Sediment erosion and transport is critical to the ecological and commercial health of aquatic habitats from watershed to sea. There is now a consensus that microorganisms inhabiting the system mediate the erosive response of natural sediments ('ecosystem engineers') along with physicochemical properties. The biological mechanism is through secretion of a microbial organic glue (EPS: extracellular polymeric substances) that enhances binding forces between sediment grains to impact sediment stability and post-entrainment flocculation. The proposed work will elucidate the functional capability of heterotrophic bacteria, cyanobacteria and eukaryotic microalgae for mediating freshwater sediments to influence sediment erosion and transport. The potential and relevance of natural biofilms to provide this important 'ecosystem service' will be investigated for different niches in a freshwater habitat. Thereby, variations of the EPS 'quality' and 'quantity' to influence cohesion within sediments and flocs will be related to shifts in biofilm composition, sediment characteristics (e.g. organic background) and varying abiotic conditions (e.g. light, hydrodynamic regime) in the water body. Thus, the proposed interdisciplinary work will contribute to a conceptual understanding of microbial sediment engineering that represents an important ecosystem function in freshwater habitats. The research has wide implications for the water framework directive and sediment management strategies.
High-quality near-real time Quantitative Precipitation Estimation (QPE) and its prediction for the next hours (Quantitative Precipitation Nowcasting, QPN) is of high importance for many applications in meteorology, hydrology, agriculture, construction, water and sewer system management. Especially for the prediction of floods in small to meso-scale catchments and of intense precipitation over cities timely, the value of high-resolution, and high-quality QPE/QPN cannot be overrated. Polarimetric weather radars provide the undisputed core information for QPE/QPN due to their area-covering and high-resolution observations, which allow estimating precipitation intensity, hydrometeor types, and wind. Despite extensive investments in such weather radars, QPE is still based primarily on rain gauge measurements since more than 100 years and no operational flood forecasting system actually dares to employ radar observations for QPE. RealPEP will advance QPE/QPN to a stage, that it verifiably outperforms rain gauge observations when employed for flood predictions in small to medium-sized catchments. To this goal state-of-the?art radar polarimetry will be sided with attenuation estimates from commercial microwave link networks for QPE improvement, and information on convection initiation and evolution from satellites and lightning counts from surface networks will be exploited to improve QPN. With increasing forecast horizons the predictive power of observation-based nowcasting quickly deteriorates and is outperformed by Numerical Weather Prediction (NWP) based on data assimilation, which fails, however, for the first hours due to the lead time required for model integration and spin-up. Thus, RealPEP will merge observation-based QPN with NWP towards seamless prediction in order to provide optimal forecasts from the time of observation to days ahead. Despite recent advances in simulating surface and sub-surface hydrology with distributed, physicsbased models, hydrologic components for operational flood prediction are still conceptual, need calibration, and are unable to objectively digest observational information on the state of the catchments. RealPEP will prove that in combination with advanced QPE/QPN physics-based hydrological models sided with assimilation of catchment state observations will outperform traditional flood forecasting in small to meso-scale catchments.
In dem Forschungsvorhaben sollen Untersuchungen zum Einfluss von verschiedenen Maisanbausystemen und einer verbesserten Bodenfruchtbarkeit auf die Populationsdynamik von Maisstengelbohrern und deren natürlichen Feinden in der Regenwaldzone Kameruns durchgeführt werden. Im Rahmen von Feldversuchen sollen Mais-Monokulturen mit Mischkulturen aus Mais und Leguminosen und Mais und Maniok verglichen werden, die räumlich als Reihen- und Streifensaat angelegt werden. Bei den Untersuchungen zur verbesserten Bodenfruchtbarkeit sollen schwerpunktmäßig der Effekt von Leguminosen-Bodenbedeckerpflanzen sowie der von unterschiedlichen N/K-Düngergaben auf den Maisertrag, den Befall durch Maisstengelbohrer und der Einfluss von Ei- und Larvenparasitoiden auf die Maisstengelbohrer untersucht werden. Mittels destruktiver und nicht-destruktiver Datenerhebungsverfahren sollen potentielle Einflüsse dieser Faktoren auf eine mögliche Reduktion der Stengelbohrerabundanz und eine gesteigerte Effizienz ihrer natürlichen Feinde in den unterschiedlichen Anbausystemen quantifiziert werden. Darüber hinaus soll die Bedeutung von Feuchtgebieten (Talböden oder 'inland valleys') als Reservoir für Maisstengelbohrer und ihrer natürlichen Feinde in der Trockenzeit mittels Prospektionen und detaillierten Versuchen zur Migration der Schädlinge und Nützlinge in benachbarte Felder in der Regenwaldzone analysiert werden. Gesamtziel dieser Untersuchungen ist es, durch einen 'habitat management'-Ansatz eine Abundanzreduktion bei Maisstengelbohrern zu bewirken.
Die Steigerung ökologischer und sozio-ökonomischer Funktionen in tropischen Kulturlandschaften ist eine große Herausforderung. In diesem Projekt untersuchen wir oberirdische Biodiversitätsmuster und assoziierte ökologische Funktionen auf lokaler und Landschafts-Skala, wobei wir Tieflandregenwald, Kautschukplantagen und Palmölplantagen mit und ohne angrenzende Gewässer vergleichen. In Palmölplantagen untersuchen wir Insekten, Fledermäuse und Vögel sowie Herbivorie, Prädation, Parasitierung, Samenausbreitung und Bestäubung in Abhängigkeit von Management, Aufforstungen mit indigenen Baumarten sowie ISPO und RSPO Zertifizierung. Somit ist unser Projekt mit den ökologischen wie auch sozio-ökonomischen Projekten des SFB eng vernetzt.
Das Lehrmodul 'Ökologische Unternehmensführung' wird MBA-Studierenden in sehr komprimierter sowie praxisorientierter Form mit den wesentlichen Handlungs- und Entscheidungsfeldern des Umweltmanagements vertraut machen. Es ist von allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern der MBA-Studiengänge im Educatis-Programm als Pflichtfach zu bearbeiten. Die Darstellungsform ist internetbasiert und wird multimedial ausgebaut. Es wird ein Lernmodul in Deutsch und in Englisch (mit Roger Burritt, Australian National University, Canberra) angeboten. Weitere Sprachen werden folgen. Weitere Hinweise: Die Educatis AG, Menzingen (http://www.educatis.com/) bietet in Zusammenarbeit im Hochschulpartnern Management-Lehrgänge über das Internet. Ihre Kernkompetenz sieht Educatis im Erfassen, Strukturieren, Auswählen und Verteilen von Informationen sowie in der globalen Vernetzung und didaktischen Aufbereitung von Wissen. Kooperationspartner: Australian National University Canberra, ACT 0200, Australia (http://www.anu.edu.au/).
In der mitteleuropaeischen Kulturlandschaft stellen aus der Nutzung gefallene Landschaftsausschnitte ein wichtiges Flaechenpotential fuer den Naturschutz dar. Fuer die naturschutzfachliche Wertigkeit und die Effizienz geleisteter Management- und Eingriffsmassnahmen ist die Langzeitbeobachtung der Vegetationsentwicklung auf repraesentativen Kontrollflaechen (Dauerbeobachtungsflaechen) von besonderer Bedeutung. Auf der Basis vegetationskundlicher (floristisch, strukturell und oekologisch) und tieroekologischer Untersuchungen werden fuer drei Teilprojekte, die unterschiedliche Biotoptypen (Weinbergsbrachen, Abgrabungen, urbane Brachflaechen) beinhalten, Aussagen ueber die Populationsentwicklung von Pflanzen- und Tierarten, den Verlauf der Sukzession und biozoenologische Beziehungen angestrebt.
Problem: Dichte Aalpopulationen. Zielsetzung : Verduennung der Aalbestaende; Methoden: Einfuehrung und Erprobung der Elektrofischerei.
Fuer zahlreiche Fragestellungen im Zusammenhang mit der Deponierung von Abfaellen, der Altlastensanierung, der Grundwassergewinnung und der Nutzung geothermischer Energie sind Modelluntersuchungen im Kluftgestein durchzufuehren. Dabei sind einerseits geringleitende Formationen fuer die Deponierung von Interesse, die eine wirksame geologische Barriere zur Isolierung von Schadstoffen bilden, andererseits geht es um die Bewirtschaftung von Aquiferen zur Grund- und Thermalwassergewinnung. Die Simulation von Stroemungs- und Transportprozessen in klueftig-poroesen Grundwasserleitern und Grundwassergeringleitern stellt spezifische Anforderungen an die modelltechnische Umsetzung, die aus der signifikanten Inhomogenitaet des klueftigen Untergrunds erwachsen. Zur numerischen Simulation solcher Vorgaenge ist das Finite-Elemente-Programmsystem ROCKFLOW entwickelt worden. Das Programm besteht aus einer Reihe von FE-Rechnenkernen (Kernels), welche die prozessspezifischen Differentialgleichungen mittels Galerkin-FEM approximieren. Diese Rechenkerne sind miteinander verknuepfbar (Models), so dass gekoppelte Prozesse (z.B. Tracertransport durch eine Gasstroemung) simuliert werden koennen. Physikalische Prozesse: Folgende physikalische Prozesse sind modellierbar: - Grundwasserstroemung (Sicker- und Kluftstroemung) - Gasstroemung (kompressible Fluide) - Mehrphasenstroemungen (Systeme aus in- und kompressiblen Fluiden) - nicht- (Forchheimer) und liniare Fliessgesetze (Darcy) - hydrodynamische Dispersion (Scheidegger-Ansatz) - Zerfallreaktionen - nicht- (Freundlich, Langmuir) und lineare Gleichgewichtssorption (Henry) - Dichtestroemungen. Numerik: ROCKFLOW ist ein Finite-Elemente-Simulator, wobei verschieden-dimensionale isoparametrische Elemente beliebig im Raum koppelbar sind. Auf der Basis der Methode der gewichteten Residuen wird eine zur prozessbeschreibenden Differentialgleichung aequivalente sog. 'schwache' Integralformulierung abgeleitet. Es stehen verschiedene Loeser zur Verfuegung (Gauss, BiCGSTAB, QMRCGSTAB), um die resultierenden albebraischen Gleichungssysteme zu loesen. Nichtlineare Probleme werden mit Picard- oder Newton-Verfahren behandelt. Gitteradaption: Ab der dritten Version stehen Methoden fuer eine problemangepasste Gitteradaption zur Verguegung. Der Algorithmus zur Gitteradaption basiert auf einem hierarischen Konzept zur Verfeinerung und Vergroeberung gekoppelter verschieden-dimensionaler Elemente. Diskretisierungsfehler koennen entweder mit heuristischen Indikatoren oder einem analytischem Estimator lokalisiert und quantifiziert werden.
1 Zielsetzung: Ziel des Forschungsprojektes ist die Erarbeitung von verfahrenstechnischen, logistischen und arbeitswirtschaftlichen Kennzahlen für die Bewirtschaftung von Kurzumtriebsflächen. Darauf aufbauend werden die Arbeitserledigungskosten ermittelt und Verbesserungspotentiale abgeleitet. Die Analysen werden in folgende drei Teilbereiche gegliedert: Pflanzen der Stecklinge. Im Bereich des Pflanzens der Stecklinge wird die Frage beantwortet, welches Setzgerät sich für welche Einsatzbedingungen eignet und mit welchen Kosten zu rechnen ist. Dazu wird ein systematischer Vergleich von Stecklingsetzgeräten hinsichtlich Flächenleistung, Arbeitszeitbedarf und Kosten sowie deren Eignung für Pappel und Weide durchgeführt. Pflege der Flächen im ersten Jahr. Ziel in diesem Bereich ist die Beantwortung der Fragen, mit welchen Geräten die mechanische Beikrautregulierung möglich ist, welche Flächenleistungen bei welcher Breite des unbearbeiteten Bandes erreichbar sind, wie viele Überfahrten im Jahr erforderlich sind und welche Kosten anfallen. Ernte. Im Bereich der Ernte werden folgende Fragen beantwortet: - Welche Flächenleistung bzw. welcher Massenstrom kann der mit einem Spezialvorsatz ausgerüstete Feldhäcksler unter welchen Einsatzbedingungen erreichen? - Welche Eigenschaften (Schüttdichte, Wassergehalt, Sieblinie) weist das Hackgut auf? - Welche Auswirkungen haben der erzielbare Massenstrom und die Eigenschaften des Hackgutes auf die nachfolgende Logistik? - Wie hoch sind die Erntekosten unter verschiedenen Rahmenbedingungen? 2 Ergebnisse: 2.1 Setzen der Stecklinge. Den mit Abstand höchsten Arbeitszeitbedarf weist das Christbaumpflanzgerät auf. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit während des Setzens nimmt der Arbeitszeitbedarf ab. Bei den Setzgeräten mit Rutenschneidsystem wirkt sich die Tatsache, dass eine Bedienperson zwei Reihen (eine Doppelreihe) bedienen kann, positiv aus. Eine Erhöhung der Arbeitsbreite von einer auf zwei Doppelreihen bringt eine Reduktion des Arbeitszeitbedarfes von rund 30 Prozent, da für die zusätzliche Doppelreihe eine weitere Arbeitskraft benötigt wird. Die Relation zwischen Maschinenzeit und Arbeitszeitbedarf sowie zwischen Setzleistung bezogen auf Maschinenzeit und Arbeitszeitbedarf wird von der Anzahl der erforderlichen Arbeitskräfte bestimmt. Die Unterschiede im Arbeitszeitbedarf spiegeln sich auch in der Setzleistung wider. In Abhängigkeit vom Setzsystem können pro AKh zwischen 718 und 5.488 Weidenstecklingen gesetzt werden. Für das Setzen von Pappel muss im Vergleich zu Weide bezogen auf die Fläche auf Grund der geringeren Setzdichte weniger Zeit aufgewendet werden. Die Überlegenheit der Setzgeräte mit Rutenschneidsystem nimmt relativ ab, da auf Grund des Reihenabstandes von 3 m eine Bedienperson nur eine Reihe bedienen kann. Bei der Auspflanzung von Kurzumtriebsflächen muss in Österreich zurzeit ein Mindestabstand von 5 m zu Nachbarschlägen eingehalten werden. usw.
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