Das Projekt "Pflanzenmikroben im nachhaltigen Weinbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie durchgeführt. Das GESAMTZIEL von PROSIT besteht darin, die pflanzenassoziierte mikrobielle Biodiversität zu charakterisieren und zu nutzen, um typische mediterrane Agrarökosysteme widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu machen. Zu diesem Zweck wird ein transdisziplinärer Ansatz angewandt, der physiologische, metagenomische, transkriptomische, metabolomische und epigenomische Methoden umfasst, um die mikrobiomgesteuerten molekularen Vorgänge zu entschlüsseln, die mit der Trockenheitsresistenz von Pflanzen in Verbindung stehen, wobei die Weinrebe, eine wichtige Kulturpflanze in allen Mittelmeerländern, als Fallbeispiel dient. Der deutsche Partner wird eine eingehende Stoffwechselanalyse des Primärmetabolismus verschiedener Kombinationen aus Genotyp, Trockenstress und Endophyten von Weinreben durchführen. Zu diesem Zweck wird die GC-MS verwendet um die Gehalte an Zuckern, organischen Stoffen und Aminosäuren zu bestimmen und jene Änderungen mit Daten anderer Partner in Beziehung zu setzen, um diese biologische Wechselwirkung besser zu charakterisieren und nach möglichen Biomarkern zu suchen, die zur Bewertung der Stresstoleranz im Feld verwendet werden könnten. Nach der Fertigstellung, wird PROSIT innovative und kostengünstige Werkzeuge sowie innovative Anbausysteme ermöglichen, um die Produktivität von Weinreben in einem trockeneren mediterranen Klima zu gewährleisten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Charakterisierung der Wirkung der mikrobiellen Endophyten auf das Metabolom verschiedener Traubengenotypen." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie durchgeführt. Das GESAMTZIEL von PROSIT besteht darin, die pflanzenassoziierte mikrobielle Biodiversität zu charakterisieren und zu nutzen, um typische mediterrane Agrarökosysteme widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu machen. Zu diesem Zweck wird ein transdisziplinärer Ansatz angewandt, der physiologische, metagenomische, transkriptomische, metabolomische und epigenomische Methoden umfasst, um die mikrobiomgesteuerten molekularen Vorgänge zu entschlüsseln, die mit der Trockenheitsresistenz von Pflanzen in Verbindung stehen, wobei die Weinrebe, eine wichtige Kulturpflanze in allen Mittelmeerländern, als Fallbeispiel dient. Der deutsche Partner wird eine eingehende Stoffwechselanalyse des Primärmetabolismus verschiedener Kombinationen aus Genotyp, Trockenstress und Endophyten von Weinreben durchführen. Zu diesem Zweck wird die GC-MS verwendet um die Gehalte an Zuckern, organischen Stoffen und Aminosäuren zu bestimmen und jene Änderungen mit Daten anderer Partner in Beziehung zu setzen, um diese biologische Wechselwirkung besser zu charakterisieren und nach möglichen Biomarkern zu suchen, die zur Bewertung der Stresstoleranz im Feld verwendet werden könnten. Nach der Fertigstellung, wird PROSIT innovative und kostengünstige Werkzeuge sowie innovative Anbausysteme ermöglichen, um die Produktivität von Weinreben in einem trockeneren mediterranen Klima zu gewährleisten.
Das Projekt "Teilprojekt: Das Paläoklima im östlichen Mittelmeerraum - Levante: Paläohydrologie und extreme Flut Ereignisse abgeleitet aus dem langen ICDP Totes Meer Kern (PALEX-II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Hydrometeorologische Extremereignisse und vor allem Hochwasser stellen eine besondere Bedrohung dar. Deshalb ist es eine vorrangige Herausforderung für die Wissenschaft die Ursachen und Wirkungsweisen von extremen Hochwässern zu untersuchen, um Häufigkeiten und Stärken einschließlich der Auswirkungen auf die regionale Umwelt besser abschätzen zu können. Eine besonders sensitive Region in Bezug sowohl auf die Umweltbedingungen als auf die politische Situation ist die Region des Toten Meeres im Nahen Osten. Es wird erwartet, dass der anhaltende globale Wandel die Umweltprobleme und speziell hydrologische Prozesse in diesem Raum weiter verstärken wird. Deshalb stellt diese Region eine besonders interessante Herausforderung für die geo- und umweltwissenschaftliche Forschung dar. Das Projekt PALEX (Paleohydrology and Extreme Floods from the Dead Sea ICDP sediment core) zielt deshalb speziell darauf ab, in einer gemeinsamen Anstrengung israelischer, palästinensischer und deutscher Wissenschaftler im Rahmen des trilateralen Forschungsprogramms der DFG extreme hydrometeorologische Ereignisse umfassend zu untersuchen. Wir haben dazu einen neuen Ansatz entwickelt, in dem wir die genaue Beobachtung rezenter Sturzfluten mit neuesten Messverfahren mit präzisen und zeitlich hochauflösenden Rekonstruktionen mehrtausendjähriger Hochwasserzeitreihen anhand des langen Sedimentkerns aus dem Toten Meer kombinieren. Dieser Sedimentkern wurde im Rahmen des ICDP-Programms aus dem tiefen Becken des Toten erbohrt und ist ein einzigartiges Geoarchiv hydrologischer und klimatischer Veränderungen der letzten 200 000 Jahre. Anhand des verbesserten Prozessverständnisses der meteorologischen Ursachen von Sturzfluten und ihren Auswirkungen auf Erosion und Sedimenttransport und -ablagerung durch unser paralleles Monitoringprogramm verbessern wir die Interpretation dieses einzigartigen Sedimentprofils. Damit wird es möglich, kurzfristige, durch Sturzfluten ausgelöste Sedimentationsereignisse als Proxies für Hochwasser in der Vergangenheit zu nutzen. Mit diesem Ansatz werden wir die Zusammenhänge im Auftreten und der Dynamik von Sturzfluten mit Klimaveränderungen untersuchen, und wollen im Besonderen die Hypothese einer Zunahme von extremen Hochwassern in einem wärmeren Klima testen. Über die rein wissenschaftlichen Ziele hinaus unternimmt PALEX besondere Anstrengungen in der Ausbildung und internationaler Kooperation im Nahen Osten, um zu einer friedlichen Zusammenarbeit zur Lösung gemeinsamer Probleme und zur Weiterentwicklung menschlicher und technischer Ressourcen beizutragen. Ein zentraler Teil des Projektkonzeptes ist daher die gemeinsame Ausbildung von jungen Wissenschaftlern aus Palästina, Israel und Deutschland. PALEX gibt mit einem persönlichen Mentoring-Konzept jungen Wissenschaftlern die Möglichkeit eng mit erfahren Wissenschaftlern aller Partnerinstitutionen zusammen zu arbeiten und damit ihre persönlichen Fähigkeiten weiter zu entwickeln.
Das Projekt "Turning climate-related information into added value for traditional MEDiterranean Grape, OLive and Durum wheat food systems (MED-GOLD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie,L'energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile durchgeführt. MED-GOLD will demonstrate the proof-of-concept for climate services in the agriculture sector by developing case studies for three hallmarks of the Mediterranean food system: grapes, olives and durum wheat. Agriculture is primarily climate-driven and hence highly vulnerable to climate variability and change. Evidence suggests that the Mediterranean region is under immediate threat of shifting climate patterns and the associated ecological, economic and social effects. Developing a capacity to turn the increasingly big climate-related data into tailored climate services that can inform decision-making in agriculture, is therefore a priority both in Europe and worldwide. The long-term goal of this project is to make European agriculture and food systems more competitive, resilient, and efficient in the face of climate change, by using climate services to minimize climate-driven risks/costs and seize opportunities for added-value. The MED-GOLD project aims to develop climate services for olive, grape, and durum wheat crop systems that are the basis for producing olive oil, wine and pasta. This set of crops and related food products is of utmost climatic, ecological, economic, and cultural relevance to the Mediterranean region. Because olive oil, wine and pasta are not only hallmarks of the Mediterranean diet but also food commodities with a global market, there is considerable potential for developing climate services with high added-value for olive, grape, and durum wheat. A key challenge is to co-design prototype pilot service applications involving both suppliers and users in the three major traditional Mediterranean crop systems so as to demonstrate the added-value of data/information-driven responses to changes in the climate system. The operational decision-making of users will be reviewed to either identify key decisions or introduce new actions that can benefit from climate-related information at different timescales from months to decades.
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Bernd Pfützner - Büro für Angewandte Hydrologie durchgeführt. Dieser Teilprojektantrag ist Teil des Verbundprojektes MedWater, das sich mit der Entwicklung von Methoden zur Optimierung der 'real-time' Bewirtschaftung knapper Grundwasserressourcen in Festgesteinsgrundwasserleitern unter Berücksichtigung kurz- und langfristiger natürlicher und sozioökonomisch-technologischer Einflussfaktoren. Das Verbundvorhaben soll im Rahmen des BMBF Forschungsprograms 'Globale Ressource Wasser' (GROW) einen Beitrag zur Umsetzung der SDGs der UN, Forschungs- und Entwicklungsarbeiten liefern. Es hat zum Ziel eine verbesserte Bewirtschaftung der global verfügbaren Wasserressourcen. Dieses Teilprojekt beschäftigt sich mit der Optimierung verschiedener Bewirtschaftungsziele der verfügbaren Wasserressourcen unter Berücksichtigung des Bedarfs von Mensch, Landwirtschaft und Ökosystem Das BAH bearbeitet das Arbeitspaket (WP) 5 federführend und leistet Beiträge zum Arbeitspaket 7. Ziele des WP sind eine (1) Mehrzieloptimierung der Bewirtschaftung knapper Grundwasserressourcen, (2) die Bestimmung von Entwicklungsszenarien und die (3) Erarbeitung einer Wissensdatenbank über Bewässerung. Für die Mehrzieloptimierung (1) werden evolutionäre Algorithmen und Übertragungsfunktionen genutzt. Die Übertragungsfunktionen fassen die Ergebnisse anderer WP zusammen. Mittels evolutionärer Algorithmen werden Pareto-Mengen für Zeitscheiben bestimmt. Hieraus lassen sich mithilfe Entscheidungshilfetechniken Lösungen unter Beachtung der unterschiedlichen Interessen der Stakeholder auswählen (2). Die Wissensdatenbank (3) wird aus einer Literaturrecherche zum Stand der Bewässerung erstellt und fließt, wie auch die Ergebnisse aus (1) und (2) in das Entscheidungshilfesystem (WP 7) integriert.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Geographisches Institut - Geoökologie, Lehrstuhl Ecological Services, Professur für Ökologische Dienstleistungen durchgeführt. Auswirkung von Wassernutzung auf Ökosystemleistungen: Vergleich der Nutzung nationaler Wasserressourcen mit virtuellem Wasserhandel. Als Beitrag zur Nachhaltigkeit entwickelt MedWater Managementwerkzeuge zur Verbesserung der Wassernutzungseffizienz unter Berücksichtigung des Erhalts vorhandener Wasserressourcen und Ökosystemleistungen. Zentrale Komponenten dieser Werkzeuge sind Prognosemodelle (hydrol.-hydrogeol. Modelle, SWAT Modelle), die das Verhalten hoch dynamischer Bedarf-Ressourcensysteme abbilden. Der Beitrag der Universität Bayreuth ist zum einen über Szenarienanalysen die Auswirkungen externer Faktoren (z.B. Landnutzung, Klimaänderung) auf Wasserressourcen und Ökosystemleistungen zu quantifizieren. Anderseits soll über ein interregional parametrisiertes SWAT der Wasserfußabdruck für den Import/Export von Lebensmitteln bestimmt werden, um die Interaktion der Wassernutzung im Untersuchungsgebiet mit den globalen Wasserressourcen und Ökosystemleistungen herzustellen. Beide Ergebnisse dieses Teilprojektes sind Grundlage für die Ableitung von Optimierungspotentialen im Gesamtprojekt.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Geographie und Geologie, Lehrstuhl für Fernerkundung durchgeführt. Als Beitrag zu den UN-Nachhaltigkeitszielen entwickelt MedWater Managementwerkzeuge zur Verbesserung der Wassernutzungseffizienz unter Berücksichtigung des Erhalts vorhandener Wasserressourcen und Ökosystemleistungen mit dem Ziel der optimierten Bewirtschaftung knapper Grundwasserressourcen in vulnerablen Festgesteinsgrundwasserleitern unter mediterranen Klimabedingungen. Zentrale Komponenten dieser Werkzeuge sind Prognosemodelle (hydrol.-hydrogeol. Modelle, SWAT Modelle), die das Verhalten hoch-dynamischer Bedarf-Ressourcensysteme abbilden. Über Szenarienanalysen werden die Auswirkungen externer Faktoren (z.B. Landnutzung, Klimaänderung) auf Wasserressourcen und Ökosystemleistungen quantifiziert. Über ein global parametrisiertes SWAT wird der Wasserfußabdruck (Import und Export) bestimmt, um die Interaktion der Wassernutzung im Untersuchungsgebiet mit den globalen Wasserressourcen und Ökosystemleistungen herzustellen. Mittels multikriterieller Optimierung werden pareto-optimale Lösungen identifiziert und Entwicklungsszenarien abgeleitet. Anhand einer Bewertungsmatrix, die Einzugsgebietstyp, Böden und Niederschlagsverteilungsmuster gruppiert, werden die Ergebnisse mittels Fernerkundungsdaten (insb. oberflächennahe Bodenfeuchteinformationen aus Radarfernerkundungsdaten) auf den globalen Maßstab übertragen. Die Ergebnisse münden in ein webbasiertes 'real-time data based' Decision-Support-System (DSS)', welches durch die Integration von near-real-time-Daten wie der Bodenfeuchte system-aktuelle Bewirtschaftungsvorschläge liefert. Der Lehrstuhl für Fernerkundung der Universität Würzburg bearbeitet das Teilprojekt 4 (TP4) zum Einsatz von Fernerkundungsmethoden zur räumlich-zeitlich differenzierten Abschätzung des Wassergehalts an der Bodenoberfläche und der Landnutzung. TP4 ist in die Arbeitspakete (AP) 2, 6 und 7 der Vorhabensbeschreibung eingebunden. Konkret sind dies die Mitarbeit am Grundwasser- und Bodenmodell (AP2.1), die Kopplung Grundwasser-Bodenmodell mit Fernerkundungsdaten (AP2.2) sowie die Entwicklung eines SWAT Modells (AP2.3). Im WP6 sind es die Verifikation der Transferstandorte (AP6.1) und die Aufstellung der Bewertungsmatrix (AP6.2). Außerdem wird an der Entwicklung des DSS mitgearbeitet (AP7.1).
Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VisDat geodatentechnologie GmbH durchgeführt. Als Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen der UN entwickelt MedWater Managementwerkzeuge zur Verbesserung der Wassernutzungseffizienz unter Berücksichtigung des Erhalts vorhandener Wasserressourcen und Ökosystemleistungen mit dem Ziel der optimierten Bewirtschaftung knapper Grundwasserressourcen in vulnerablen Festgesteinsgrundwasserleitern unter mediterranen Klimabedingungen. Zentrale Komponenten dieser Werkzeuge sind Prognosemodelle (hydrol.-hydrogeol. Modelle, SWAT Modelle), die das Verhalten hoch dynamischer Bedarf-Ressourcensysteme abbilden. Über Szenarienanalysen werden die Auswirkungen externer Faktoren (z.B. Landnutzung, Klimaänderung) auf Wasserressourcen und Ökosystemleistungen quantifiziert. Über ein global parametrisiertes SWAT wird der Wasserfußabdruck für den Import und Export von Lebensmitteln bestimmt, um die Interaktion der Wassernutzung im Untersuchungsgebiet mit den globalen Wasserressourcen und Ökosystemleistungen herzustellen. Mittels multikriterieller Optimierung werden pareto-optimale Lösungen identifiziert und Entwicklungsszenarien abgeleitet. Anhand einer Bewertungsmatrix, die Einzugsgebietstyp, Böden, Niederschlagsverteilungsmuster gruppiert, werden die Ergebnisse mittels Fernerkundungsdaten auf den globalen Maßstab übertragen. Die Ergebnisse münden in ein webbasiertes 'real-time data based' Decision-Support-System (DSS)', welches durch die Integration von Echtzeitdaten wie z.B. der Bodenfeuchte system-aktuelle Bewirtschaftungsvorschläge liefert.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Hydrogeologie durchgeführt. Als Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen der UN entwickelt MedWater Managementwerkzeuge zur Verbesserung der Wassernutzungseffizienz unter Berücksichtigung des Erhalts vorhandener Wasserressourcen und Ökosystemleistungen mit dem Ziel der optimierten Bewirtschaftung knapper Grundwasserressourcen in vulnerablen Festgesteinsgrundwasserleitern unter mediterranen Klimabedingungen. Zentrale Komponenten dieser Werkzeuge sind Prognosemodelle (hydrol.-hydrogeol. Modelle, SWAT Modelle), die das Verhalten hoch dynamischer Bedarf-Ressourcensysteme abbilden. Über Szenarienanalysen werden die Auswirkungen externer Faktoren (z.B. Landnutzung, Klimaänderung) auf Wasserressourcen und Ökosystemleistungen quantifiziert. Über ein global parametrisiertes SWAT wird der Wasserfußabdruck für den Import und Export von Lebensmitteln bestimmt, um die Interaktion der Wassernutzung im Untersuchungsgebiet mit den globalen Wasserressourcen und Ökosystemleistungen herzustellen. Mittels multikriterieller Optimierung werden pareto-optimale Lösungen identifiziert und Entwicklungsszenarien abgeleitet. Anhand einer Bewertungsmatrix, die Einzugsgebietstyp, Böden, Niederschlagsverteilungsmuster gruppiert, werden die Ergebnisse mittels Fernerkundungsdaten auf den globalen Maßstab übertragen. Die Ergebnisse münden in ein webbasiertes 'real-time data based' Decision-Support-System (DSS)', welches durch die Integration von Echtzeitdaten wie z.B. der Bodenfeuchte system-aktuelle Bewirtschaftungsvorschläge liefert.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-Universität Göttingen, Geowissenschaftliches Zentrum, Abteilung Angewandte Geologie durchgeführt. Als Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen der UN entwickelt MedWater Managementwerkzeuge zur Verbesserung der Wassernutzungseffizienz unter Berücksichtigung des Erhalts vorhandener Wasserressourcen und Ökosystemleistungen mit dem Ziel der optimierten Bewirtschaftung knapper Grundwasserressourcen in vulnerablen Festgesteinsgrundwasserleitern unter mediterranen Klimabedingungen. Zentrale Komponenten dieser Werkzeuge sind Prognosemodelle (hydrol.-hydrogeol. Modelle, SWAT Modelle), die das Verhalten hoch dynamischer Bedarf-Ressourcensysteme abbilden. Im Rahmen von Teilprojekt 2 wird ein konzeptionelles und numerisches instationäres Mehrkontinuumsmodell entwickelt, mit dem ereignisorientiert die Grundwasserhydraulik nachgebildet werden soll, um so für verschiedene Bedingungen und Szenarien die Grundlagen für die Speicherdynamik und damit die wasserwirtschaftliche Optimierung liefern zu können. Über Szenarienanalysen werden die Auswirkungen externer Faktoren (z.B. Landnutzung, Klimaänderung) auf Wasserressourcen und Ökosystemleistungen quantifiziert. Mittels multikriterieller Optimierung werden pareto-optimale Lösungen identifiziert und Entwicklungsszenarien abgeleitet. Anhand einer Bewertungsmatrix, die Einzugsgebietstyp, Böden, Niederschlagsverteilungsmuster gruppiert, werden die Ergebnisse mittels Fernerkundungsdaten auf den globalen Maßstab übertragen. Die Ergebnisse münden in ein webbasiertes 'real-time data based' Decision-Support-System (DSS)'. Der Beitrag von Teilprojekt 2 konzentriert sich auf die Erstellung des konzeptionellen hydrogeologischen Modells, die Entwicklung des Mehrkontinuumsgrundwassermodells, sowie die Quantifizierung der zeitlich-räumlichen Verteilung der Infiltration. Ferner ist die Mitwirkung bei der Definition der Entwicklungsszenarien, sowie die Entwicklung von Methoden zum Transfer der Ergebnisse aus dem Western Mountain Aquifer auf andere Mittelmeerregionen und schließlich auf den globalen Maßstab Gegenstand der Aufgaben von TP2.
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