Zur Charakterisierung des effektiven vertikalen Stofftransports durch marine Aggregate unter Berücksichtigung des mikrobiellen Stoffumsatzes in ihrem Inneren wird ein strömungsmechanisch-mikrobiologisches Verbundprojekt angestrebt. Durch die Kombination von Laborexperimenten und numerischer Simulation soll zunächst die Sedimentationsgeschwindigkeit hochporöser Aggregate als Funktion der Größe, Porosität, Zusammensetzung und der Dichteschichtung der Umgebungsflüssigkeit parametrisiert werden. Des Weiteren sollen der Stoffübergang zwischen interstitieller Flüssigkeit der Aggregate und der Umgebungsflüssigkeit sowie die mikrobiellen Umsatzraten im Inneren von Aggregaten als Funktion der Sedimentationsgeschwindigkeit bestimmt werden. Auf dieser Basis soll ein mathematisches Modell entwickelt werden, das sowohl die Sedimentationsdynamik als auch den Stofftransport zuverlässig abbildet. Ein solches Modell wird erstmals eine realistische Abschätzung der Effizienz der biologischen Kohlenstoffpumpe ermöglichen und darüber hinaus neue Ansätze zur Abbildung mariner Prozesse in globalen Klimamodellen liefern.
Bodenversalzung, also eine übermäßige Anhäufung von löslichen Salzen im Boden, hat schädliche Auswirkungen auf Pflanzen, Tiere & die menschliche Gesundheit. Sie ist eine der Hauptbedrohungen für Bodenfruchtbarkeit & -stabilität und die biologische Vielfalt des Bodens und führt zu unerwünschten Veränderungen der physikalischen, chemischen & biologischen Bodenfunktionen. Abgesehen vom Boden, hat sie erhebliche Effekte auf andere Prozesse z.B. die Haltbarkeit von Baumaterialien, die Lebensdauer von Straßenbelägen und die CO2-Sequestrierung. Die Salzwasserverdunstung wird von den Transporteigenschaften des porösen Mediums, den äußeren Bedingungen (z. B. Wind, Umgebungstemperatur & relative Luftfeuchtigkeit), den Eigenschaften der verdunstenden Lösung und der Salzkristallisation beeinflusst. Während der Wasserverdunstung wird die gelöste Substanz durch kapillarinduzierte Flüssigkeitsströmung von der feuchten Zone am Boden zur Verdunstungsoberfläche transportiert. Dabei tendiert die Diffusion dazu, den gelösten Stoff homogen über die gesamte Domäne zu verteilen. Die Konkurrenz zwischen Aufwärtsadvektion und Diffusionstransport bestimmt die Verteilung der gelösten Stoffe im gesamten Boden. Wenn die Advektion die Diffusion dominiert, wird der gelöste Stoff meist in Oberflächennähe abgelagert, was zu einem allmählichen Konzentrationsanstieg führt. Bei klarer Überschreitung der Löslichkeitsgrenze, kommt es zur Ausfällung von Kristallen an der Bodenoberfläche. Die Oberflächenkristalle bilden komplexe Strukturen, die die für die Verdunstung verfügbare Fläche erheblich vergrößern können. Wie genau das Vorhandensein des sich verdunstungsbedingt bildenden porösen kristallisierten Salzes an der Oberfläche die Verdunstungswasserverluste aus dem Boden unter verschiedenen Bedingungen beeinflusst, ist nur unzureichend verstanden. Genaue Informationen über die komplexe Kopplung zwischen Strömungs- & Transportprozessen in porösen Medien und dem sich entwickelnden kristallisierten Salz an der Oberfläche sind für eine genaue Prognose der Wasserverdunstung aus dem Boden erforderlich, da unsere Beschreibung dieses Prozesses sonst auf die Anpassung von Parametern reagieren würde. Ohne dieses Wissen kann man die Wasserverfügbarkeit und die Verdunstung von der Bodenoberfläche deutlich unter- oder überschätzen, was verschiedene hydrologische Prozesse beeinflusst. Wir planen eine umfassende multiskalige, numerische & experimentelle Untersuchung, um die Auswirkungen des verdunstungsgetriebenen kristallisierten Salzes an der Oberfläche auf die verdunstenden Wasserverluste aus porösen Medien zu quantifizieren und werden die modernsten numerischen & experimentellen Werkzeuge wie Molekulardynamiksimulationen, Porennetzwerk- & Kontinuumsskalenmodellierung, Synchrotron-Röntgenmikrotomographie und maßgeschneiderte Laborexperimente einsetzen. Dies ermöglichet uns, die Salzwasserverdunstung genau zu beschreiben und die Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosphäre zu quantifizieren.
TMAP parameter group: Contaminants in blue mussel (in CD). Gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nordsee The trilateral Monitoring and Assessment Program was established in 1994 and contains 28 chemical, biological, geological and common parameter. Analyses enable an assessment on the trilateral agreed ecological targets. Results are published as Quality status report regularly. Investigations are done with regard to the following issues of concern primarily (Kellermann, A. et al. 1994): - Effects of climate change on the morphology, - Effects of pollutant inputs (nutrients and contaminants) on processes, species and communities, - Effects of fisheries on species and communities, - Effects of recreational activities on species, - Effects of agricultural utilization on salt marsh communities.#locale-ger:TMAP Parameter Gruppe: Contaminants in blue mussel (in CD). Gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nordsee Das 1994 zum Schutz des Wattenmeeres eingeführte Trilateral Monitoring and Assessment Program (TMAP, deutsch: Trilaterales Monitoring und Bewertungsprogramm) umfasst ein Monitoring von insgesamt 28 chemischen, biologischen, geologischen und allgemeinen Parametern. Eine Auswertung der Monitoringdaten ermöglicht eine Beurteilung des Zustandes im Wattenmeer vor dem Hintergrund der trilateral vereinbarten ökologischen Entwicklungsziele. Die Ergebnisse werden etwa alle fünf Jahre im Qualitätszustandsbericht veröffentlicht. Dabei stehen Erhebungen zu folgenden Komplexen im Vordergrund (Kellermann, A. et al. 1994): - Folgen möglicher Klimaänderungen auf Hydrologie, Morphologie und Habitate des Wattenmeeres, - Auswirkungen von Nähr- und Schadstoffeinträgen auf geochemische und biologische Prozesse sowie auf Arten und Lebensgemeinschaften des Wattenmeeres, - den Auswirkungen der Muschel- und Garnelenfischerei auf Arten und Lebensgemeinschaften, - Auswirkungen von Freizeitaktivitäten auf Arten (vor allem Vögel und marine Säuger) sowie - Auswirkungen landwirtschaftlicher Nutzung auf die Lebensgemeinschaften der Salzwiesen.
Massivsulfidvorkommen bilden sich auf dem Meeresboden an aktiven schwarzen Rauchern durch die Vermischung von heißen mineralreichen Fluiden mit Meerwasser. Sie bestehen hauptsächlich aus Pyrit und Chalkopyrit und enthalten wertvolle Metalle, wie zum Beispiel Kupfer. Wenn sauerstoffreiches Meerwasser in die bereits gebildeten Massivsulfidvorkommen eindringt, werden diese Sulfidminerale einer abiotischen oxidativen Verwitterung ausgesetzt. Mikrobielle Aktivität beschleunigt diesen Prozess erheblich, indem sie die Ausfällung von Sulfiden, den Metalltransport und die Mineralauflösung katalysiert. Unter bestimmten Bedingungen können sich eisenhaltige Kieselsäurekappen bilden, die zu einer sauerstoffarmen Umgebung unterhalb dieses Deckgesteins führen. Somit werden die Massivsulfide vor oxidativer abiotischer und biotischer Verwitterung geschützt, wodurch deren Lebensdauer verlängert wird. In diesem Projekt werden wir die Auswirkungen mikrobieller Aktivität auf die Bildung von Massivsulfidvorkommen, deren Transformation sowie die Auflösung von Mineralen unter oxischen Bedingungen und Bedingungen mit geringen Sauerstoffkonzentrationen untersuchen. Molekularbiologische Techniken werden mit Inkubationsexperimenten, mikrobieller Anreicherung und physiologischen Studien kombiniert. Es soll ermittelt werden, welche Mikroben in erster Linie für die Mineralumwandlung und Metallmobilisierung verantwortlich sind, Umsatzraten sowie Mineralmodifikationen werden bestimmt, um mit Hilfe von angepassten geochemischen Modellen vorherzusagen, wie sich die mikrobielle Aktivität auf die Lebensdauer von Massivsulfidvorkommen unter verschiedenen Sauerstoffbedingungen auswirkt.
Cherry leaf roll virus (CLRV) is a plant pathogen of economic and ecologic importance. It is globally distributed in a wide range of forest, fruit, and ornamental trees and shrubs. In several areas of cherry and walnut production CLRV causes severe losses in yield and quality. With current reference to the rapid dissemination and strong symptom expression in Finnish birches and the Germany-wide distribution of CLRV in birches and elderberry, we continuously investigate and gradually reveal CLRV transmission pathways as by pollen, seeds or water. However, modes and interactions responsible for the wide intergeneric host transmission as well as for the exceptional CLRV epidemic in Fennoscandia still remain unknown. In this project systematic studies shall investigate biological vectors as a causal agent to finally derive control mechanisms and strategies to avoid new epidemics in different hosts and geographic regions. Detailed monitoring of the invertebrate fauna of birch stands/forests and elderberry plantations in Germany and Finland shall reveal potential vectors to subsequently study them in detail by approved virus detection methods and transmission experiments. Molecular analyses of the CLRV coat protein shall prove its role as a viral determinant for a virus/vector interaction. Consequently, this project essentially will contribute important answers on the CLRV epidemiology, and this will be a key element within the first network of research on plant viral pathogens in forest trees.
Die Flusssysteme Amazonas und Rio Pará tragen das größte Volumen an Süßwasser in den Ozean ein und bilden eine wichtige Schnittstelle für den Eintrag von Spurenmetallen und gelösten organischen Stoffen (DOM) vom Land in den Ozean. Neben der Bedeutung des Amazonas für den globalen Spurenmetallhaushalt des Ozeans hat sein Mikronährstoff-Eintrag auch einen großen Einfluss auf die biologische Produktivität der Küsten- und Schelfregion und darüber hinaus. Das Hauptziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, die Rolle der chemischen Speziation und der physiko-chemischen Größenfraktionierung von Spurenmetallen im Mischungskontinuum dieser Flüsse zum Atlantik zu verstehen. Wir werden die Wechselwirkungen von Spurenmetallen mit DOM und Kolloiden in der Wassersäule und den Oberflächensedimenten der Amazonas- und Pará-Mündung und der damit verbundenen Mischungsfahne sowie des Mangrovengürtels mit Grundwassereintrag südöstlich des Rio Pará untersuchen. Basierend auf Proben, die während der Forschungsfahrt M147 in der Hochwasserperiode 2018 genommen wurden, und vorläufigen Daten, die in unserem Labor erzeugt wurden, werden wir Veränderungen der Spurenmetallverteilungen und -speziationen in der Amazonas-Region entlang der Salzgradienten untersuchen. Um zu beurteilen, was die chemische und physikalische Speziation und den Transport von Spurenmetallen im Ästuar und in der Abflussfahne kontrolliert, werden wir uns auf drei verschiedene Prozesse konzentrieren: • Größenfraktionierung, Sorption und Entfernung von Spurenmetallen: Sorption von Spurenmetallen an Flusspartikeln und Ausfällung durch Koagulation von Kolloiden und Größenfraktionierung; wie verändert sich die Assoziation von Spurenmetallen mit verschiedenen löslichen, kolloidalen und partikulären Fraktionen entlang des Salzgehaltsgradienten?• Lösungskomplexierung: Bildung von löslichen metall-organischen Komplexen; wie verstärkt dieser Prozess den Metalltransport durch Konkurrenz mit Sorption an Kolloiden und Ausfällung? • Akkumulation von Spurenmetallen in Sedimenten: wie wirken die Sedimente als Senke und Quelle von Spurenmetallen, und können Oberflächensediment und Porenwasser zu den Spurenmetallflüssen in der Region beitragen? Zusätzlich zu den voltammetrischen und ICP-MS-Analysen der M147-Proben werden wir eine systematische Untersuchung des Mischungsverhaltens verschiedener Elementgruppen (konservativ, partikel-reaktiv und organisch-komplexiert) durchführen, indem wir Labor-Mischungsexperimente mit Meer- und Flusswasser-Endgliedern durchführen, die während der anstehenden Fahrt M174 im Amazonasgebiet genommen werden. Damit erwarten wir, ein ganzheitliches Bild der komplexen Prozesse der Spurenmetall-Biogeochemie und der Elementflüsse in diesem größten Mündungssystem der Welt zu erhalten. Dieses Wissen wird auch wichtig sein, um mögliche Auswirkungen in diesem Gebiet aufgrund der anhaltenden anthropogenen Einflüsse in dieser Region und der sich ändernden klimatischen Bedingungen vorherzusehen.
TMAP parameter group: Contaminants in bird eggs (in CD). Measurement of chemical contamination in bird eggs. Parameters include heavy metals as well as multiple organic substances, e.g. PCB's. The trilateral Monitoring and Assessment Program was established in 1994 and contains 28 chemical, biological, geological and common parameter. Analyses enable an assessment on the trilateral agreed ecological targets. Results are published as Quality status report regularly. Investigations are done with regard to the following issues of concern primarily (Kellermann, A. et al. 1994): - Effects of climate change on the morphology, - Effects of pollutant inputs (nutrients and contaminants) on processes, species and communities, - Effects of fisheries on species and communities, - Effects of recreational activities on species, - Effects of agricultural utilization on salt marsh communities.#locale-ger:TMAP Parameter Gruppe: Contaminants in bird eggs (in CD). Measurement of chemical contamination in bird eggs. Parameters include heavy metals as well as multiple organic substances, e.g. PCB's. Das 1994 zum Schutz des Wattenmeeres eingeführte Trilateral Monitoring and Assessment Program (TMAP, deutsch: Trilaterales Monitoring und Bewertungsprogramm) umfasst ein Monitoring von insgesamt 28 chemischen, biologischen, geologischen und allgemeinen Parametern. Eine Auswertung der Monitoringdaten ermöglicht eine Beurteilung des Zustandes im Wattenmeer vor dem Hintergrund der trilateral vereinbarten ökologischen Entwicklungsziele. Die Ergebnisse werden etwa alle fünf Jahre im Qualitätszustandsbericht veröffentlicht. Dabei stehen Erhebungen zu folgenden Komplexen im Vordergrund (Kellermann, A. et al. 1994): - Folgen möglicher Klimaänderungen auf Hydrologie, Morphologie und Habitate des Wattenmeeres, - Auswirkungen von Nähr- und Schadstoffeinträgen auf geochemische und biologische Prozesse sowie auf Arten und Lebensgemeinschaften des Wattenmeeres, - den Auswirkungen der Muschel- und Garnelenfischerei auf Arten und Lebensgemeinschaften, - Auswirkungen von Freizeitaktivitäten auf Arten (vor allem Vögel und marine Säuger) sowie - Auswirkungen landwirtschaftlicher Nutzung auf die Lebensgemeinschaften der Salzwiesen.
TMAP parameter group: Contaminants in blue mussel (in CD). Gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nordsee The trilateral Monitoring and Assessment Program was established in 1994 and contains 28 chemical, biological, geological and common parameter. Analyses enable an assessment on the trilateral agreed ecological targets. Results are published as Quality status report regularly. Investigations are done with regard to the following issues of concern primarily (Kellermann, A. et al. 1994): - Effects of climate change on the morphology, - Effects of pollutant inputs (nutrients and contaminants) on processes, species and communities, - Effects of fisheries on species and communities, - Effects of recreational activities on species, - Effects of agricultural utilization on salt marsh communities.#locale-ger:TMAP Parameter Gruppe: Contaminants in blue mussel (in CD). Gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nordsee Das 1994 zum Schutz des Wattenmeeres eingeführte Trilateral Monitoring and Assessment Program (TMAP, deutsch: Trilaterales Monitoring und Bewertungsprogramm) umfasst ein Monitoring von insgesamt 28 chemischen, biologischen, geologischen und allgemeinen Parametern. Eine Auswertung der Monitoringdaten ermöglicht eine Beurteilung des Zustandes im Wattenmeer vor dem Hintergrund der trilateral vereinbarten ökologischen Entwicklungsziele. Die Ergebnisse werden etwa alle fünf Jahre im Qualitätszustandsbericht veröffentlicht. Dabei stehen Erhebungen zu folgenden Komplexen im Vordergrund (Kellermann, A. et al. 1994): - Folgen möglicher Klimaänderungen auf Hydrologie, Morphologie und Habitate des Wattenmeeres, - Auswirkungen von Nähr- und Schadstoffeinträgen auf geochemische und biologische Prozesse sowie auf Arten und Lebensgemeinschaften des Wattenmeeres, - den Auswirkungen der Muschel- und Garnelenfischerei auf Arten und Lebensgemeinschaften, - Auswirkungen von Freizeitaktivitäten auf Arten (vor allem Vögel und marine Säuger) sowie - Auswirkungen landwirtschaftlicher Nutzung auf die Lebensgemeinschaften der Salzwiesen.
In aquatischen Ökosystemen ist der Nährstoffkreislauf eine entscheidende Ökosystemfunktion. Sowohl Stickstoff (N) als auch Phosphor (P) sind essentielle Nährstoffe für aquatische Lebensformen, doch im Übermaß verursachen Stickstoff und Phosphor Eutrophierung. Eutrophierung ist eine globale Beeinträchtigung des Ökosystems, bei der ein Überschuss an Nährstoffen die Struktur und Funktion von Süßwasserökosystemen verändert. Die wichtigsten Auswirkungen der Eutrophierung sind eine übermäßige Zunahme der Algenbiomasse und -produktivität, eine Beeinträchtigung der physikalisch-chemischen Wasserqualität (d. h. Zunahme von Farbe, Geruch und Trübung), anoxische Gewässer, Fischsterben und Einschränkungen der Wassernutzung für Erholungszwecke. Die Eutrophierung ist seit den späten 1980er Jahren in ganz Europa als erhebliches Umweltproblem erkannt worden und stellt auch heute noch eine Herausforderung dar. Um ein gesundes Ökosystem zu erhalten, sollte der Phosphorgehalt im Wasser kontrolliert werden. Phosphor wird nicht vollständig aus dem aquatischen Ökosystem entfernt, sondern von einem Kompartiment (d. h. Wasser) in ein anderes (d. h. Flussbettsubstrate und/oder Biota) immobilisiert. Bei dieser P-Immobilisierung spielen mikrobielle Biofilme eine Schlüsselrolle, indem sie gelösten Phosphor aus dem Wasser einschließen. Dieser Einschluss kann in zwei verschiedenen Pools erfolgen (d. h. intrazellulär oder extrazellulär). Das Wissen über die biologischen Mechanismen des Biofilm-P-Einschlusses in aquatischen Ökosystemen ist jedoch nach wie vor begrenzt. Außerdem kann die Fähigkeit von Biofilmen, P einzuschließen, von ihren Stoffwechselprofilen abhängen. Genauer gesagt bestimmt der C-bezogene Stoffwechsel die Fähigkeit von Biofilmen, organische Verbindungen zu mineralisieren und für ihr Wachstum zu nutzen, und der P-bezogene Stoffwechsel ist mit ihrer Fähigkeit verbunden, verschiedene P-Quellen aufzunehmen. Aus diesem Grund erwarte ich, dass die Fähigkeit aquatischer Ökosysteme, P aus aquatischen Ökosystemen aufzunehmen, von der Struktur und Aktivität der Biofilme abhängt. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, zu verstehen, wie Energiequellen in Flussökosystemen die Wege der P-Einlagerung innerhalb von Biofilmen beeinflussen. Insbesondere soll (i) geklärt werden, wie die Kombination von autotrophen und heterotrophen Energiequellen (d. h., (ii) die Auswirkung autotropher und heterotropher Energiequellen auf den C- und P-Stoffwechsel in Biofilmen und ihre Verbindung zu den P-Einlagerungspools zu testen und (iii) die Muster der intrazellulären P- und extrazellulären P-Einlagerungswege in Biofilmen und die Stoffwechselprofile mit den Längsgradienten des Lichts und der Qualität des gelösten Sauerstoffs in Flussökosystemen zu verknüpfen.
Nutrient and water supply for organisms in soil is strongly affected by the physical and physico-chemical properties of the microenvironment, i.e. pore space topology (pore size, tortuosity, connectivity) and pore surface properties (surface charge, surface energy). Spatial decoupling of biological processes through the physical (spatial) separation of SOM, microorganisms and extracellular enzyme activity is apparently one of the most important factors leading to the protection and stabilization of soil organic matter (SOM) in subsoils. However, it is largely unknown, if physical constraints can explain the very low turnover rates of organic carbon in subsoils. Hence, the objective of P4 is to combine the information from the physical structure of the soil (local bulk density, macropore structure, aggregation, texture gradients) with surface properties of particles or aggregate surfaces to obtain a comprehensive set of physical important parameters. It is the goal to determine how relevant these physical factors in the subsoil are to enforce the hydraulic heterogeneity of the subsoil flow system during wetting and drying. Our hypothesis is that increasing water repellency enforces the moisture pattern heterogeneity caused already by geometrical factors. Pore space heterogeneity will be assessed by the bulk density patterns via x-ray radiography. Local pattern of soil moisture is evaluated by the difference of X-ray signals of dry and wet soil (project partner H.J. Vogel, UFZ Halle). With the innovative combination of three methods (high resolution X-ray radiography, small scale contact angle mapping, both applied to a flow cell shaped sample with undisturbed soil) it will be determined if the impact of water repellency leads to an increase in the hydraulic flow field heterogeneity of the unsaturated sample, i.e. during infiltration events and the following redistribution phase. An interdisciplinary cooperation within the research program is the important link which is realized by using the same flow cell samples to match the spatial patterns of physical, chemical, and biological factors in undisturbed subsoil. This cooperation with respect to spatial pattern analysis will include the analysis of enzyme activities within and outside of flow paths and the spatial distribution of key soil properties (texture, organic carbon, iron oxide content) evaluated by IR mapping. To study dissolved organic matter (DOM) sorption in soils of varying mineral composition and the selective association of DOM with mineral surfaces in context with recognized flow field pattern, we will conduct a central DOM leaching experiment and the coating of iron oxides which are placed inside the flow cell during percolation with marked DOM solution. Overall objective is to elucidate if spatial separation of degrading organisms and enzymes from the substrates may be interconnected with defined physical features of the soil matrix thus explaining subsoil SOM stability and -dynami
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 357 |
| Europa | 7 |
| Global | 1 |
| Land | 1336 |
| Weitere | 12 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 194 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 335 |
| Gesetzestext | 1 |
| Repositorium | 4 |
| Text | 29 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 1327 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 30 |
| Offen | 1665 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1543 |
| Englisch | 285 |
| andere | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 12 |
| Keine | 1534 |
| Webseite | 152 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1591 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1668 |
| Luft | 1531 |
| Mensch und Umwelt | 1697 |
| Wasser | 1562 |
| Weitere | 1681 |