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Wiederherstellung von Ökosystemen und Landschaften über verschiedene räumliche und zeitliche Skalen zur Förderung der Biodiversität und Klimaresilienz in Agrarlandschaften

Der globale Wandel beeinträchtigt die Biodiversität und Ökosystemfunktionen in Agrarlandschaften durch den Klimawandel und die Nutzungsintensivierung sowie die Degradation von Lebensräumen. Um diesen negativen Effekten entgegenzuwirken, wurden verschiedene Maßnahmen zur Wiederherstellung von Ökosystemen und Landschaften (ELR) entwickelt. Allerdings fehlt es in der Renaturierungsökologie noch an einem tieferen Verständnis für die Schlüsselindikatoren beim Übergang in wiederhergestellte, resiliente Ökosysteme und Landschaften, an gut konzipierten Experimenten, welche Faktoren für den Erfolg oder Misserfolg von ELR-Maßnahmen zeigen, als auch an komplexen Analysen vorhandener Daten. Ziel von AgriRestore ist es die Auswirkungen von temporären und permanenten ELR-Maßnahmen in Agrarlandschaften umfassend zu bewerten. In der extrem trockenen und teilweise sehr strukturarmen Agrarlandschaft Sachsen-Anhalts werden wir entlang eines Landschaftsgradienten in einem innovativen Ansatz Feld- mit Mesokosmos-Experimenten kombinieren und die Fernerkundung für eine räumliche Skalierung der Muster nutzen. Durch Meta-Analysen und Wissensgraphen werden außerdem vorhandene Studien synthetisiert sowie Nutzen, Risiken und Unsicherheiten von ELR-Maßnahmen bewertet. Durch den Vergleich von wiederhergestellten und degradierten Agrarökosystemen werden die Auswirkungen von ELR-Maßnahmen auf die ober- und unterirdische Biodiversität und die damit verbundenen Ökosystemfunktionen (einschließlich Ökosystemleistungen und -fehlleistungen) analysiert. Positive Langzeitwirkungen temporärer ELR-Maßnahmen werden durch die Kombination von Zeitreihen mit multiskaligen Fernerkundungsdaten erforscht. Durch neuartige analytische Ansätze werden die feldbasierten Ergebnisse synthetisiert und die Übertragbarkeit auf größere räumliche Skalen getestet. Mit Fokus auf Synergien wird unsere Forschung einzigartige und umfangreiche Daten zu den Effekten von ELR-Maßnahmen liefern. Darauf aufbauend werden verschiedene Szenarien entwickelt und Schlüsselindikatoren für die erfolgreiche Wiederherstellung von resilienten Agrarökosystemen und Landschaften über räumliche und zeitliche Skalen hinweg abgeleitet. Zur Verstetigung unseres RI wird an der Hochschule Anhalt in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Forschern ein Exzellenzzentrum für Landschafts- und Habitat-Wiederherstellung (ÉCLAIR) etabliert, welches zukünftig weitere degradierte Ökosysteme in den Fokus nehmen wird. Zur integrativen Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern werden wir ein Graduiertenkolleg einrichten: Young#ÉCLAIR. Durch die Kombination von Fachwissen aus den Bereichen ökologische Wiederherstellung und Biodiversitätsforschung, Fernerkundung und Datenwissenschaft innerhalb von AgriRestore sind wir in der Lage, das theoretische Verständnis für die Wiederherstellung von Ökosystem und Landschaften maßgeblich zu verbessern sowie neue Methoden und Techniken für die Renaturierungsökologie zu entwickeln.

Sentinel-5P TROPOMI – Aerosol Layer Height (ALH), Level 3 – Global

Aerosols are an indicator for episodic aerosol plumes from dust outbreaks, volcanic ash, and biomass burning. Daily observations are binned onto a regular latitude-longitude grid. The Aerosol layer height is provided in kilometres. The TROPOMI instrument onboard the Copernicus SENTINEL-5 Precursor satellite is a nadir-viewing, imaging spectrometer that provides global measurements of atmospheric properties and constituents on a daily basis. It is contributing to monitoring air quality and climate, providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the top of atmosphere solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum. The operational trace gas products generated at DLR on behave ESA are: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4), together with clouds and aerosol properties. This product is created in the scope of the project INPULS. It develops (a) innovative retrieval algorithms and processors for the generation of value-added products from the atmospheric Copernicus missions Sentinel-5 Precursor, Sentinel-4, and Sentinel-5, (b) cloud-based (re)processing systems, (c) improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users, and (d) data visualization services.

Ermittlung der Baumvitalität entlang von Schienenwegen mit Fernerkundung und dendroökologischen Analysen und deren Multiplikatoreffekt für Risiken durch andere Naturkatastrophen, Teilvorhaben: Deutscher Wetterdienst (DWD)

DIGSTER - Map and Go (Digital Satellite Based Terrain Model) - User Requirements

The project DIGSTER - Map and Go (Digital Based Terrain Mapping) aims at the technical aspects of digital terrrain mapping. For many questions in administration, planning and expertise terrrain mappings are indispensable. The whole process starting with the data acquisition in the field and ending with map products will be digitally performed by the system. Therefore, a platform appropriate for the use in the field (PDA) is combined with technologies from the disciplines of satellite navigation, remote sensing, communication, and mobile geoinformation systems. For DIGSTER a lot of practical applications already exist in connection with policies and directives on the national and also European level.

In situ high spectral resolution inherent and apparent optical property data from diverse aquatic environments

Light emerging from natural water bodies and measured by remote sensing radiometers contains information about the local type and concentrations of phytoplankton, non-algal particles and colored dissolved organic matter in the underlying waters. An increase in spectral resolution in forthcoming satellite and airborne remote sensing missions is expected to lead to new or improved capabilities to characterize aquatic ecosystems. Such upcoming missions include NASA's Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) Mission; the NASA Surface Biology and Geology observable mission; and NASA Airborne Visible / Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) - Next Generation airborne missions. In anticipation of these missions, we present an organized dataset of geographically diverse, quality-controlled, high spectral resolution inherent and apparent optical property (IOP/AOP) aquatic data. The data are intended to be of use to increase our understanding of aquatic optical properties, to develop aquatic remote sensing data product algorithms, and to perform calibration and validation activities for forthcoming aquatic-focused imaging spectrometry missions. The dataset is comprised of contributions from several investigators and investigating teams collected over a range of geographic areas and water types, including inland waters, estuaries and oceans. Specific in situ measurements include coefficients describing particulate absorption, particulate attenuation, non-algal particulate absorption, colored dissolved organic matter absorption, phytoplankton absorption, total absorption, total attenuation, particulate backscattering, and total backscattering, as well as remote sensing reflectance, and irradiance reflectance.

Der Wald aus Vogelperspektive – fernerkundungsbasierte Waldstrukturdaten erklären Vorkommen und Diversität von Vogelarten

Wälder stellen aufgrund ihrer vielfältigen Strukturmerkmale einen wichtigen Lebensraum für eine Vielzahl von Vogelarten dar. In dieser Studie wurde die Bedeutung von Waldstrukturen für die heimische Avifauna durch die Verknüpfung fernerkundungsbasierter Daten zu Waldstrukturparametern mit Vogelmonitoringdaten untersucht. Beobachtungsdaten des Monitorings häufiger Brutvögel (MhB) und flächendeckende Datensätze des Projekts „Monitoring von Biodiversität mit Tools der Fernerkundung“ (MoBiTools) wurden verwendet, um mögliche Treiber für die Vogeldiversität und das Vorkommen von zehn ausgewählten bundesweiten Trigger- und Waldindikatorarten in den Wäldern Baden-Württembergs zu identifizieren. Neben Maßen zu Überschirmung, Baumhöhe und Randliniendichte dienten der Anteil und die Diversität von Waldtypen als erklärende Variablen. Bei den ausgewählten Trigger- und Waldindikatorarten zeigten sich starke artspezifische Unterschiede: Ein Großteil der stärker waldgebundenen Arten reagierte positiv auf die Gesamtwalddeckung, während Baumpieper (Anthus trivialis), Wendehals (Jynx torquilla) und Neuntöter (Lanius collurio) eine erhöhte Vorkommenswahrscheinlichkeit bei mittlerer Walddeckung zeigten. Gleichzeitig hatte bei diesen Arten die Randliniendichte außerhalb geschlossener Wälder einen positiven Effekt. Eine hohe Buchendeckung wirkte sich insbesondere auf das Vorkommen von Kleiber (Sitta europaea), Schwarzspecht (Dryocopus martius) und Sumpfmeise (Poecile palustris) positiv aus. Die Fichtendeckung zeigte bei keiner der untersuchten Arten einen positiven Effekt. Die Diversität der Vogelgemeinschaften wurde v. a. durch die Verfügbarkeit überproportional hoher Buchenbestände gefördert. Die analysierten Zusammenhänge zwischen den Daten zur Waldstruktur aus der Fernerkundung und hochaufgelösten Vogelbeobachtungsdaten zeigen einerseits ein großes Potenzial, aber auch die bestehenden Herausforderungen für eine großflächige Untersuchung aktueller und zukünftiger Veränderungen der Waldökosysteme.

Landmanagement Subsahara-Afrika: Gemeinsame Entwicklung von Innovationen für ein nachhaltiges Landmanagement in kleinbäuerlichen Betrieben in West-Afrika

Reallabor Universitätsforst für nachhaltiges Verjüngungsmanagement im Klimawandel, Teilprojekt 1

Reallabor Universitätsforst für nachhaltiges Verjüngungsmanagement im Klimawandel, Teilprojekt 3

Dynamismen der Degradation in der Region des Binnendeltas des Niger, Mali (Afrika)

Das Binnendelta des Niger ist eine der wichtigsten Regionen der ökoklimatischen Zone der Sahel in sowohl sozio-ökologischer als auch sozio-ökonomischer Sicht. Interaktionen von unterschiedlichen Mustern der Landnutzung, Migration unterschiedliche Volksgruppen mit unterschiedlicher Tradition und regionalklimatische Variationen des semi-ariden Umfeld überlagern sich mit der jährlichen Flut des Niger, die weite Bereiche des Deltas zumindest für einige Wochen bis Monate betrifft. Fernerkundung und GIS dienen dem Monitoring und der Analyse der Auswirkungen der vielfältigen Nutzungsansprüche auf die Landschaft sowie der Entwicklung von Szenarien nachhaltiger Strategien des regionalen Managements der Ressourcen.

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