Das Projekt "Diversity, ecology and age of endolithic cyanobacterial and algal communities from the Ross Desert, McMurdo Dry Valleys Antarctica" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Biologie, Abteilung Pflanzenökologie und Systematik durchgeführt. The presence of endolithic growth of pro- and eukaryotic algae in light penetrated rock parts is a common phenomenon of arid/semi-arid landscapes world wide. While endolithic communities from Antarctic sandstones are well described, our knowledge of these communities inside granite and calcite is sparse. During the field campaign 2002/2003, we found that endolithic cyanobacterial growth is much more common than previously thought in the Dry Valleys of Antarctica. 41 and 50 mg chlorophyll a/m2 were determined in calcite and granite, respectively. Bonani et al. (1988) determined an age in Beacon sandstone in the order of magnitude of 103 years. However, we determined an age of ca70 years for the granite communities. Although age measurements can only be a guess, concluded from our results, productivity must be by far higher than expected. Water is the limiting factor and we hypothesize, that in addition to snow melt, condensation by temperature reversal of substratum and air is a frequent water supply. Reports about endolithic communities in the rocks of Arctic Greenland are, to our knowledge, limited to the fossil record. A first rock sample from Greenland revealed a luxuriantly growing cryptoendolithic community dominated by green algae. We will characterize them in detail in this project. Bioalkalization due to photosynthetic activity of cyanobacteria plays a major role in the weathering of silicate rocks in the tropics and shall be another major topic here.
Das Projekt "Einsatz von Biokohle und Rhizobacteria und ihr Potential zur Verbesserung der Bodeneigenschaften für den Leguminosenanbau unter Trockenstress (AvH Egamberdieva)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie durchgeführt. Biochar, a black carbon sequestering material, and an active plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) community have both been shown to enhance soil productivity and plant growth, although they have not been tested under drought affected field conditions. This research project will investigate how the addition of biochars, derived from maize silage and PGPR can improve the soil biological, chemical, physical properties, plant growth and nutrient uptake on drought affected soils where water scarcity and low soil organic matter status are major factors limiting crop production. In greenhouse and field experiments we will test the hypothesis that PGPR along with biochar application is an effective strategy to reduce soil degradation by drought and to increase soil fertility by enhancing soil organic matter status, soil microbial activity and nutrient availability, apart from having other beneficial effects such as C sequestration. In addition it is expected that biochar may protect bacteria under drought stress in soils, increasing their survival in soil, where competition with native microorganisms for nutrients is very high. Moreover, potential of biochar as inoculums carrier can promote its production from biological wastes, preventing these materials from emitting large amounts of carbon dioxide into the atmosphere by being burned or composted. The project will give an opportunity to expand current research on biochar and bacterial fertilizer amendments for alfalfa of degraded and low-fertility soils in Europe to a wider range of soil types and climate conditions, from which we can expect new insights into the way biochars interact with soils and soil biota in general. Improving soil quality by biochar and PGPR can make a great impact on the sustainability of the profitable use of the affected soils, in particular under conditions of climate change.
Das Projekt "Limitations of marine methane oxidation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften, Fachgebiet Allgemeine Geologie mit dem Schwerpunkt Meeresgeologie durchgeführt. Despite the high production of the greenhouse gas methane in ocean and ocean sediments, only 2% of the gas finally reaches the atmosphere. Specialized bacteria in the ocean use methane as their source of carbon and energy and, hence, are thought to maintain nanomolar methane concentrations in the bulk of the ocean. The proposed project aims to investigate different chemical, biological, and physical factors that enhance or limit microbial methane oxidation as an important sink of methane in the ocean. For example, often low methane oxidation rates have been found in surface waters, which may be caused by copper and/or iron limitation or light inhibition of methane oxidizing bacteria. In addition, methane as substrate for the bacteria may be limited due to increased sea surface air gas exchange by increased wind speed. In contrast, high methane oxidation rates have been measured in bottom water of coastal basins with limited water exchange. These high oxidation rates often correlate with lower oxygen concentrations and/or increased suspended material content in the surrounding water. Field studies in different climatic zones (polar: Spitsbergen and Antarctica, subtropical: Santa Barbara Basin, tropical: Gulf of Mexico) in combination with laboratory experiments are planned to study factors enhancing and limiting microbial methane oxidation in the ocean. Mainly the process of methane oxidation will be investigated by using radioactive tracers and stable carbon isotopes. Thereby maximum uptake rates of in situ methane oxidizing bacterial communities will be measured at different conditions. Finally, the results of the field and laboratory studies will be combined to develop a box model that can be used to estimate and possibly predict aerobic methane oxidation, one of the important methane sinks in the ocean.
Das Projekt "Partielle Mykoheterotrophie bei Orchideen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Labor für Isotopen-Biogeochemie durchgeführt. In the mycorrhizal symbiosis, plants exchange carbohydrates from photosynthesis for mineral nutrients acquired by fungi from the soil. This mutualistic arrangement has been subverted by a few hundreds of mycorrhizal plant species that lack the ability to photosynthesize. The most numerous examples of this mycoheterotrophic nutrition are found among the orchid family. Although chlorophyll free orchid species are known since long to be mycoheterotrophic, green orchids have been thought until recently to be fully autotrophic. Recent data of C and N stable isotope abundances together with molecular ecological identification of fungi in orchid roots, however, provide evidence that at least some of the green orchids (i) gain C and N partially at the cost of fungi and (ii) switch the fungal partner towards mycorrhizas with ectomycorrhizal fungi of forest trees. This project aims to deepen our knowledge (i) on the distribution of this partially mycoheterotrophic nutrition among terrestrial orchids by including a broader spectrum of orchid habitats and taxonomic groups and (ii) on the environmental conditions (light climate, nitrogen availability as limiting factors) under which this hitherto unknown plant nutritional mode occurs.
Das Projekt "Populationsmodell des Auerhuhns in den Schweizer Alpen: Grundlagen für den Artenschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. Das Auerhuhn ist eine stark gefährdete Brutvogelart der Schweiz. Veränderungen in der Zusammensetzung und Nutzung des Waldes haben dazu geführt, dass sich die Bestände dieses Raufusshuhns in den letzten drei Jahrzehnten halbiert haben. Deshalb sollen die Lebensraumansprüche des attraktiven Waldvogels vermehrt in der Planung und Umsetzung von Waldreservaten und der Bewirtschaftung von Wäldern der höheren Lagen berücksichtigt werden. Auf der kleinen räumlichen Ebene sind die Habitatsansprüche der Art durch Untersuchungen in West- und Mitteleuropa (Storch 1993, 2002, Schroth 1994) und Skandinavien relativ gut bekannt. Dagegen werden die Populationsprozesse auf der Ebene der Landschaft erst in Ansätzen verstanden (Sjöberg 1996, Kurki 2000). Entsprechend konnte man die Bestandsrückgänge in den meisten Gebieten Europas noch nicht stoppen, da einerseits genauere Kenntnisse über das Zusammenspiel und die relative Bedeutung der einzelnen Faktoren fehlen (Habitatqualität, Störungen, Prädatoren, Witterung-Klima, Huftierkonkurrenz), und andererseits noch nicht versucht wurde, die Bestandsentwicklung im grossen landschaftlichen Massstab als Metapopulationsdynamik zu verstehen. Es ist das primäre Ziel dieses Projekts, ein räumlich explizites Metapopulationsmodell des Auerhuhns für einen grossen Landschaftsausschnitt der Schweizer Alpen zu erarbeiten. Dabei sollen die erwähnten Einflussfaktoren möglichst umfassend berücksichtigt werden. Die Arbeit soll modellhaft zeigen, dass für das Verständnis von Populationsvorgängen von raumbeanspruchenden Wildtierarten eine Analyse und Bewertung von lokal bis überregional wirksamen Einflussfaktoren notwendig sind. Die Ergebnisse sollen zudem als konzeptionelle Grundlage für den Nationalen Aktionsplan Auerhuhn und für regionale Artenförderungsprojekte dienen. Folgende Fragen und Themen sind für das Projekt von zentraler Bedeutung: Wie gross ist das landschaftsökologische Lebensraumpotenzial für das Auerhuhn in den Alpen, wie ist es räumlich verteilt? Wie verteilen sich die lokalen Auerhuhnpopulationen in diesen Potenzialgebieten? Wie gross sind die Bestände? Welche Faktoren beeinflussen den Status von Lokal- und Regionalpopulationen? Welche Populationen haben abgenommen oder sind verschwunden, welche sind stabil (Source-Sink-Mechanismen)? Zwischen welchen räumlich getrennten Populationen besteht ein Austausch? Welche Landschaftselemente wirken als Barrieren? Entwickeln einer nicht-invasiven Methode für die genetische Differenzierung von Populationen, sowie für Bestandsschätzungen und Monitoring.
Das Projekt "Physiologische Reaktionen von Bäumen auf den Klimawandel - Wallis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. Pflanzen im Allgemeinen und Bäume im Speziellen reagieren sehr sensibel auf klimatische Veränderungen. Der Kohlenstoff- und Wasserhaushalt wird unter Feldbedingungen gemessen und gibt so Aufschluss über physiologische Regelmechanismen (z.B. zwischen Wasserhaushalt und dem Öffnungsgrad der Stomata) oder das Baumwachstum. Mit Hilfe von systemischen Modellen interpretieren wir die ökophysiologischen Messungen und folgern daraus, wie weit sich einzelne Baumarten an veränderte klimatische Bedingungen anpassen können und ab wann artspezifische physiologische Grenzen erreicht werden. Im Wallis wachsen Waldföhren und Flaumeichen zumindest zeitweise am Rande ihrer physiologischen Möglichkeiten. Erste Resultate zeigen, warum die Flaumeiche (Quercus pubescens) unter den herrschenden klimatischen Bedingungen physiologische Vorteile gegenüber der Waldföhre (Pinus sylvestris) hat.
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| Förderprogramm | 6 |
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