Das Projekt "Kapazitaeten fuer oxidative und reduktive Entgiftung von SO2 und NO2 fuer die Neutralisation von Saeure in Blaettern und Nadeln von Waldbaeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik I durchgeführt. In dem Vorhaben soll geklaert werden, inwieweit der Schaedigungsgrad von Waldbaeumen und deren Faehigkeit zur Saeurekompensation und reduktiven Entgiftung von SO2 zusammenhaengen und wie sich die Schwaechung der Baeume durch Mineralmangel auf Detoxifizierungskapazitaeten auswirkt. -Saeurekompensation. Durch die Aufnahme von Fluoreszenzfarbstoffen mit dem Transpirationsstrom kann der pH-Wert in vivo gemessen werden. Die bei krautigen Pflanzen bewaehrte Methode soll das pH-Verhalten von Blaettern und Nadeln geschaedigter und ungeschaedigter Waldbaeume aufzeigen. Es ist geplant, Buchen, Eichen, Fichten und Tannen in die Untersuchungen einzubeziehen. Proben sollen am Wank, im Hoeglwald und im Fichtelgebirge genommen werden. -C/N/S-Analyse. Die Bestimmung von C:N:Sred gibt Auskunft ueber die reduktive Entgiftungskapazitaet der Pflanze. Durchgefuehrt werden ausgedehnte Analysen von Blatt- bzw Nadelmaterial und von Rinden-, Stamm- und Wurzelproben. Eine gleichzeitige Bestimmung von Sulfat-Schwefel soll Auskunft ueber das Verhaeltnis oxidativer zu reduktiver Entgiftung geben.
Das Projekt "Quantifizierung der Auswirkungen von saurem Regen auf Waldbestaende" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Bodenkunde und Standortlehre, Lehreinheit Vegetationskunde durchgeführt. The Research Work is Based on the Assumption that Enhanced Proton Inputs from the Atmosphere are Causing Essential Changes in Forest Ecosystems, being Responsible to a High Degree for the Extensive Forest Decline of Recent Years. The Research Work is Subdivided into Two Projects of Investigations: A. The Field Experiments 'Hoeglwald'. In Two Pure Spruce Stands of Different Ages, Experiments with Artificial Rain and with Compensative Limings are Installed. In Old Spruce Stands (76Years Old) a Soil Irrigation of 200 mm per Year with PH 2.7 and PH 5 is Performed, in the Young Stand (12 Years Old) an Above-Canopy Irrigation with the Same Features is Applied. The Liming Comprises 4000 KG per HA 1 CA-MG-Carbonate. B. Site Investigations without Experimental Treatments. Investigations with the Same Aim as Mentioned above but without the Extensive Experimental Treatments as under Point A. Should be Performed in About 50 Stands of Different Species, Sites and Immission Charges.
Das Projekt "Stellt die oberirdische Biomasse eine Senke für Calcium und Magnesium nach Kalkung dar? (ST197)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Studienfakultät für Forstwissenschaft & Ressourcenmanagement, Fachgebiet für Waldernährung und Wasserhaushalt durchgeführt. 20 Jahre nach experimenteller Kalkung am Versuchsstandort Höglwald soll anhand der Untersuchung der Nährelementgehalte der wichtigsten Baumkompartimente geklärt werden.
Das Projekt "Monitoring des Stoffhaushaltes am Versuchsstandort Höglwald (B60)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Department für Ökologie, Lehrstuhl für Bodenkunde durchgeführt. Sicherstellen der Basismessungen am Versuchsstandort Höglwald und Monitoring auf drei Versuchsflächen (Erfassung von Eintrag, Streufall, Humuslysimeter, Sickerwasser, Blattspiegelwerte, Boden- und Zuwachsuntersuchungen). Der Standort Höglwald ist mit seiner Nähe zu landwirtschaftlichen Flächen immer noch sehr hohen Stickstoffeinträgen ausgesetzt. Die Schwefelimmissinen haben dagegen im Vergleich zu 1984 beträchtlich abgenommen. Die Pufferwirkung (Aluminiumpufferbereich) gegenüber Entbasung aufgrund versauernd wirkender Stickstoffeinträge ist gering. Trotz der enorm hohen Produktivität ist der Untersuchungsstandort nicht nährstoffreich bzgl. der Ausstattung mit Basenkationen. Das hohe Wachstum ist vielmehr bedingt durch eine sehr gute ('frische') Wasserversorgung. Die Nährstoffarmut zeigt sich v. a. in sehr geringen austauschbaren Kaliumvorräten. Für die Forstpraxis bedeutet dies, dass bei Holzerntemaßnahmen möglichst wenig Biomasse entzogen werden sollte. Auch aktuelle Waldschutzmaßnahmen, wie die Verwertung des gesamten Kronenmaterials als Hackgut, sind kritisch zu hinterfragen. Unter Fichte sind die Stickstoffeinträge mit dem Bestandesniederschlag höher als unter Buche. Unter Buche herrschen daher auch sehr geringe Nitratausträge. Die Gefahr des Basenverlustes und einer weiteren bodeninternen Versauerung sind unter Buche geringer. Zudem werden mit der Buchenstreu größere Mengen an Basenkationen eingetragen. Nach der Kalkung blieb die pH-Steigerung auf die Humusauflage beschränkt. Heute ist bereits wieder der Ausgangs-pH-Wert erreicht. Auch die Basensättigung im Humus konnte nicht dauerhaft gesteigert werden. Im Mineralboden hat sich die Basensättigung erst Jahre später erhöht. Dabei ist das ausgebrachte Kalzium im Mineralboden noch fast vollständig vorhanden, vom Magnesium noch etwa ein Drittel. Obwohl die Kalklösung bereits seit 1990 abgeschlossen war, ist mit der Kalkung bis heute ein beträchtlicher Verlust an Kohlenstoff und Stickstoff verbunden. Evtl. wurde auch das ohnehin gering bevorratete Element Kalium von den Austauschern verdrängt. Trotz Kalkung unterliegt der Standort einer hohen bodeninternen Versauerung.
Das Projekt "Untersuchungen zum N-Haushalt in einem N-uebersaettigten Waldoekosystem (Hoeglwald). Teilprojekt: Charakterisierung des N-Haushaltes der Fichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des BMFT Verbundprojektes 'Stickstoffuebersaettigung im Wald'. Ziel des Vorhabens ist es, in Freilanduntersuchungen die N-Aufnahme der Wurzeln, den N-Austausch zwischen, sowie die N-Reduktion in Wurzeln und Blaettern als zentrale Prozesse des N-Haushalts der Fichte im Hoeglwald zu charakterisieren und den Einfluss der Kalkung auf diese Prozesse zu bestimmen. Damit soll ein Beitrag zur Erfassung 1) der Verteilung des eingetragenen Stickstoffs zwischen Mikroorganismen, Vegetation und Hydrosphaere, 2) der Transformatwirkung des Waldes fuer die eingetragenen N-Verbindungen, 3) die Mechanismen zur Verhinderung von N-Ueberernaehrung der Baeume und deren Effizienz, sowie 4) des Einflusses der Kalkung auf den N-Haushalt eines N-uebersaettigten Waldes geleistet werden.
Das Projekt "Wurzelwachstum und pH-Werte in der Rhizosphaere von Fichten in Abhaengigkeit von saurer Beregnung und Kalkung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Gemeinschaftsprojektes 'Hoeglwald'. Im Mittelpunkt stehen zunaechst mit Hilfe nichtdestruktiver Methoden ('Wurzelfenster', pH-Mikroelektroden) Untersuchungen ueber Jahresgang des Wurzelwachstums, Anteil Lebend/Totwurzeln und der Rhizosphaeren-pH-Werte in Abhaengigkeit von Behandlungen (Beregnung, Kalkung), Bodentiefe und Zusammensetzung der Bodensaugloesung. Ergaenzend sind Untersuchungen am Standort zur Weiterentwicklung von Methoden zur Erfassung kleinraeumiger Muster bodenchemischer Parameter im Wurzelwachstum sowie der Naehrstoff- und Wasseraufnahme und der Komplexierung von Al (Wurzelexsudate) in verschiedenen Wurzelzonen vorgesehen. Auf diese Weise charakterisierte Wurzeln (Alter usw) werden anderen Arbeitsgruppen fuer weitere Untersuchungen zur Verfuegung gestellt. Die Endauswertung (Lebend/Totwurzelmasse, Wurzellaengendichte usw) erfolgt mit destruktiven Methoden.
Das Projekt "Untersuchungen zum N-Haushalt in einem N-uebersaettigten Waldoekosystem (Hoeglwald). Teilprojekt: Messungen zur N2O-/NO-/NO2-Emission" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, nach Errichtung zweier kompletter Messstationen in einem N-uebersaettigten Fichtenwald-Oekosystem, dem Hoeglwald, in ganzjaehrigen Freilandmessungen die Emission von N2O, NO und NO2 aus zwei Fichtenflaechen (unbehandelte Kontrollflaeche, gekalkte Flaeche) zu quantifizieren, Unterschiede in den N-Emissionen zu erfassen, den Austrag von N2O ueber das Sickerwasser zu quantifizieren, sowie in begleitenden Laboruntersuchungen die an den beobachteten N-Emissionen beteiligten mikrobiellen Prozesse und Populationen zu identifizieren. Darueberhinaus soll die im Rahmen dieses Projekts aus den Freiland- wie Laboruntersuchungen gewonnene breite Datenbasis dazu herangezogen werden, sowohl 1) den Beitrag von stickstoffuebersaettigten Nadelwald-Oekosystemen der gemaessigten Zone zum globalen N2O/NO-Budget besser abschaetzen als auch 2) die Auswirkungen von Kalkungsmassnahmen in Wald-Oekosystemen, die N-uebersaettigt sind auf die Hoehe der Emission/Produktion klimarelevanter N-Spurengase einschaetzen zu koennen.
Das Projekt "Einfluss atmosphärischer N-Einträge auf das Feinwurzelsystem von Fichtenwäldern in Bayern (ST157)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Bodenökologie durchgeführt. Untersuchung des Einflusses unterschiedlich hoher atmosphärischer Stickstoffeinträge auf die Feinwurzelbiomasse und die Feinwurzelmorphologie von vergleichbaren Fichtenreinbeständen. In dieser Studie wurden die Biomasse, Nekromasse, Morphologie und die Nährstoffgehalte von Feinwurzeln aus vier bayerischen Fichtenbeständen (Altötting, Flossenbürg, Goldkronach, Höglwald) untersucht. Bezüglich der Stickstoffflüsse im Sickerwasser bestand keine Beziehung zu den Feinwurzelparametern. Die signifikant geringere Feinwurzelbiomasse in Flossenbürg gegenüber Altötting wurde auf die geringere Basensättigung und das geringe Ca/Al-Verhältnis der Bodenlösung zurückgeführt. Die weitgehend einheitlichen Al-, Ca,- Mg- und K-Gehalte der Feinwurzeln lassen keinen Rückschluss auf die chemischen Bedingungen in der Bodenlösung der einzelnen Bestände zu. In Goldkronach sind signifikante Unterschiede in der Feinwurzelmorphologie auf eine Dolomit/Kalimagnesia-Düngung in 1993 zurückzuführen. Die spezifische Wurzellänge und die spezifische Wurzelspitzendichte waren jedoch nur in der Humusauflage geringer. In Goldkronach und Flossenbürg nahmen diese Parameter mit zunehmender Mineralbodentiefe zu während in Altötting und Höglwald eine gegenteilige vertikale Verteilung zu beobachten war. Die Ergebnisse zeigen, dass die spezielle Wurzellänge und spezifische Wurzelspitzendichte der Feinwurzeln mit abnehmender Basenversorgung im Unterboden zunimmt.
Das Projekt "Auswirkungen von saurer Beregnung und Kalkung auf Bestand, Boden und Sickerwasser - Hoeglwaldprojekt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Bodenkunde durchgeführt. Die Untersuchungen sind Teil des seit 1984 laufenden Hoeglwaldprojektes mit dem Ziel, oekosystemare Prozesse in einem Waldoekosystem zu quantifizieren und die Bodenversauerungshypothese zu ueberpruefen. Es sollen die Auswirkungen von saurer Beregnung und Kalkung auf bodenchemische Parameter und Stoffbilanzen, den Ernaehrungszustand, den Streufall, die Bestandesbiomasse und die in der Bestandesbiomasse akkumulierten Stoffmengen detailliert erfasst werden. Die Untersuchungen sind in hoher raumzeitlicher Aufloesung vorgesehen.
Das Projekt "Untersuchungen der Kontaktzone zwischen Pilz und Wurzel als Transport- und Filtersystem potentiell toxischer Ionen in Ectomykorrhizen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Fakultät für Biologie, Botanisches Institut durchgeführt. Der bisher sehr wenig bekannten, oekologischen Bedeutung der Hyphenmaentel der Ektomykorrhizen, die die eigentlichen Mittler zwischen Boden und Wurzel sind, in ihrer moderierenden Wirkung von pedogenen Stressfaktoren sollte nachgegangen werden. Die Passage und Deposition von potentiell toxischen Elementen, zu denen neben Aluminium auch im Uebermass angebotene Naehrelemente, wie Stickstoff und Calcium zu rechnen sind, in den Mykorrhizen von Waldbaeumen unter Einsatz moderner, analytischer Transmissionselektronenmikroskopie (Elektronen-Energieverlust-Analyse, ESI/EELS) geklaert werden. Der apoplastische Transport von Elementen im Pilz-Pilz und Pilz-Wurzel Kontaktbereich wurde mit Hilfe der Tracerelemente Lanthan und Cer an Mykorrhizen von Tuber spp. untersucht, die aus einer Baumschulanzucht in Clermont-Ferrand entnommen wurden. Die Deposition von Calcium wurde an Mykorrhizen aus einem Kalkungs- und Bodenversauerungs-Versuch (Hoeglwald) ebenfalls am TEM902 analysiert. Die Analysen wurden in Tuebingen gemeinsam mit den franzoesischen Partnern Dr. Pargney und Isabel Diaz-Carnero durchgefuehrt. Die Bindung von Aluminium aus der Bodenloesung an Polyphosphate in vakuolaeren Grana der Mykorrhizapilze wurde sowohl unter Einsatz der ESI/EELS Analytik als auch der Kernresonanzspektroskopie (27Al NMR, 31P NMR) in Zusammenarbeit mit Dr. Martin und Dr. Rubini, INRA bzw. Universitaet Nancy untersucht. Als Material wurden Myzelien der Mykorrhizapilze Laccaria amethystea und L bicolor in Alumniumloesung bebruetet. Die Grana wurden zusaetzlich auf Stickstoff untersucht. Eine Moeglichkeit der relativen Quantifizierung der Elemente aus den Daten der EELS Analysen wurde erarbeitet. Die Analysen ergaben, dass nur sehr geringe Unterschiede in der Infil trationsfaehigkeit mit Cer und Lanthan von Mykorrhizen unterschiedlicher Mantelstruktur bestehen. Alle Manteltypen nahmen rasch apoplastisch Cer bzw. Lanthan auf, wobei tote Hyphen als Kanaele benutzt wer- . den. Calcium wird in unterschiedlichen Mengen in Hyphenwaenden, interhyphaler Matrix und in wurzelbuertigen Polyphenolen akkumuliert. Es konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass Aluminium sehr rasch an Polyphosphate gebunden und damit detoxifiziert wird (Kottke & Martin 1994, Martin et al. 1994). Sowohl Aluminium als auch Stickstoff koennen in erheblichen Konzentrationen in den Polyphosphaten gespeichert werden.
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