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Bestimmung von Naehr- und Schadelementen in den Feinwurzeln, Jahresringen und Nadeln bzw. Blaettern von Tannen, Fichten und Buchen aus Waldschadensgebieten

Das Projekt "Bestimmung von Naehr- und Schadelementen in den Feinwurzeln, Jahresringen und Nadeln bzw. Blaettern von Tannen, Fichten und Buchen aus Waldschadensgebieten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH durchgeführt. Zur Aufklaerung von primaeren Einfluessen auf die Erkrankung von Nadel- und Laubbaeumen werden am Ordinariat fuer Holzbiologie der Universitaet Hamburg und am Institut fuer Physik, Forschungszentrum GKSS Geesthacht, Elementanalysen von Bodenloesungen sowie von Feinwurzeln, Holz und Nadeln durchgefuehrt. Die Analysen erfolgen mit einer ICP-OES- und einer TRFA-Apparatur.

Wachstumsforschung in den Subtropen und Tropen

Das Projekt "Wachstumsforschung in den Subtropen und Tropen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum durchgeführt. Die in den äquatornahen Bereichen der Tropen innerhalb des ganzen Jahres relativ gleichbleibenden Lufttemperaturen veranlassten viele Wissenschaftler dazu, zu glauben, dass die Jahrringforschung in den gesamten Tropen nicht bzw. nur sehr schwer möglich ist. Sie gingen von einem kontinuierlichen Wachstum der Bäume und infolgedessen von einem Nichtvorhandensein von Jahrringen aus. In den letzten Jahren gelang es jedoch verschiedenen Wissenschaftlern die Existenz von Jahrringen und Zuwachszonen anderer Periodizität in tropischen Hölzern nachzuweisen. Somit konnten die bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts erbrachten Ergebnisse früher Pioniere auf dem Gebiet der Jahrringforschung bestätigt werden. Zuwachszonen in tropischen Hölzern entstehen dann, wenn die kambiale Aktivität aufgrund ungünstiger Wuchsbedingungen reduziert wird oder zum erliegen kommt. Als Ursache können hier die Trockenphasen in Gebieten mit Trockenzeiten sowie die submerse Phase in periodisch überschwemmten Gebieten genannt werden. Die Periodizität des Wachstums tropischer Bäume zu erkennen und zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung für die Beantwortung vieler Fragen zu Zustand und Entwicklung der tropischen Wälder. Nur mit diesem Wissen und durch die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Umwelt und Wachstum können ökologische Fragestellungen angegangen, Fragen bezüglich der nachhaltigen Bewirtschaftung tropischer Waldökosysteme geklärt und auch die gerade in jüngster Zeit an Bedeutung gewinnenden Aspekte der Bedeutung der tropischen Wälder für das globale Klimageschehen ausreichend genau beantwortet werden. Das Institut für Waldwachstum erforscht in Zusammenarbeit mit Partnern an der Universidade Federal de Santa Maria (Brasilien) das Wachstum verschiedener wertvoller heimischer Baumarten aus Rio Grande do Sul (Brasilien). Es werden Ansätze zur nachhaltigen Bewirtschaftung naturnaher Wälder hergeleitet. Das Institut für Waldwachstum hat darüber hinaus das Ziel, für tropische Bäume geeignete Analysemethoden zu schaffen, mit deren Hilfe auch große Stichproben weitestgehend automatisiert analysiert werden können. In diesem Zusammenhang besteht eine enge Kooperation in Forschung und Lehre mit Dr. Martin Worbes, Universität Göttingen.

Klimageschichte Süddeutschlands seit dem Jahr 1000

Das Projekt "Klimageschichte Süddeutschlands seit dem Jahr 1000" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Geographie durchgeführt. Die Würzburger Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Rekonstruktion und Ausarbeitung quantitativer historischer Klimazeitreihen seit dem Jahr 1000 in Bayern und Mitteleuropa. Aufgrund der Quellensituation und den räumlichen Ausprägungen des Klimas wurden in die Forschungsarbeiten auch Regionen außerhalb Bayerns einbezogen. Der Kernbereich der Forschungsarbeiten setzt sich aus den schriftlichen Quellen zusammen, die nur durch umfassende und aufwendige Archivrecherchen akquiriert werden können. Besonders Augenmerk betrifft deren Verläßlichkeit. Aus diesem Grunde wurde in den eigenen Arbeiten stets besonderer Wert auf eine umfassende und originäre Quellenrecherche und die entsprechende quellenkritische Bearbeitung gelegt, in die hermeneutische Prinzipien einfließen. Um eine Absicherung wurden auch Daten aus Naturarchiven, insbesondere Dendrodaten, in die Analysen miteinbezogen. Das angewandte Methodenspektrum ist sehr breit, hängt aber letzten Endes von der Struktur und der zeitlichen Auflösung der Daten selbst ab. Aus dem breiten Methodenspektrum wurde im vorliegenden Beitrag auf die Ableitung von Indizes zurückgegriffen, wobei zunächst ungewichtete Dezennienwerte für den Zeitraum bis 1500, dann aber gewichtete monatliche Indizes gebildet wurden. Für beide Ansätze konnten Quantifizierungen vorgenommen werden. Die Ausarbeitungen und Ergebnisse machen deutlich, welch vergleichsweise starken Veränderungen das mitteleuropäische Klimageschehen in den letzten 1000 Jahren unterworfen war. Diese Veränderlichkeit muß in alle Prognosen mit einbezogen werden, stellt sie doch den natürlichen Hintergrund für die diskutierten anthropogenen Veränderungen dar. Dies geschieht in einem noch viel zu geringen Umfang. Nach den vorgelegten Ausarbeitungen liegen die Wintertemperaturen in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts auffallend hoch. Eine vergleichbare Phase hat es in den letzten 1000 Jahren nicht gegeben. Andererseits traten in historischer Zeit klimatische und witterungsklimatische Entwicklungen auf, die wir seit Beginn der amtlichen Klimabeobachtung nicht kennen. Diese könnten in genau der gleichen Art und Weise auch heute wieder auftreten.

Die Zukunft der tropischen Waelder als Kohlenstoffsenke

Das Projekt "Die Zukunft der tropischen Waelder als Kohlenstoffsenke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Forschungszentrum Waldökosysteme durchgeführt. Objective/Problems to be solved: The Amazonian carbon sink exerts a key influence on the global carbon cycle but the sink strength is not very well known. Any changes in the Amazonian sink strength of carbon resulting from changes in climate or land -use will have a significant impact on global climate and are therefore of direct relevance to the formulation of global and European environmental and climate policies. Scientific objectives and approach: The overarching objective of the project is to examine the parameters and mechanism that determine the magnitude and the behaviour of the Amazonian forest carbon sink and to provide improved estimates of the rate carbon sequestration by forest and savannah at a number of sites across the Amazon Basin. The second aim is to advance understanding of the mechanisms of carbon fixation and how this may be constrained by climate variability, availability of nutrients, and changing rates of N deposition. The final goal is to provide estimates of the current and future behaviour of the carbon sink of the Amazon region and disseminate these results to stakeholders. The first package studies climatic controls on the carbon cycle by determining how variations in climate at seasonal and inter-annual time scales, including ENSO events, control fluxes and sequestration rates of carbon. Flux measurements will be carried out at six field sites in different forest types and savannah. The second package studies carbon uptake and release processes to quantify the fate of assimilated carbon. The future of the carbon sink may well be related to the availability of nutrients and soil moisture. The factors, which control the carbon fluxes and carbon pools, will be studied in packages 3 and 4, respectively. Complementary to these measurements long-term historical trends in the forests biomass will be studied by recensusing 41 forest plots along an 2500 km E-W transect and by tree ring analysis. The data collected will be used to develop and calibrate models and develop aggregation techniques. This will allow us to model the basin-wide carbon fluxes for different scenarios to study land use and climate change effects on the carbon sink. Expected impacts: The project will examine controls that determine the magnitude and behaviour of the Amazonian rainforest carbon sink, provide improved estimates of the current rate of carbon sequestration by forest and savannah, and predict likely future behaviour and implications of the sink for global and European carbon management policies. Prime Contractor: Agricultural Research Department, Alterra Green World Research; Wageningen.

Jaehrliche und zehnjaehrliche Klimaveraenderungen in Europa (1675-1715 und 1780-1860)

Das Projekt "Jaehrliche und zehnjaehrliche Klimaveraenderungen in Europa (1675-1715 und 1780-1860)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Geographie durchgeführt. Leading Questions: (a) What were the important circulation modes during the two analysed periods (1700-1860; 1861-1995)? (b) What are the characteristics of the circulation variability over the full 215-year period? (c) What links can be postulated between circulation patterns, temperature and precipitation? (d) Are the dominating SST and sea-ice patterns (as boundary conditions) consistent with the observed climate processes? Abstract: Specific Objectives: 1. Enhancement and analysis of existing monthly mean sea-level pressure (MSLP) maps over Europe for the Early Instrumental Period (EIP, 1780-1860), in combination with similar analyses for the period 1861-present, in order to: -assess whether or not circulation models were similar in the two periods (1780-1860, 1861-1995), - characterise circulation variability over the full 215-year period, - where possible, establish links between circulation patterns and temperature and precipitation distributions, and compare the two periods, - identify 'anomalous' months for the subject of Objective 3. 2. Objective assessment of monthly climatic charts over Europe reconstructed from documentary information during the early decades of the EIP by comparison with (a) the charts constructed under Objective 1 (from instrumental information) and (b) appropriate tree-ring data for the summer months. 3. On the basis of the anomalous periods identified under Objective 1, reconstruction of daily synoptic charts for these months in the EIP. On the basis of the validated, and selective methodology resulting from Objective 2, reconstruction of monthly MSLP distributions for the Late Maunder Minimum (LMM, 1675-1715) from documentary information. Assessment of circulation modes with reference to the total period 1780-present, and also with reference long temperature and precipitation series. 5. On the basis of the analysis under Objective 4, the identification of periods of extreme circulation modes to subject to reconstruction of 5-daily (LMM) synoptic charts.

Analyse des aktuellen Klimawandels im Vergleich zu natürlichen Schwankungen am Ende der letzten Eiszeit vor ca.14.000 Jahre mit Hilfe der Jahrringanalyse von Kauri-Holz

Das Projekt "Analyse des aktuellen Klimawandels im Vergleich zu natürlichen Schwankungen am Ende der letzten Eiszeit vor ca.14.000 Jahre mit Hilfe der Jahrringanalyse von Kauri-Holz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Die drastischen, weitgehend anthropogen verursachten Klimaänderungen der letzten 100 Jahre haben große Auswirkungen auf den Menschen und seinen Lebensraum. Wir möchten die aktuelle Entwicklung mit den raschen Klimaveränderungen beim Übergang aus der letzten Eiszeit in die jetzige Warmzeit(ca. 14.000-10.500 Jahre v.h.) vergleichen, um abschätzen zu können, inwieweit die aktuelle Klimaerwärmung die natürlichen Schwankungsbreiten bereits durchbrochen hat. Mit Hilfe der Analyse von Baumjahrringparametern (Ringbreite, stabile Isotope von C, O, H) von mehrtausendjährigen, fossilen und lebenden Kauri-Bäumen streben wir an, die Geschichte der Erderwärmung kurz nach der letzten Eiszeit mit ihren drastischen temporären Temperaturrückschlagen (z.B. Antarctic cold reversal) unter Angabe quantitativer Fehlergrenzen zu rekonstruieren. Durch statistische Kalibrierungs- und Verifizierungsverfahren mittels instrumenteller Daten des 20. Jahrhunderts sollen die Jahrringparameterserien geeicht werden. Unsere jahrgenauen Baumringisotopenreihen werden helfen vergangene Temperaturschwankungen zeitlich präziser zu fassen und Rückschlüsse über ihre Ursachen zu treffen zu können.

Rekonstruktion der Benadelung von Fichten anhand der Nadelspuren im Stamm

Das Projekt "Rekonstruktion der Benadelung von Fichten anhand der Nadelspuren im Stamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Holzbiologie und Institut für Holzbiologie und Holzschutz der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Die Aussagefaehigkeit der europaweit jaehrlich durchgefuehrten Waldzustandserfassungen anhand visueller Merkmale (Benadelungsgrad, Nadelverfaerbung) wird immer wieder in Frage gestellt, da die Dynamik der 'normalen' Benadelung von gesunden Nadelbaeumen unbekannt sei. Am Ordinariat fuer Holzbiologie der Universitaet Hamburg wird seit 1992 - in Anlehnung an ein fuer Kiefer am Finnischen Forstforschungsinstitut in Rovaniemi entwickeltes Verfahren - ueber die Moeglichkeit gearbeitet, die Benadelung von Fichten bis zu 100 Jahren zurueck zu rekonstruieren. Dieses sog. Nadelspurverfahren beruht darauf, dass jede Nadel mit dem Leitungssystem des Stammes bzw. Astes ueber eine Nadelspur verbunden ist, die mit dem jaehrlichen Dickenwachstum so lange mitwaechst bis die Nadel abfaellt. Auf der Tangentialflaeche des Holzes sind die Nadelspuren als Punkte sichtbar. Verfolgt man eine Nadelspur vom Mark nach aussen, so laesst sich anhand der Anzahl der durchdrungenen Jahrringe das Alter der Nadel bestimmen. Die Untersuchungen erfolgen an fuenf ca. 120jaehrigen Fichten aus dem Elbequellgebiet im tschechischen Riesengebirge. Dort sind in den 80er Jahren deutliche, durch Luftschadstoffe verursachte Waldschaeden aufgetreten. In den letzten ca. 120 Jahren lag das Nadelalter im Mittel bei 6,5 Jahren mit Extremwerten bei einzelnen Baeumen von 3 bzw. 10 Jahren. Nachdem das Verfahren zur Anwendungsreife gebracht worden ist, bleibt zu pruefen, inwieweit die lang- und kurzwelligen Veraenderungen der Benadelung auf endogene und exogene Faktoren (Witterung, Insekten, Schadstoffe) zurueckzufuehren sind.

IBÖ-05: WoodChain - Ganzheitlicher Ansatz für eine transparente, nachverfolgbare Holz Supply Chain

Das Projekt "IBÖ-05: WoodChain - Ganzheitlicher Ansatz für eine transparente, nachverfolgbare Holz Supply Chain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Logistik und Materialflusstechnik durchgeführt. Das Projekt WoodChain beschäftigt sich mit der lückenlosen, transparenten und jederzeit nachverfolgbaren Abbildung der Holz Supply Chain vom Ort des geschlagenen Baumes über das Sägewerk bis hin zum verarbeiteten Möbelstück. Der Weg aus dem Wald bis zum Sägewerk soll hierbei ohne jegliche Hilfsmittel (Aufkleber, Schilder, RFID, etc.) am Baumstamm selbst abgebildet werden. Hierfür soll die Einzigartigkeit des Individuums Baum mit modernster digitaler Bilderkennungssoftware sowie dem Konzept der Blockchain kombiniert werden. Das natürliche Wachstum der Bäume führt dazu, dass sich ein individuelles Wuchsmuster (Jahrringe) bildet. In der Dendrochronologie wird dieses Wuchsmuster bereits genutzt, um über die Dicke der einzelnen Jahrringe das Alter des Baumes zu bestimmen. Ergänzt um die Informationen Baumart und Stammumfang verfügt jeder Baum über einen einzigartigen 'Fingerabdruck', welcher innerhalb der Supply Chain zur eindeutigen Identifikation des Holzes genutzt werden soll. Die Speicherung von Baumstamm- und Transaktionsdaten soll mittels der Blockchain-Technologie realisiert werden, da mit ihrer Hilfe Transaktionen irreversibel und manipulationssicher gespeichert werden können. Der Mehrwert der transparenten Holz Supply Chain liegt darin, jederzeit nachvollziehen zu können, woher das Holz stammt. Der (End-)Kunde hat somit die Möglichkeit Holz oder Möbel zu erwerben, die nachweislich aus lokalen Baumbeständen gewonnen/gebaut wurden. Über die detaillierte Angabe des Abbauortes ist es auch möglich eine nachhaltige Forstwirtschaft zu dokumentieren. Des Weiteren bietet der Einsatz der Blockchain-Technologie die Möglichkeit zukünftig auch automatisierte Verträge (Smart Contracts) zu implementieren, die dazu beitragen können einen einfachen und sicheren Übergang von Ware und Geld zu gewährleisten.

Zuwachs und Klima

Das Projekt "Zuwachs und Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Der jaehrliche Zuwachs eines Baumes wird durch eine Vielzahl von sich gegenseitig ueberlagernden Faktoren bestimmt, Klima, Standort etc, deren Wirkung, einzeln oder als Gruppe, vornehmlich in Regressionsmodellen beschrieben wird. Zur Quantifizierung klimatisch bedingter Zuwachsreaktionen sind zunaechst durch Gegenueberstellung von Jahrringchronologien gefaellter Baeume und Messdaten regionaler Wetterstationen zuwachsrelevante Klimafaktoren zu bestimmen. Mit diesen Faktoren sind dann in einem zweiten Schritt Modelle zur Lokalisierung von langanhaltenden Zuwachsdepressionen, verursacht durch extreme Witterungsverhaeltnisse zu formulieren.

Am Puls der Bäume: Hochaufgelöste Messung und Analyse des Dickenwachstums und Wasserhaushalts von Buchen, Fichten, Tannen und Kiefern

Das Projekt "Am Puls der Bäume: Hochaufgelöste Messung und Analyse des Dickenwachstums und Wasserhaushalts von Buchen, Fichten, Tannen und Kiefern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum durchgeführt. Die Baumarten Rotbuche (Fagus sylvatica,) Rot-Fichte (Picea abies), Weiß-Tanne (Abies alba) und Wald-Kiefer (Pinus sylvestris) besitzen für die Wälder Europas und die europäische Forst- und Holzwirtschaft große Bedeutung. Daher ist es von großem Interesse, wie sich Umweltveränderungen und insbesondere klimatische Extremereignisse (z.B. Hitze und Trockenheit) auf deren Wachstum und Produktivität auswirken. Mit Hilfe hochpräziser Messfühler, sogenannter Punkt-Dendrometer, können Dickenänderungen von Baumstämmen registriert und aufgezeichnet werden. Diese werden sowohl durch den Prozess der Jahrringbildung als auch durch den täglichen Wechsel zwischen Quellen und Schwinden der nicht-verholzten Gewebe innerhalb des Stammes verursacht. Mit den Messungen können damit nicht nur Informationen über die jahreszeitliche Dynamik des Dickenwachstums, sondern auch über den Zustand der internen Wasserspeicher der Bäume gewonnen werden. Das Institut für Waldwachstum betreibt bereits seit 1990 Freiland-Messstationen, die mit Punkt-Dendrometern und Sensoren u.a. zur Messung von meteorologischen und bodenkundlichen Parametern ausgestattet sind. Vier Messstationen in der Umgebung von Freiburg sind entlang eines Höhengradienten von der Rheinebene zu den Schwarzwaldhochlagen angeordnet. Die Analyse dieser einzigartig langen Zeitreihen trägt dazu bei, die komplexen Interaktionen verschiedener Standortsfaktoren mit der kurz-, mittel- und langfristigen Wachstumsdynamik der untersuchten Baumarten im Freiland aufzuklären. Die Analyse der Dendrometerdaten wird durch die Untersuchung weiterer Wachstumsparameter wie Jahrringbreite, Zellparameter und hochaufgelöste Dichteprofile von Stammquerschnitten ergänzt. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Analyse der Reaktion der Baumarten auf die trocken-warmen Sommer der Jahre 2003 und 2006 gelegt. Die Ergebnisse erlauben eine bessere Abschätzung der möglichen Auswirkungen des prognostizierten Klimawandels auf den saisonalen Ablauf des Baumwachstums und geben Aufschluss über die Erholungsfähigkeit der Bäume nach Belastungssituationen.

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