marine Organismen und deren Habitate zu quantifizieren, die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären, das Potential zur evolutionären Anpassung abzuschätzen und zu klären, wie die beobachteten Effekte durch andere Umweltveränderungen modifiziert werden. In internationaler Kooperation hat BIOACID damit die Grundlage für eine umfassende Evaluierung der potentiellen Konsequenzen der Ozeanversauerung für marine Ökosysteme und Ökosystemleistungen und mögliche Rückkopplungen zum Klimasystem geschaffen. Hierauf aufbauend wird das Verbundprojekt 'BIOACID-Synthese' eine integrierende Bewertung und übergreifende Synthese der bisherigen national und international erlangten Erkenntnisse über die zu erwartenden Auswirkungen der Ozeanversauerung zusammentragen, mögliche Schwellenwerte identifizieren, sozioökonomische Konsequenzen evaluieren und Handlungsoptionen erarbeiten. Die Verbreitung und anschauliche Erklärung des aktuellen Wissens- und Forschungsstandes an einen breiten Empfängerkreis, der sich von der Wissenschaft, über Interessenvertreter und Entscheidungsträger bis hin zur allgemeinen Öffentlichkeit erstrecken wird, soll den öffentlichen Diskurs über gesellschaftliche Anpassungen und Handlungsoptionen zum globalen Wandel und entsprechende Transformationsprozesse weiter anregen.
Das Projekt "Sub project: Impact of climate variability on the bentho-pelagic coupling in a large river" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department für Fließgewässerökologie durchgeführt. Benthic consumers can play an important role in controlling plankton in river systems. The degree of the loss to the benthos is strongly dependent on climate related factors, i.e. temperature and rain fall (water level). Mismatches in the balance between the growth of planktonic organisms and their loss induced by the benthos might strongly influence the ecosystem function. Here we aim to provide a data to explain and predict the benthic impact on the development of different plankton groups in response to changing climate conditions using River Rhine as a model system. Under normal conditions the trophic interactions between benthic and pelagic communities in rivers are much closer than in standing waters. Different approaches including field studies as well as experiments on the bentho-pelagic coupling will be applied. The experiments will be conducted in different flow channels including river bypass systems in order to estimate the impact of benthic key species and benthic communities on the different plankton groups under changing temperature condition. The spatial and temporal dynamics of potential benthic consumers (especially among the biofilm-associated fauna) will be investigated in the field. In addition, based on a long term sampling campaign, the analysis of the dynamics of significant plankton groups will be continued with focus on the impact of climate variations on the plankton composition. If there are significant changes in the matches/mismatches of bentho-pelagic interactions this would have tremendous influences on the functioning of river systems (degradation of organic compounds, etc.). The major aim of our study will be the analysis of conditions for possible mismatches. River systems are generally expected to face the greatest environmental changes with global climatic changes compared to lake or marine systems.
Das Projekt "Long-term changes in baltic algal species and ecosystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung Meeresbotanik durchgeführt. General Information: The most interesting biogeographical aspects of the Baltic are its salinity gradient, which extends from the Atlantic with oceanic salinity down to near fresh water in the inner parts of the Baltic estuary, and its young age, being only about 7.000 years old as a brackish water basin. These characteristics have led to strong selection pressure among the organisms in the Baltic Sea, and therefore the area is especially tractable for testing evolutionary diversification and adaptation. Ecophysiological comparisons between the Atlantic and Baltic sea algae show that morphological and physiological (measured as photosynthetic performance, growth rate and salinity tolerance) variation is widespread among the species. Also genetic differentiation has been found along the salinity gradient with no apparent hybridization along the contact zones. Our aim is to find out, how common the morphological, physiological and genetic adaptation is in the Baltic Sea algae, whether these are linked together, and what is the history behind the adaptive strategies. This will be done by the study of three integrated levels of the benthic algal populations along the salinity gradient. The central objectives will be to establish a comprehensive reference culture collection from the Baltic Sea across the Skagerrak/Kattegat salinity gradient (task 1), to assess the growth, survival and dispersal performance of salinity ecotypes and phylogeny of bio geographic populations (task 2), and finally to explore the genetic diversity in Baltic Sea populations (task 3). Task 1 The baseline culture collections will be established and maintained in the Scandinavian Culture Collection for Algae and Protozoans, University of Copenhagen, and they will include all important species of red, brown and green algae. Task 2. The salinity ecotypes occurring over a range of salinity will be assessed using classical gradient tables. Task 2 and 3. DNA sequencing will be used for assessing cryptic level species and subspecies diversity. Phylogenetic history and distributional patterns will be studies in selected species of Enteromorpha, Ceramium and Fucus, which provides the link between the palaeoclimatic events and the dominant role they have in their present habitats. Information from task 2 and 3 will be used for correlation analyses between ecotypes and population differentiation. The project will be coordinated from University of Copenhagen (Denmark), and partners are University of Groningen (the Netherlands), University of Kiel (Germany), University of Oslo (Norway) and University of Helsinki (Finland). Prime Contractor: Kobenhavns Universitet, Department of Phycology, Botanical Institute; Kobenhavn; Denmark.
Das Projekt "Teilprojekt B 04: Die Rolle der Pilze bei Entwicklung und Abbau von Schilf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Mathematisch- Naturwissenschaftliche Sektion, Fachbereich Biologie durchgeführt. Eine umfassende Analyse der mit Schilf (Phragmites australis) assoziierten Pilze und Oomyceten hat gezeigt, dass nur wenige Arten regelmäßig in den Pflanzen nachweisbar sind, während die überwiegende Mehrzahl nur sporadisch auftritt. Symbiontische Mykorrhiza-Pilze kommen nur auf trockeneren Standorten vor, während endophytische Ascomyceten mit ähnlichen Aufgaben auf überschwemmten Schilf-Standorten überwiegen. Ein neu beschriebener, weitverbreiteter Oomycet aus der Gattung Pythium, P. phragmitis, ist hochaggressiv gegenüber Schilf, und kann offenbar hauptsächlich unter dem Einfluß von Hochwasser zu Schäden führen. Ein nah verwandtes Pathogen aus derselben Gattung, P. arrhenomanes, das möglicherweise mit landwirtschaftlichen Kulturen (Mais) eingeführt wurde, scheint mit dem Schilfpathogen zu hybridisieren. Dies hat offenbar zur Entstehung einer weiteren Art mit möglicherweise völlig neuen Wirtsspektren geführt. In diesem Zusammenhang ergeben sich einige neue Fragestellungen, die im Rahmen des Projektes beantwortet werden sollen. Zunächst soll der Frage nach der Verbreitung des neuen Schilfpathogens Pythium phragmitis und möglicher Antagonisten nachgegangen werden. Von Interesse ist hierbei insbesondere eine quantitative Analyse der Epidemiologie und saisonalen Dynamik von P. phragmitis. Molekulargenetische Untersuchungen sollen den Nachweis einer natürlichen Hybridisierung zwischen nah verwandten Pythium spp. ermöglichen. Ferner soll untersucht werden, ob durch diese Hybrid-Bildung möglicherweise ein neues, aggressives Pathogen mit völlig neuem Wirtskreis (landwirtschaftliche Nutzpflanzen) entstanden ist.
Das Projekt "Partner C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachgruppe Boden- und Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Ökologischer Pflanzenschutz durchgeführt. Das Projekt ist ein Teilprojekt des Verbundprojekts 'INSUSFAR'. Ziel es ist, zum Verständnis der Bedeutung einer erhöhten genetischen Diversität bei Weizen und Gerste für landwirtschaftliche Anbausysteme mit reduzierter Bodenbearbeitung und erhöhter Artenvielfalt (z.B. Mischanbau oder Lebendmulchsysteme) beizutragen. Hierzu werden Ergebnisse bisher erfolgter züchterischer Innovationen im Hinblick auf ihre Wirkung in unterschiedlichen Anbausystemen untersucht, um für diversifizierte Anbausysteme geeignete Sortentypen - bzw. Sortenstrukturen zu identifizieren. Neben der Ertragsleistung werden auch ökologische und ökonomische Parameter analysiert. Die möglichen Konsequenzen für Anbauverfahren, Zuchtziele- und -methoden, sowie die politischen und administrativen Maßnahmen zur Unterstützung nachhaltiger Anbausysteme werden analysiert. An der Universität Kassel werden Feldversuche über 4,5 Jahre und On-Farm Versuche in 3 Jahren durchgeführt, um die Anpassung an Anbausysteme mit unterschiedlichen Input und Diversitätsstufen zu testen. Ebenfalls werden Methoden zur Populationsverbesserung durch Einkreuzung neuen Materials erprobt und Populationen mit molekularen Markern auf Heterozygotie, Diversität, Anpassungsprozesse und Marker-Trait Assoziationen untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Feldversuche und Experteninterviews werden die neu entwickelten Methoden und Systeme einer ökonomischen Bewertung mithilfe von Simulationen unterzogen.
Das Projekt "Partner A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Pflanzenernährung durchgeführt. Das Projekt ist ein Teilprojekt des Verbundprojekts 'INSUSFAR', dessen Ziel es ist, zum Verständnis der Bedeutung einer erhöhten genetischen Diversität des angebauten Pflanzenmaterials für landwirtschaftliche Anbausysteme mit reduzierter Bodenbearbeitung und erhöhter biologischer Diversität (z.B. Mischanbau oder Lebendmulchsysteme) beizutragen. Hierzu werden an den Beispielen Weizen und Gerste Ergebnisse bisher erfolgter züchterischer Innovationen im Hinblick auf ihre Wirkung in unterschiedlichen Anbausystemen untersucht. Neben der Ertragsleistung werden auch ökologische und ökonomische Parameter analysiert. Die Ergebnisse werden hinsichtlich ihrer möglichen Konsequenzen für Anbauverfahren, Zuchtziele- und -methoden, sowie der politischen und administrativen Maßnahmen zur Unterstützung nachhaltiger Anbausysteme ausgewertet. Der Antragsteller koordiniert das ganze Verbundprojekt, Schwerpunkte sind außerdem: (1) Auswertung umfangreicher Datensätze aus Landessortenversuchen, Wertprüfungen und ähnlichen Versuchen sowie Meta-Analysen von Studien zum Zuchtfortschritt, ergänzt durch morphologische Untersuchungen an einem umfangreichen Sortiment. (3) Prüfung zahlreicher Zuchtlinien, Handelssorten und Populationen unterschiedlicher Herkunft und Adaptationsgeschichte unter unterschiedlichen Bedingungen (4) Prüfung von Methoden der rekurrenten Selektion zur züchterischen Verbesserung von Populationen, (5) Beiträge zur Entwicklung von Informationssystemen.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Holz ist ein wichtiger nachwachsender Rohstoff, der den Vorzug hat, CO2 zu speichern. Mit dem Verbundvorhaben werden die Grundlagen für eine nachhaltige Versorgung des Marktes mit hochwertigem Forstvermehrungsgut gelegt. Dieses Vermehrungsgut muss eine adäquate genetische Diversität haben, um unter den Bedingungen des Klimawandels ein produktives Wachstum in stabilen und anpassungsfähigen Beständen zu gewährleisten. Neben der Steigerung der Wuchsleistung (Erhöhung der CO2-Bindung) wird auch eine Qualitätsverbesserung verfolgt. Dies ist die Voraussetzung, dass das Holz ein- oder mehrmalig stofflich genutzt wird, bevor es der energetischen Nutzung zugeführt wird (Kaskadennutzung). Auf Grundlage einer gemeinschaftlichen, institutionen-übergreifenden Auswertung langjähriger Versuchsflächen kann dieses Ziel erreicht werden. Solche Auswertungen liefern wertvolle Hinweise zur Überarbeitung der Herkunftsempfehlungen und zur Ausweisung von Verwendungszonen. Sie bilden eine wichtige Grundlage für die Plusbaumauswahl und die sich anschließende Vermehrung zur späteren Anlage von Samenplantagen. Über ein aufzubauendes Internetportal werden die erzielten Informationen an Waldbesitzer, forstliche Unternehmer, Entscheidungsträger und Multiplikatoren weitergeben. Durch den hohen Grad der Vernetzung der Partner im Verbundvorhaben werden Synergien und die noch verbliebenen Kapazitäten im Bereich Forstpflanzenzüchtung effektiv genutzt. Im Teilprojekt werden die Baumarten Douglaise und Kiefer koordinierend bearbeitet (inkl. gemeinsame Auswertung der Versuchsdaten). Für Douglasie, Fichte, Kiefer, Lärche, Eiche und Berg-Ahorn werden Plusbäume in Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern sowie auf Versuchsflächen des Thünen-Instituts ausgesucht und vermehrt. Für Kiefer wird eine Einzelbaum-Nachkommenschaftsprüfung eingeleitet. Ein Arbeitsschwerpunkt sind begleitende genetische Untersuchungen von Erntebeständen und Samenplantagen sowie dem Saatgut bei Douglasie.