Im Rahmen des hier beantragten 12-monatigen Aufenthalt bei Prof. Dr. T. Dawson werde ich verschiedene Einsatzmöglichkeiten von stabilen Isotopen zum mechanistischen Verständnis von Prozessen in der Ökophysiologie/Baumphysiologie erlernen. Besonderer Schwerpunkt wird hierbei auf dem Studium biotischer Interaktionen und Stoffumsätze im Boden liegen. Anhand von eigenem Probenmaterial aus bereits abgeschlossenen Experimenten werde ich mir zunächst die Probenaufarbeitung, Verwendung der Massenspektrometer und Dateninterpretation von Grund auf aneignen. Während eines etwa vierwöchigen Aufenthalts bei Dr. C. Andersen werde ich in die Handhabung einer Messvorrichtung für unterirdische Untersuchungen an jungen Bäumen eingeführt. Diese 'mycocosms' werden anschließend für die in Berkeley geplanten Versuche eingesetzt. Mit Hilfe der stabilen Isotope 13C und 15N und Messungen der Bodenatmungsraten werden der Fluss an neu fixiertem C von den Blättern in den Boden, der C-Umsatz dort quantifiziert sowie die N- und C-Allokation erfaßt. Die Experimente dienen dem mechanistischem Verständnis qualitativer und quantitativer Änderungen dieser Allokations- und Umsatzprozesse durch Mykorrhizapilze und Konkurrenzinteraktionen. Die erlernten Methoden werden nach Beendigung des Auslandsstipendiums in Deutschland im Rahmen von Projekten eingesetzt, die sich mit der Konkurrenz zwischen Buche und Fichte beschäftigen.
Les organes souterrains de plantes sont attaques par de nombreux champignons. Ceux-ci provoquent des degats considerables en agronomie intensive (serres, cultures maraicheres, cereales, etc.). Certains sols, dit suppressifs, empechent le developpement des maladies. L'un d'entre eux se trouve dans la region de Morens (canton de Fribourg). Le principe suppressif est du, en grande partie, a l'interaction entre certaines populations de bacteries et des argiles laisses par la derniere glaciation. Nous etudions des bases genetiques et moleculaires de cette interaction. Nous avons isole et sequence plusieurs genes bacteriens. Nous sommes principalement interesses a la regulation des metabolites actifs. (FRA)
Nitrifikationsinhibitoren bieten die Moeglichkeit, mineralische N-Duenger und organische Duenger effektiv und umweltschonender (Nitratproblematik) einzusehen. Bisherige und laufende Untersuchungen erstrecken sich auf die Erfassung von Wirkungsparametern in Abhaengigkeit von Boden- und Umweltbedingungen, Bewirtschaftungsmassnahmen ua. Im Rahmen der Grundlagenforschung werden Probleme der N-Dynamik im Boden in Abhaengigkeit von der organischen Duengung (Guelle) sowie generell Fragen der Umsetzung organischer Duenger im Boden bearbeitet.
Die Prozesse der Wasser- und Stoffbewegung sowie des Gasaustausches in Böden werdenmaßgeblich durch das an die Bodenstruktur gebundene Porensystem gesteuert. Die Funktionalität des Porensystems beruht hierbei sowohl auf den Anteilen unterschiedlicher Porengrößen als auch auf der Geometrie des Porenraumes. Während die Porengrößenverteilung mit bodenphysikalischen Standardmethoden unter der Annahme von Kapillarität quantifizierbar ist, lassen sich die realen Porenformen in ihrer räumlichen Anordnung (u.a. Kontinuität, Bottlenecks, Konnektivität, Tortuosität) nur durch optische Verfahren erschließen. Die präferentiellen Fließwege der Makro- und Grobporen (größer als 50 mym) wurden bereits in zahlreichen Studien in 2D und 3D analysiert. Für die mittleren Porengrößen (0,2 - 50 mym) mit hoher ökologischer Wirksamkeit in ungesättigten Böden liegen jedoch kaum morphologische Informationen vor. In diesem Projekt sollen die Verfahren der Kunstharzeinbettung und der Mikrofokus- Computertomographie (myCT) für eine qualitative und quantitative räumliche Analyse des Porensystems in verbesserter hoher Auflösung (bis zu 1 mym) eingesetzt werden. Die Darstellung der mittleren Porengrößen wird mit der neuesten hochauflösenden Technik der myCT bei gleichzeitiger Differenzierung von Matrix, Wasser und Luft realisiert. Die zu analysierenden Geometrieparameter unterschiedlicher Porengrößen werden mit den Funktionen der Wasser- und Luftleitfähigkeit korreliert. Die Darstellung der Wasserverteilung in realen Poren bei unterschiedlichem Entwässerungsgrad ermöglicht zudem eine Überprüfung der Kapillartheorie, die als allgemeine Grundlage für Wasserverteilung und Wasserfluss vorausgesetzt wird.
Eine bisher zu wenig beachtete Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist der Schutz oder die Wiederherstellung und die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem. Diese sollen im hier beantragten Projekt 'Stadt-Boden-Klima' unter dem Thema der Anpassung an den Klimawandel in eine nachhaltige Stadtplanung integriert werden. In Zusammenarbeit zwischen der Ruhr-Universität Bochum und dem Stabsstelle Klimaschutz und Klimaanpassung der Stadt Neuss wird ein städtisches Bodenkonzept für stadtklimatisch relevante Flächen erstellt. Dieses Bodenkonzept mündet in eine Festsetzung von im Stadtgebiet ausgewiesenen Schutzzonen, in denen die gute Kühlleistung erhalten, und von Sanierungszonen, in denen eine Verbesserung der Kühlleistung durch Veränderung der Bodeneigenschaften erreicht werden muss. Es soll als Grundlage für planerische und politische Entscheidungen dienen. Die Ausgestaltungen der Flächen mit einem relevanten Kühlungspotential werden durch ein zu entwickelndes Bodenmanagementsystem vorgegeben. Hier fließen die Erkenntnisse aus den Testfeldern mit Umsetzung verschiedener (Boden-)Verbesserungsmaßnahmen ein. Die Integration von Bodenverbesserungsmaßnahmen im Hinblick auf die Relevanz zur Klimaanpassung in planerische Prozesse ist das Ziel des Bodenmanagementsystems. Die Ergebnisse sind übertragbar auf andere Städte und können als Vorbild für die Integration der großen Potentiale von vorhandener oder zu verbessernder Bodenkühlleistung in Klimaanpassungskonzepte der Stadtplanung dienen.
Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand auf der einen Seite und Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) auf der anderen Seite sollen die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem. Das Bodenkonzept mündet in eine Festsetzung von im Stadtgebiet ausgewiesenen Schutzzonen, in denen die gute Kühlleistung der vorhandenen Böden und Grüngestaltung erhalten werden muss, und von Sanierungszonen, in denen eine Verbesserung der Kühlleistung durch Veränderung der Bodeneigenschaften erreicht werden muss. Es soll als Grundlage für planerische und politische Entscheidungen dienen. Die Ausgestaltungen der stadtklimatisch relevanten Flächen mit einem Kühlungspotential werden durch ein zu entwickelndes Bodenmanagementsystem vorgegeben. Hier fließen die Erkenntnisse aus den Testfeldern mit Umsetzung verschiedener (Boden-) Verbesserungsmaßnahmen ein. Die Integration von Bodenverbesserungs- maßnahmen im Hinblick auf die Relevanz zur Klimaanpassung in planerische Prozesse (z. B. Bodenaufwertung als anerkannte Ausgleichsmaßnahme bei Bauprojekten) ist das Ziel des Bodenmanagementsystems. Die Erweiterung des Kataloges möglicher Ausgleichsmaßnahmen durch Maßnahmen zur Verbesserung der Kühlleistung von Böden (Bodenstrukturverbesserung durch Aufbringen von natürlichem Boden, Verbesserung der Durchwurzelung, Bewässerungsmaßnahmen,...) soll umgesetzt werden.
Unter Berücksichtigung aktueller Klimaprojektionen sind zukünftig deutliche Veränderungen der Niederschlagsmuster in Mitteleuropa zu erwarten. Bisher gibt es keine umfassenden Studien zur Auswirkung des Klimawandels auf den Wald-Unterwuchs, obwohl dieser eine wichtige Rolle bei der natürlichen Verjüngung und Sukzession von Wäldern spielt. In diesem Projekt werden in verschiedenen Waldflächen der DFG-Biodiversitätsexploratorien Dachkonstruktionen errichtet, um biogeochemische und hydropedologische Prozesse in Reaktion auf reduzierte Niederschläge sowie deren Interaktion mit dem Waldnutzungstyp, der Diversität des Wald-Unterwuchs und der Bodenbiota beobachten zu können. Es werden klimatische Einflüsse sowie Effekte der Bodenstruktur und bodenhydrologische Funktionen auf den Wasser- und Kohlenstoffhaushalt von Pflanzen-Spezies und -Lebensgemeinschaften entlang eines Landnutzungs- und Biodiversitätsgradienten untersucht. Berücksichtigt werden auch direkte Effekte von Trockenheit und Pflanzendiversität auf Struktur und Funktionen mikrobieller Lebensgemeinschaften sowie die biotische Rückkopplung auf Bodenstruktur und hydrologische Bodenfunktionen. Die drei Arbeitsgruppen untersuchen Trockenheitsreaktionen und Vegetationsänderungen auf der Ebene von Pflanzenindividuen und -gemeinschaften der Krautschicht (AG Bruelheide, Uni Halle), Trockenheitseffekte auf die Bodenstruktur (AG Weiler, Uni Freiburg) und Interaktionen zwischen Pflanzenfunktionen und Struktur mikrobieller Lebensgemeinschaften mit den bodenhydrologischen Eigenschaften und Funktionen (AG Gessler, ZALF Müncheberg).
Böden spielen neben den Weltmeeren eine bedeutende Rolle beim Ausgleich des globalen Kohlendioxid-Haushalts. Wo der Humusgehalt zunimmt, leistet der Boden als 'Senke' einen Beitrag zur Minderung des CO2-Anstiegs in der Atmosphäre und damit zur Reduzierung der globalen Erwärmung. Wo Humus abgebaut wird, trägt er als 'Quelle' zur Zunahme des klimarelevanten Gases bei. Einen wichtigen Faktor für die CO2-Bilanzen stellt die Bodennutzung dar. Die weltweite Kohlenstoffbilanz zeigt, dass die Auswirkungen der Landnutzungsänderungen fünfmal größer sind, als im Kyoto-Protokoll als Ziel definiert. Der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU) hat sich hierzu in seinem aktuellen Sondergutachten 'Klimaschutzstrategien für das 21. Jahrhundert' positioniert. Er weist darauf hin, dass es bisher an zuverlässigen statistischen Daten zur Emissions- und Senkenfunktion des Bodens mangelt. Es bestehen Unsicherheiten bei der Anwendung von Simulationsmodellen zum Kohlenstoff-Umsatz in Böden. In zahlreichen Forschungsvorhaben werden derzeit die Zusammenhänge zwischen der Bildung und dem Abbau stabiler organischer Substanz untersucht, um Vorräte an organischer Substanz in Böden gezielter steuern können. Auf Grundlage einer zusammenfassenden Literaturstudie und Analyse dieser Forschungsergebnisse sollen Aussagen zum Einfluss verschiedener Landnutzungs- und Bewirtschaftungssysteme auf den Kohlenstoffkreislauf getroffen werden. Diese Ergebnisse bilden die fachliche Basis, um in einem 2. Schritt geeigneter Maßnahmen in Form von Anpassungsstrategien und Handlungsempfehlungen zum Umgang mit den aus den prognostizierten Klimaänderungen zu erwartenden Umweltveränderungen aussprechen zu können. Eine weitere wichtige fachliche Basis des Vorhabens bilden die Ergebnisse des am 28./ 29.9. 2005 vorgesehenen UBA -Workshops: 'Klimawandel-Herausforderungen für den Bodenschutz'.
Boden ist eine limitierte, ökologisch und ökonomisch wertvolle, nicht erneuerbare Ressource. Zusammen mit Wasser und Luft stellt der Boden die zentrale Grundlage für das Leben dar. Boden erfüllt im Kreislauf der Natur eine Reihe essentieller Funktionen und leistet einen wesentlichen Beitrag an der Erbringung von vielen Ökosystemleistungen und damit an das menschliche Wohlergehen. Die Nutzungsansprüche an den Boden sind deshalb auch sehr heterogen und betreffen verschiedenste Bereiche: Der Landwirtschaft dient der Boden als Produktionsgrundlage; für eine nachhaltige Waldbewirtschaftung und die Erhaltung der Biodiversität ist ein gesunder Boden ebenfalls Voraussetzung. Der Boden als Kohlenstoffspeicher, Wasserfilter und Wasserspeicher spielt eine wichtige Rolle für Klima, Hydrologie und Naturgefahrenprävention. Das Bundesamt für Umwelt BAFU hat bis Ende 2015 den Entwurf einer Bodenstrategie Schweiz zuhanden des Generalsekretariat des Eidg. Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK erarbeitet, bei der die Vision im Zentrum steht, die Funktionen des Bodens langfristig zu erhalten, damit auch zukünftige Generationen die limitierte, nicht erneuerbare Ressource Boden für ihre Bedürfnisse nutzen können. Die Ziele und strategischen Stossrichtungen der Bodenstrategie wurden mit den betroffenen Bundesämtern abgestimmt, aber noch nicht mit den Kantonen und weiteren interessierten Kreisen bereinigt. Diese Abstimmung ist für eine nationale Strategie aber unverzichtbar und soll in der 3. Phase der Bodenstrategie an die Hand genommen werden. Projektziele: Bereinigung der in Phase 2 der Bodenstrategie (8T20/13.0093.PJ) erarbeiteten Ziele und Stossrichtungen mit den Kantonen und weiteren interessierten Kreisen. Anschliessend soll die Strategie vom Bundesrat verabschiedet werden.
Retentionsbodenfilter werden seit ca. 20 Jahren erfolgreich in der Mischwasserbehandlung eingesetzt. Allerdings ist der Kenntnisstand zu dem Rückhalt bestimmter Stoffe, wie z.B. Spurenstoffe, gering und somit ist auch keine Möglichkeit gegeben, diesen Rückhalt zu optimieren. Anhand von parallel betriebenen Versuchsstraßen im Freigelände, die unter definierten Bedingungen gefahren werden, soll der Rückhalt verschiedener Mischwasserinhaltsstoffe, insbesondere von ausgewählten Spurenstoffen, Pflanzenschutzmitteln, Keimen, Schwermetallen, Stickstoffparametern und Phosphat in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen und dem Filteraufbau bestimmt werden. Bei der Untersuchung der Rückhaltemechanismen sollen die im Filter ablaufenden Prozesse geklärt und der Verbleib der Stoffe so weit wie möglich untersucht werden. Dazu dienen insbesondere bodenwissenschaftliche Untersuchungen des Filtermaterials nach Abschluss der Probenahme und der Einsatz von Sauerstoffsonden im und auf dem Filter, die Aufschluss über die Sauerstoffsättigung im Filter geben sollen. Die Anlagen sollen die Funktionsweise von Retentionsbodenfiltern möglichst genau nachbilden. Über einen längeren Zeitraum soll unter definierten Bedingungen Mischwasser aufgegeben werden, um die verschiedenen Betriebszustände eines Bodenfilters zu simulieren. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse sollen übertragbare Vorschläge für eine fundierte Betriebsoptimierung bestehender Anlagen unterbreitet und eine Optimierung der Bemessung und Gestaltung von Neukonstruktionen erarbeitet werden. Die im Projekt vorgesehenen Arbeiten sollen in praxistaugliche Lösungsansätze einfließen. Es findet eine enge Abstimmung des Vorhabens mit den Projekt-Konsortien zu den vom MKULNV geförderten Projekten ?Betriebsoptimierung von Retentionsbodenfiltern im Misch und Trennsystem? (Vergabe-Nr. 08-058/2) und den aus den Vorhaben gewonnenen Erkenntnissen statt. Zudem sind eine Abstimmung mit der Arbeitsgruppe Retentionsbodenfilterhandbuch sowie ein Austausch mit dem RiskWa-Verbundprojekt SchussenAktivPlus vorgesehen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 53 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 53 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 53 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 46 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 44 |
| Webseite | 9 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 50 |
| Lebewesen und Lebensräume | 49 |
| Luft | 34 |
| Mensch und Umwelt | 53 |
| Wasser | 38 |
| Weitere | 53 |