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Langfristige Veränderungen von Ozeangezeiten – Prozessverständnis und Vorhersagen

Langfristige Veränderungen von Gezeiten zählen zu den bemerkenswertesten Facetten der Ozeandynamik. Zur Entschlüsselung dieser Signale wird im vorliegenden Projekt ein mehrschichtiger Modellierungsansatz auf globalen und regionalen Skalen entwickelt, der Meeresspiegelvariationen, Veränderungen der ozeanischen Dichtestruktur und Migrationsbewegungen von antarktischem Schelfeis in klassische Gezeitensimulationen einflechtet. Die Reaktion primärer Partialtiden auf diese Antriebsmechanismen wird in einer ersten Ausbaustufe von ~1970 bis 2015 erarbeitet, wobei hochauflösende barokline (3D) Simulationen im Nordostatlantik und um Australien rigoros in globale barotrope (2D) Vorwärtsläufe eingebettet werden. Die Validierung der Simulationsergebnisse gegenüber robusten und großräumigen Gezeitentrends aus Wasserstandsbeobachtungen legt den Grundstein für konkrete Projektionen von Ozeangezeiten bis zum Jahr 2100 unter Annahme realistischer Emissionsszenarien. Veränderte Randbedingungen in globalen und regionalen Gezeitenläufen einhergehend mit Meeresspiegelanstieg, Ozeanerwärmung und ausdünnendem Schelfeis werden hierzu in konsistenter Weise aus gekoppelten Klimamodellen abgeleitet. Erweiterte barokline und globale Sensitivitätsexperimente liefern einen Überblick über Küstenabschnitte, in denen mit nennenswerten Gezeitenentwicklungen durch großflächige Veränderungen der Dichtestruktur zu rechnen ist. Neben dem reinen Prozessverständnis soll auch Augenmerk auf die Abschätzung von Unsicherheiten der numerisch modellierten Tidenvariabilität in den kommenden Dekaden gelegt werden. Das Projekt ebnet in seiner Gesamtheit den Weg für eine verlässlichere Quantifizierung von säkularen Gezeitensignalen in Anwendungsbereichen (z.B. Küstenschutz) und der Ozeanographie nahestehenden Wissenschaftsdisziplinen.

Auswirkungen von Migration und Rücküberweisungen auf die Landwirtschaft und die ländliche Entwicklung in Kosovo und Albanien

Die Mehrheit der internationalen Abwanderungen aus dem Kosovo und Albanien entstammen ländlicher Gebiete, die durch geringes Pro-Kopf-Einkommen, niedrige landwirtschaftliche Produktivität und hohe Arbeitslosenquoten gekennzeichnet sind und wo Familienbetriebe zum Eigenbedarf mit einfachen Landbaussystemen, hohem Grad an Ausschuss und schlechten landwirtschaftlichen Methoden die Norm sind. Die Migration in urbane Gebiete oder auf lukrativere westliche Arbeitsmärkte ist ein wesentlicher Teil der Existenzstrategien ländlicher Haushalte geworden. Die übergreifende Ziele dieser Forschungsarbeit sind: a) ein umfassendes Verständnis der Auswirkungen der internationalen Migration auf die Landwirtschaft und die ländliche Entwicklung im Kosovo und in Albanien zu schaffen, b) diese Auswirkungen auf ländliche Einkommensungleichheit und Armut, landwirtschaftliche Produktivität sowie Investitionen auf und außerhalb der Höfe zu quantifizieren, und c) Politikempfehlungen zu geben, wie die internationale Migration wirksam für die Entwicklung von einkommensschwachen ländlichen Gebieten in Albanien und im Kosovo eingesetzt werden kann. Für die Studie werden sowohl primäre, durch Feldforschung erhobene Daten verwendet, als auch zwei existierende Mikroleveldatensätze aus Albanien und dem Kosovo (Living Standard Measurement Survey - LSMS 2012 für Albanien und die UNDP 2011 Kosovo Remittance Survey).

Physiologische Reaktionen von Bäumen auf den Klimawandel - Wallis

Pflanzen im Allgemeinen und Bäume im Speziellen reagieren sehr sensibel auf klimatische Veränderungen. Der Kohlenstoff- und Wasserhaushalt wird unter Feldbedingungen gemessen und gibt so Aufschluss über physiologische Regelmechanismen (z.B. zwischen Wasserhaushalt und dem Öffnungsgrad der Stomata) oder das Baumwachstum. Mit Hilfe von systemischen Modellen interpretieren wir die ökophysiologischen Messungen und folgern daraus, wie weit sich einzelne Baumarten an veränderte klimatische Bedingungen anpassen können und ab wann artspezifische physiologische Grenzen erreicht werden. Im Wallis wachsen Waldföhren und Flaumeichen zumindest zeitweise am Rande ihrer physiologischen Möglichkeiten. Erste Resultate zeigen, warum die Flaumeiche (Quercus pubescens) unter den herrschenden klimatischen Bedingungen physiologische Vorteile gegenüber der Waldföhre (Pinus sylvestris) hat.

Dismigration und Raumnutzung der Dohle

Zur Ableitung von Schutzmassnahmen sind genaue Kenntnisse zur Dismigration und Raumnutzung der Dohlen notwendig. Entscheidend ist die mittlere und maximale Ansiedlungsentfernung vom Geburtsort.

Transregio TRR 228: Zukunft im ländlichen Afrika: Zukunft-Machen und sozial-ökologische Transformation; Future Rural Africa: Future-making and social-ecological transformation, Teilprojekt B01: Die soziale Ökologie von Weideflächen in sich verändernden Savannen

Die Ausbreitung invasiver Pflanzenarten ist ein Nebeneffekt von geplantem Landnutzungswandel in afrikanischen Savannen. Eine rasche Verbuschung von Weideflächen ist daher zu beobachten. Wir quantifizieren die Ausbreitung der Arten hier, und in Migrations-Korridoren von Rindern, bestimmen deren Determinanten und ermitteln Effekte auf die Lebensgrundlage pastoraler Gruppen im zentralen KRV. Durch die Kombination der Erkenntnisse trägt das Projekt zum Verständnis zukunftsorientierter Praktiken von Nutzern betroffenen Weideflächen bei und analysiert Effekte und Muster der Transformation.

Hauptphase - Maria Sibylla Merian Institute for Advanced Studies in Africa (MIASA) 'Sustainable Governance', Teilprojekt: Thematischer Schwerpunkt 'Nachhaltigkeitstransformation', Policy Outreach-Aktivitäten und Wissenstransfer

Anpassung an graduelle Umweltveränderung

Während die Auswirkungen von Klimawandel auf physiologische und ökologische Prozesse das Thema zahlreicher Untersuchungen waren, sind evolutionäre Prozesse im Zusammenhang mit Klimawandel weit weniger gut untersucht. Insbesondere mangelt es an Studien zu möglichen komplexen Wechselwirkungen zwischen ökologischen und evolutionären Prozessen in einer sich ändernden Umwelt. Artspezifische Unterschiede in Anpassungsraten könnten die Dynamik der gesamten Art-Gemeinschaft beeinflussen, umgekehrt könnten sich ökologische Prozesse wie Interaktionen zwischen Arten, Immigration und Emigration auf das Anpassungspotential von Arten auswirken. Die Tatsache, dass Klimawandel zu Veränderungen in mehreren Umweltfaktoren führt, macht Vorhersagen über mögliche Auswirkungen noch schwieriger, da sich Veränderungen in mehreren Stressoren interaktiv auf ökologische und evolutionäre Prozesse auswirken könnten. Die Ziele des vorgeschlagenen Projektes sind die Analyse von ökologischen und evolutionären Prozessen und deren Wechselwirkung (1) bei Veränderung von mehreren Stressoren, (2) bei Umweltveränderung in trophisch einfachen versus trophisch komplexen Gemeinschaften, und (3) bei Umweltveränderung in isolierten versus verbundenen Habitaten. Diese Fragestellungen sollen mit einer Kombination aus Modellierung, Mikrokosmen- und Mesokosmen-Experimenten untersucht werden. In einem Selektionsexperiment über hunderte von Generationen werden mehrere Algenarten bei konstanten bzw. steigenden CO2- und/oder Temperatur-Werten exponiert. Ebenso werden mehrere Ciliatenarten bei konstanter bzw. steigender Temperatur gehalten. Reziproke Transplantationsexperimente testen, ob eine mögliche Anpassung von Algen an steigende CO2-Werte durch gleichzeitige Erhöhung der Temperatur beeinflusst wird. Weiters wird getestet, ob sich Arten von verschiedenen trophischen Ebenen (Algen versus Ciliaten) in ihrer Anpassungsfähigkeit unterscheiden. Reziproke Transplantationsexperimente der gesamten Gemeinschaft werden testen, ob evolutionäre Prozesse die Dynamik der Gemeinschaft beeinflussen. Interaktive Effekte von Umweltveränderung und Habitatkonnektivität auf ökologische und evolutionäre Prozesse werden sowohl in einem Mikrokosmenexperiment als auch in einem Mesokosmenexperiment untersucht. Der Effekt von steigender Temperatur (Mikrokosmenexperiment) bzw. abnehmendem pH-Wert (Mesokosmenexperiment) wird in isolierten bzw. verbundenen Habitaten verglichen. In einem theoretischen Ansatz werden die drei Fragestellungen in einem Modell verknüpft. Zunächst werden Evolution und Umweltveränderung in ein Metagemeinschaftsmodell integriert. Entlang eines Konnektivitäts-Gradienten wird die relative Bedeutung von lokaler Anpassung im Vergleich zu Wanderungsprozessen untersucht. usw.

Regionale Mobilitaet

Regionale Mobilitaet umfasst die zirkulaere und die residentielle Mobilitaet. Im vorliegenden Falle konzentrieren sich die Untersuchungen auf die Residenzmobilitaet. Im Berichtszeitraum wurden zunaechst die im Zusammenhang mit der deutschen Vereinigung relevanten Mobilitaetsstroeme analysiert: die laenderuebergreifende Migration in Deutschland unter besonderer Beachtung der 'Vereinigungsmigration' und die in Ostdeutschland nach 1990 einsetzende Suburbanisierung. In den zurueckliegenden Jahren waren Wohnortwechsel zwischen den Bundeslaendern auf der Ebene der beiden Teilpopulationen 'Westmigranten' und 'Ostmigranten' gekennzeichnet durch Disparitaet und Angleichung gleichermassen. Die Disparitaet zeigt sich im nachhaltigen Rueckgang der Ost-West-Umzuege und der parallelen Zunahme der West-Ost-Umzuege. Fuer ostdeutsche Personen haben sich die Chancen verringert, durch Aufnahme einer Erwerbstaetigkeit in den alten Laendern Wohlfahrtssteigerungen zu erreichen. Zugenommen haben demgegenueber bis 1997 die West-Ost-Umzuege. Insbesondere fuer mobile westdeutsche qualifizierte maennliche Personen, die in die neuen Laender umgezogen waren, ueberwogen die beruflichen Chancen. Die sozialstrukturellen Merkmale der mobilen Personen in West und Ost haben sich angeglichen, ebenso die Gruende fuer interregionale Migration. Die West-Ost-Dimension im Mobilitaetsverhalten begann einer staerkeren regionalen Ausdifferenzierung zu weichen: historisch begruendete soziokulturelle Gemeinsamkeiten in den 'Grenzgebieten' der Laender sind fuer Mobilitaetsentscheidungen inzwischen bedeutsamer als administrative Grenzen. Damit folgt das deutsch-deutsche Mobilitaetsverhalten zunehmend individuellen und regional-soziokulturellen Lebensmustern. Die Untersuchungen zur Suburbanisierung zeigten, dass bisherige Erklaerungsmuster zur Wohnsuburbanisierung, die nur auf Wohnungsmerkmale (Erwerb von Wohneigentum, bessere Wohnumwelt, guenstigere Wohnkosten im Umland) zurueckgreifen, erweitert werden muessen. Denn eine suburbane Wohnstandortentscheidung ist primaer eine gewuenschte und gewaehlte Wohn- und Lebensweise in Abhaengigkeit von der Lebensphase. Bei Umlandbewohnern ueberwiegen traditionell-familienorientierte Elemente der Wohn- und Lebensweise, bei Innenstadtbewohnern modern-individualisierte Elemente. In einem weiteren Schritt gelangen, die Entscheidung beeinflussend und begleitend, Ressourcenbedingungen ins Spiel. Als zentrale Ressourcenvariable auf der Haushaltsebene kommt die Erwerbsbeteiligung (berufliche Perspektive) in Betracht, auf der regionalen Ebene sind es die Wohnungsmarktangebote und die Wohnbedingungen im Stadtgebiet bzw. im Umland. Umfang und Dynamik von Suburbanisierungsprozessen sind durch spezielle, historisch bedingte, regionale Kontextmerkmale charakterisiert (Hinrichs 1999).

Verhalten von Fischen beim Fischabstieg und Klassifizierung der Abwanderwege bei Abflussaufteilung

Veranlassung Anders als beim Fischaufstieg (DWA-Merkblatt 509) gibt es für den Fischabstieg noch keinen allgemein anerkannten Stand der Technik. Vor allem Abstieg über Wehre, Verhalten bei Abflussaufteilung und Abstieg potamodromer Arten sind nur wenig untersucht. Grundlegende Fragen, die bei der Planung von Fischabstiegshilfen durch die WSV (z.B. bei Wehrersatzbauten) gestellt werden, müssen daher im Rahmen entsprechender Untersuchungen geklärt werden. Im Fokus steht vor allem zwei Aspekte des Verhaltens der Fische: 1. Welche Abflussarme wählen die Fische, um ein Querbauwerk abwärts zu überwinden? 2. Wie muss eine Abstiegshilfe gestaltet werden, damit sie von den Fischen genutzt wird? Ziele - Identifikation der wichtigsten Abwanderkorridore eines Standorts (Parameter anhand der Modellierung von Abfluss-Szenarien ermitteln und durch telemetrische Studien mit Fischen verifizieren) - Weiterentwicklung eines methodischen Ansatzes zur Klassifikation von Abstiegskorridoren an Stauanlagen in Bundeswasserstraßen unter Berücksichtigung biologischer Untersuchungen - Vorgaben zur Positionierung und Gestaltung der Abstiegshilfen aus Beobachtungen von Fischen direkt beim Abstieg (Anwendung unterschiedlicher Erfassungsmethoden) ableiten Die ökologische Durchgängigkeit muss sowohl für aufwandernde als auch für abwandernde Fische hergestellt werden, um die Ziele des Wasserhaushaltsgesetzes zu erreichen. An Standorten mit mehreren Querbauwerken teilt sich der Fluss in der Regel in mehrere Abflussarme auf, die theoretisch zur Abwanderung genutzt werden können. Hier müssen Korridore geschaffen werden, über die Fische schadlos abwärts gelangen. Um diese effizient planen und umsetzen zu können, sind Kenntnisse darüber notwendig, welche Abwanderwege die Fische wählen und wie sie sich beim Abstieg verhalten. Fische, die im Fluss abwärts wandern, müssen Querbauwerke überwinden. Wir finden heraus, welche Wege sie an diesen Wehr- und Kraftwerksstandorten nutzen, um sie dort effektiv schützen und stromab leiten zu können.

Industriestandortanalyse und Raumwirtschaftsmodelle im Gebiet von Unterelbe und Unterweser

Wirtschaftsraumentwicklung und -planung im Unterelbe- bzw. Unterwesergebiet; Probleme der Arbeitsplatzstrukturen und Bevoelkerungsmobilitaeten, Rueckwirkungen der gewerblichen Wirtschaftsentwicklung auf die Agrarstruktur; Entwicklung der Produktionswerte im Vergleich zu anderen laendlichen Raeumen der BRD; Umweltschutzprobleme.

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