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Ozon und Trockenstress - Wirkungen auf den Gaswechsel von Fichte

Das Projekt "Ozon und Trockenstress - Wirkungen auf den Gaswechsel von Fichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Allianz Umweltstiftung durchgeführt. In der Waldschadensforschung ist derzeit nichts so umstritten wie die Ursachen der neuartigen Waldschaeden. Waehrend man die klassischen Rauchgasschaeden in Osteuropa groesstenteils auf hohe Konzentrationen an Schwefeldioxid zurueckfuehren kann, gewinnen im westlichen Europa bei wirksam sinkenden SO2 -Konzentrationen andere Schadgase an Bedeutung. Hier sind in erster Linie Photooxidantien und deren Vorlaeufersubstanzen wie Stickstoffoxide und organische Verbindungen, vornehmlich Kohlenwasserstoffe zu nennen. Die hauptsaechliche Immission von Photooxidantien ruehrt von Ozon, das unter der Vielzahl anderer, wesentlich kurzlebigerer Verbindungen als relativ stabiles Endprodukt anzusehen ist. O3 dient daher als Leitsubstanz fuer Photooxidantien. In zahlreichen Arbeiten wurde die Wirkung von Ozon auf Baeume untersucht, oft mit widerspruechlichen Ergebnissen. Zwar konnten durch die Behandlung Schaeden oder zumindest Veraenderungen an den Pflanzen festgestellt werden, aber die Rolle von Ozon bei der Entstehung neuartiger Waldschaeden ist nach wie vor umstritten. Eine moegliche Ursache hierfuer ist die Tatsache, dass der Grossteil der Untersuchungen zu diesem Thema im Labor oder unter laboraehnlichen Bedingungen an sehr jungen Pflanzen, in der Regel wenige Wochen bis Jahre alten Topfpflanzen erfolgte. Der grosse Wert solcher Laboruntersuchungen ist unumstritten, sie dienen dazu, grundsaetzliche Fragen und Einzelheiten reproduzierbar zu klaeren. Die Uebertragbarkeit auf das Geschehen unter Freilandbedingungen ist jedoch nur bedingt moeglich. Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich daher um Messungen im Freiland. Ziel dieser Arbeit ist es, den von MAIER-MAERCKER und KOCH (1991 und 1992) beschriebenen Effekt erhoehten Wasserverbrauchs an Fichte im Freiland unter Reinluft und erhoehter Ozonbelastung bei guter und schlechter Wasserversorgung im Jahrgang zu untersuchen. Ferner moegliche Schaeden unter definierten Bedingungen zu erzeugen und zu quantifizieren. Der Schwerpunkt lag dabei auf der kontinuierlichen Erfassung des CO2- und H2O-Gaswechsels, da hier Vorgaenge der primaeren Stoffproduktion erfasst werden. Das heisst, dass Veraenderungen im Kohlenstoff- und Wasserhaushalt schon bemerkt werden koennen, bevor ein Schaden sichtbar wird. Ferner wurde die Arbeit begleitet durch histologische Untersuchungen, um den kausalen Zusammenhang zwischen moeglichen Schaden und dessen Ursache und Wirkung herzustellen. Auch makroskopische Veraenderungen am Blatt wurden erfasst, sowie mikroskopische Betrachtungen der Nadeloberflaeche durchgefuehrt. Ergebnisse aus Nadelelementanalysen, Regenwasseranalysen vor und nach Beregnung der Messzweige sowie pH-Messungen rundeten das Bild ab.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Klinikum rechts der Isar, Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radiologische Onkologie durchgeführt. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die Wirkung niedriger, mittlerer und hoher Dosen ionisierender Strahlung in einem Bereich zwischen 0,2 Gy und 16 Gy auf mikrovaskuläre Endothelzellen (mECs) gewonnen aus unterschiedlichen Normalgeweben zu studieren. Im Besonderen sollen die Interaktionen zwischen mikrovaskulären ECs und Immuneffektorzellen in vitro und im Mausmodell untersucht werden. Wir werden uns auf Herz, Subkutis, Leber (Sievert et al. 2014; Hildebrandt et al. 1998) und die Lunge als Hochrisiko-Organe konzentrieren. Aufklärung der funktionellen und phänotypischen Änderungen von pathogener Relevanz in mikrovaskulären Endothelzellen (mECs) isoliert aus Herz, Haut, Leber und Lunge (Sievert et al. 2014). Interaktion von mECs (nicht bestrahlt und bestrahlt) mit Subpopulationen von Leukozyten. Erfassung der histologischen und immunhistologischen Änderungen von nicht bestrahlten und mit niedrigen Dosen bestrahlten mECs. Vergleichende Proteom- und Transkriptom-Anlalyse von mECs aus nicht bestrahlten Geweben. Integrierung der Daten zu einem Modell über den biologischen Mechanismus der strahleninduzierten Pathogenese (Azimzadeh et al. 2015).

Teilvorhaben 1: TI

Das Projekt "Teilvorhaben 1: TI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Seit etwa 1990 werden europäische Erlenarten durch den pilzähnlichen Erreger Phytophthora alni massiv geschädigt. Die Schäden wirken sich auf die Stabilität in forstlichen Beständen und auf die Bestände entlang von Gewässern mit Folgen für den Hochwasserschutz aus. Da eine direkte Bekämpfung außerhalb von Baumschulen nicht möglich ist, soll im Projekt die Grundlage für die Produktion von höherwertigem (widerstandsfähigem) Saat- und Pflanzgut von A. glutinosa gelegt werden: - Es wird feldresistentes Material selektiert und vermehrt und Klonlinien mit Resistenz etabliert (TI) - Es wird eine standardisierte Prüfmethodik entwickelt für die Resistenzbewertung von Nachkommenschaften und Klonen (JKI) - Histologische Untersuchungen werden für die Aufklärung von Resistenzursachen auf der Zellebene durchgeführt und der Ablauf der Besiedelung in den Wurzeln untersucht (JKI) - Für klonales Material wird eine Methode zur genetischen Identifizierung entwickelt (TI) 1. Selektion von resistenten Einzelbäumen und Populationen aus ausgewählten Beständen mit nachgewiesenem P. alni-Vorkommen (zugelassene Saatguterntebeständen, Plantagen, Wald, Ufergehölz) für die Gewinnung von Klonen und Nachkommenschaften (TI, JKI) 2. Entwicklung eines Standardverfahrens zur Prüfung der Widerstandsfähigkeit gegenüber P. alni (Resistenztest) (JKI) 3. Prüfung von Plantagensaatgut, Saatguterntebeständen und Kreuzungsnachkommenschaften (JKI) 4. In-vitro-Vermehrung aussichtsreicher Klone aus Einzelpflanzenselektion (TI) 5. Vermehrung selektierten Pflanzenmaterials für spätere Anlage einer Klonprüfung (TI) 6. Adaption und Standardisierung histologischer Techniken für die Untersuchung von Wurzeln hinsichtlich Resistenzmechanismen und Gewebebesiedlung auf Zellebene (JKI) 7. Molekulargenetische Identifizierung von Erlenklonen (TI) 8. Infektionsversuche an selektierten Klonen und Kombination der Methoden (JKI, TI).

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München, Institut für Strahlenbiologie durchgeführt. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die Wirkung niedriger, mittlerer und hoher Dosen ionisierender Strahlung in einem Bereich zwischen 0,2 Gy und 16 Gy auf mikrovaskuläre Endothelzellen (ECs) gewonnen aus unterschiedlichen Normalgeweben zu studieren. Im Besonderen sollen die Interaktionen zwischen mikrovaskulären ECs und Immuneffektorzellen in vitro und im Mausmodell untersucht werden. Wir werden uns auf Herz, Subkutis, Leber (Hildebrandt et al. 1998) und die Lunge als Hochrisiko-Organe konzentrieren. Aufklärung der funktionellen und phänotypischen Änderungen von pathogener Relevanz in mikrovaskulären Endothelzellen (mECs) isoliert aus Herz, Haut, Leber und Lunge. Interaktion von mECs (nicht bestrahlt und bestrahlt) mit Subpopulationen von Leukozyten. Erfassung der histologischen und immunhistologischen Änderungen von nicht bestrahlten und mit niedrigen Dosen bestrahlten mECs. Vergleichende Proteom- und Transkriptom-Analyse von ECs aus nicht bestrahlten Geweben. Integrierung der Daten zu einem Modell über den biologischen Mechanismus der strahleninduzierten Pathogenese.

Teilvorhaben 2: JKI

Das Projekt "Teilvorhaben 2: JKI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Pflanzenschutz in Gartenbau und Forst durchgeführt. Seit etwa 1990 werden europäische Erlenarten durch den pilzähnlichen Erreger Phytophthora alni massiv geschädigt. Die Schäden wirken sich auf die Stabilität in forstlichen Beständen und entlang von Gewässern mit Folgen für den Hochwasserschutz aus. Da eine direkte Bekämpfung außerhalb von Baumschulen nicht möglich ist, soll im Projekt die Grundlage für die Produktion von höherwertigem (widerstandsfähigem) Saat- und Pflanzgut von A. glutinosa gelegt werden: - Es wird feldresistentes Material selektiert und vermehrt und Klonlinien mit Resistenz etabliert (TI) - Es wird eine standardisierte Prüfmethodik entwickelt für die Resistenzbewertung von Nachkommeschaften und Klonen (JKI) - Histologische Untersuchungen werden für die Aufklärung von Resistenzursachen auf der Zellebene durchgeführt und der Ablauf der Besiedelung in den Wurzeln untersucht (JKI) - Für klonales Material wird eine Methode zur genetischen Identifizierung entwickelt (TI) 1. Selektion von resistenten Einzelbäumen und Populationen aus ausgewählten Beständen mit nachgewiesenem P. alni-Vorkommen (zugelassene Saatguterntebeständen, Plantagen, Wald, Ufergehölz) für die Gewinnung von Klonen und Nachkommenschaften (TI, JKI) 2. Entwicklung eines Standardverfahrens zur Prüfung der Widerstandsfähigkeit gegenüber P. alni (Resistenztest) (JKI) 3. Prüfung von Plantagensaatgut, Saatguterntebeständen und Kreuzungsnachkommenschaften (JKI) 4. In-vitro-Vermehrung aussichtsreicher Klone aus Einzelpflanzenselektion (TI) 5. Vermehrung selektierten Pflanzenmaterials für spätere Anlage einer Klonprüfung (TI) 6. Adaption und Standardisierung histologischer Techniken für die Untersuchung von Wurzeln hinsichtlich Resistenzmechanismen und Gewebebesiedlung auf Zellebene (JKI) 7. Molekulargenetische Identifizierung von Erlenklonen (TI) 8. Infektionsversuche an selektierten Klonen und Kombination der Methoden (JKI, TI)

Vorhaben: Teilprojekt 1

Das Projekt "Vorhaben: Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Fischereiökologie, Außenstelle Cuxhaven durchgeführt. Im Rahmen des BEAST-Projektes sollen unter Beteiligung aller neun Ostseeanrainerländer biologische Effekte von Umweltschadstoffen auf Fische und Wirbellose in Seegebieten der Ostsee untersucht werden. Basierend auf den Ergebnissen der im Rahmen von BEAST vorgesehenen Freilanduntersuchungen und Experimente sollen Vorschläge für ein langfristiges integriertes Umweltüberwachungsprogramm in der Ostsee erarbeitet werden. Das Institut für Fischereiökologie (FOE) des vTI (Dr. T. Lang, Dr. U. Kammann) beteiligt sich an BEAST mit Untersuchungen zu Krankheiten/Parasiten/Histopathologie und Schadstoffmetaboliten bei Fischen sowie in der Funktion als BEAST Work Package 2 Leader (Application and Validation of Methods in Monitoring and Assessment in the Baltic Sea). Im Rahmen der FOE-Aktivitäten erfolgen die Planung und Koordinierung der Probenahme auf See an Bord FFS 'Walther Herwig III' und die Erstellung von Arbeitsanweisungen für das integrierte Monitoring. Die BEAST-Ergebnisse und Vorschläge für ein langfristiges integriertes Umweltüberwachungsprogramm in der Ostsee fließen direkt ein in die HELCOM-Aktivitäten in Bezug zur Umsetzung des Baltic Sea Action Plan sowie in die Arbeit relevanter ICES-Expertengruppen.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Gartenbauliche Produktionssysteme, Abteilung Gehölz- und Vermehrungsphysiologie durchgeführt. Im Projekt ORDIAmur soll mit einem integrierten Ansatz untersucht werden, wie die Nachbaukrankheit bei Apfel (ARD) entsteht, welche Veränderungen des Bioms in Rhizosphäre und Boden auftreten und wie die Pflanze reagiert. Aus den Erkenntnissen sollen Managementstrategien zur Erhaltung der Bodengesundheit und zur Entwicklung toleranter Apfelunterlagen abgeleitet, sozio-ökonomisch bewertet und in die Baumschul- und Obstbaupraxis eingeführt werden. Inhalte der an der Leibniz Universität Hannover durchgeführten Teilprojekte: P4 wird die Frage klären, welchen Einfluss der Bodentyp und strukturelle, physikalische und chemische Eigenschaften des Bodens auf die ARD Ausprägung und deren Überwindung haben. P8 und P9 untersuchen pilzliche und bakterielle Endophyten, Pathogene und Viren in Apfelunterlagen und deren Einfluss auf die Ausprägung von ARD mit dem Ziel positiv und negativ wirkende Endophyten zu identifizieren. Zudem sollen histologische Veränderungen an Apfelwurzeln in ARD Boden charakterisiert werden, um Indikatorreaktionen zu definieren, mit denen Managementansätze bewertet werden. P13 wird in verschiedenen ARD Böden eine Charakterisierung und Quantifizierung der Mesofauna vornehmen mit dem Ziel, die funktionelle Biodiversität im Boden zu fördern. Das Koordinationsprojekt wird den reibungslosen Ablauf des Gesamtprojekts und die Vernetzung der Partner sicherstellen, die Berichterstellung und Projekttreffen vorbereiten und einen Internetauftritt erstellen.

Gesundheit der Feinwurzeln von Stiel- und Traubeneiche in Bezug zu Bodenparametern

Das Projekt "Gesundheit der Feinwurzeln von Stiel- und Traubeneiche in Bezug zu Bodenparametern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Die Untersuchung der Feinwurzeln von Stiel- und Traubeneichen an verschiedenen Standorten in sechs Forstbezirken Baden-Württembergs sind 1998 abgeschlossen worden. Potentielle Pathogene, welche in diesem Rahmen isoliert wurden, werden jetzt zunächst in vitro an aseptisch gezogenen Eichenpflanzen auf ihre Virulenz getestet. Die Art der Parasitierung wird ggf. an histologischen Schnitten untersucht. In einem weiteren Schritt sind Infektionsversuche im Freiland bei unterschiedlicher Bodenfeuchtigkeit und -belüftung geplant.

Vorhaben: Teilprojekt 3

Das Projekt "Vorhaben: Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Angewandte Ökologie Forschungsgesellschaft mbH durchgeführt. Der ZE ist Partner im BONUS-Verbundprojekt 'BEAST'. Der vollständige Projektantrag BEAST ist diesem Antrag als ausführliche Vorhabenbeschreibung beigefügt. Hauptziel des gesamten Projektes ist die Entwicklung von integrativen Monitoring-Werkzeugen zur Erfassung und Bewertung von anthropogenem Stress auf die Gesundheit von Ökosystemen der Ostsee. Im Rahmen des Verbundprojektes ist der ZE schwerpunktmäßig für die Erfassung von Reproduktionsstörungen bei Fischen und Wirbellosen in verschiedenen und bislang diesbezüglich noch nicht beprobten Gebieten der Ostsee verantwortlich. Neben diesen Felduntersuchungen wird der ZE als Experte an Praktika zur Schulung anderer Projektpartner teilnehmen. Es ist auch eine Beteiligung an der Entwicklung von Güte-Indices bzw. Gesundheitsindikatoren zur Bewertung der Ökosystem-Gesundheit geplant. Für die Untersuchung der regionalen Verbreitung von Reproduktionsstörungen bei Fischen (vornehmlich Aalmutter) werden Tiere in verschiedenen Regionen der Ostsee gefangen. Um Störungen der Gonadenentwicklung zu erfassen soll die Beprobung im Frühjahr erfolgen. An den Hoden der Tiere wird das Vorkommen von Intersex (Zwittergonade), an den Ovarien das Auftreten von Degenerationen bei der Eientwicklung histologisch und makroskopisch erfasst. Die Wattschnecke Hydrobia ulvae wird erstmalig in verschiedenen Regionen der Ostsee beprobt, um das Auftreten von Imposex (TBT-Effekt) zu ermitteln. Die Durchführung von Praktika und Entwicklung von Biomarker-Indizes erfolgt in Kooperation mit den Projektpartnern. Die Ergebnisse dienen der Entwicklung eines integrierten biologischen Effektmonitorings für die Ostsee. Die Befunde an den Bioindikatoren Aalmutter und Wattschnecke sind von Bedeutung für HELCOM, OSPAR, BLMP. Befunde zu Störungen der Gonadenentwicklung sind für die Umweltprobenbank von Interesse. Biomarker-Indizes sollen beim Umweltmonitoring verwendet werden. Ergebnisse des Projektes werden in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht.

Teilvorhaben 5: Untersuchungen zum Einfluss auf das atopische Ekzem im Tiermodell

Das Projekt "Teilvorhaben 5: Untersuchungen zum Einfluss auf das atopische Ekzem im Tiermodell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München - Zentrum für Allergie und Umwelt München durchgeführt. Holz-VOCs, sowie andere Bestandteile von Holzemissionen können in höheren Konzentrationen potentielle Auswirkungen auf die Barrierefunktion der menschlichen Haut haben. Dabei ist anzunehmen, dass diese Stoffe insbesondere dazu beitragen, die Suszeptibilität der Haut, bezogen auf die Entstehung von ekzematösen Erkrankungen, zu erhöhen. Ziel dieses Teilvorhabens ist es, einen möglichen Einfluss von Holzemissionen auf die Beeinflussung der Hautbarriere zu ermitteln. Zur Beantwortung dieser Fragestellung werden zwei komplementäre Versuchsmodelle verwendet, die verschiedene Aspekte der atopischen Dermatitis (AD) wiedergeben. Diese Modelle ermöglichen, sowohl eine allergenunspezifische (i) als auch eine allergenspezifische (ii) Aussage zu treffen und bilden ein breites Analysespektrum unter dem Gesichtspunkt der Entzündungsreaktion ab. Folgende Expositions-Untersuchungen werden durchgeführt: es wird der Einfluss der Holz und Holzprodukte (Kiefer und OSB-Platten) auf die gestörte Hautbarriere bei einer 3-4 wöchigen Expositionsdauer analysiert. Die Haut wird funktionell, mittels Messungen des transepidermalen Wasserverlustes (TEWL), als auch histologisch und immunologisch untersucht. Sollte hierbei kein biologischer Effekt nachweisbar sein, wird die Expositionsdauer ausgeweitet (Langzeitexposition), und AD-ähnliche Entzündungsprozesse induziert. Die genaue Expositionsmenge wird mittels TENAX-VOC Messungen in allen Experimenten ermittelt. Diese bestimmt, wie hoch die Konzentration der gemessenen VOC's ist und ob diese eine AD begünstigen könnten. Daraus lässt sich dann beispielsweise der NOAEL (No Observed Adverse Effect Level)-Wert ableiten.

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