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Karte der besonders erosionsgefährdeten Steillagen

Die Auswertungskarte der Steillagen grenzt auf der Grundlage der ABAG in Abhängigkeit von der Hangneigung (S-Faktor) und der Bodenart (K-Faktor) besonders erosionsgefährdete Steillagen ab. Der Datensatz zu den Steillagen grenzt auf landwirtschaftlich genutzten Flächen, Standorte ab, die einen Wert aus K*S = 1 haben und zusammenhängend mindestens 0,3 ha groß sind. Ein Wert aus K*S = 1 ergibt sich z.B. aus: einer Hangneigung von 15% und einer hoch erosionsanfälligen Bodenart (Ut3 mit K-Faktor 0,56), die in den sächsischen Lösshügelländern weit verbreitet ist. einer Hangneigung von 21% und einer mittel erosionsgefährdeten Bodenart (Slu, Gr2 mit K-Faktor 0,36), die im sächsischen Mittelgebirge verbreitet ist. Nach diesen Kriterien gibt es auf der landwirtschaftlich genutzten Fläche in Sachsen rd. 20.000 ha Steillagen, wovon der größte Anteil durch Dauergrünland gut vor Erosion geschützt ist. Etwa 5200 ha der Steillagen liegen innerhalb von Ackerland-Feldblöcken und haben eine zusammenhängende Fläche von mindestens 0,3 ha. Diese Standorte sollten zukünftig durch eine dauerhafte Vegetationsdecke vor Bodenerosion geschützt werden. Eine nachhaltige ackerbauliche Nutzung dieser Standorte ist nur durch sehr umfassende Erosionsschutzmaßahmen möglich (z.B. Direktsaatverfahren).

Rolle der molekularen Zusammensetzung gelöster organischer Substanz (DOM) zur Identifizierung von Quellen und Freisetzung von DOM und Spurenelementen in Liefergebieten von Trinkwasserseen in Gebirgsregionen der mittleren Breiten (DOMtrace) Ein Festphasen Pyrolyse (Py-GC-MS, THM-GC-MS) Ansatz

Der Anstieg der Konzentrationen von gelöstem organischem Kohlenstoff (DOM) konnte in vielen Oberflächengewässern der temperierten Zonen der Nordhemisphäre nachgewiesen werden. Der Anstieg der DOM-Konzentrationen wird größtenteils auf die schnellere Zersetzung organischer Substanz und den erhöhten Austrag von DOM aus den Böden der Gewässereinzugsgebiete, hier speziell aus Torfmooren, in Flüsse und Seen zurückgeführt. Neben der Bedeutung des DOM im globalen Kohlenstoffkreislauf, auch im Zusammenhang mit Klimaveränderungen, verursacht die 'Gewässerverbraunung' Probleme im Zusammenhang mit der Trinkwassergewinnung. So vermindern hohe DOM-Gehalte, oft auch verbunden mit erhöhten Einträgen DOM-gebundener Schwermetalle, die Trinkwasserqualität und Erhöhen die Kosten der DOM-Entfernung. Obwohl die DOM-Zusammensetzung ein Schlüsselparameter für das Umweltverhalten von DOM ist, ist die Bedeutung seiner molekularen Zusammensetzung in Verbindung mit Landnutzung, Liefergebietsvegetation, Moorhydrologie und Schwermetalltransport kaum verstanden. Zusätzlich sind viele Waldgebiete und Moore in Mittelgebirgen aufgrund von jahrhundertelangem Bergbau oft mit Schwermetallen (Pb, Hg, Zn, etc.) und Arsen belastet. Im vorgeschlagenen Projekt soll das Phänomen des DOM-Anstiegs in Trinkwasserreservoiren am Beispiel der Eckertalsperre und seinem Liefergebiet im Harz untersucht werden. Der Anstieg der DOM-Konzentrationen wird dort bereits seit mehr als 10 Jahren beobachtet. Obwohl allgemein davon ausgegangen wird, dass eine erhöhte Torfzersetzung in Mooren die erhöhten DOM- und Schwermetallausträge verursacht, konnte dieses bisher nicht direkt nachgewiesen werden. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes soll die molekulare Zusammensetzung von DOM im Eckertalstausee und seiner Zuflüsse, die sowohl schwermetallkontaminierte Moorgebiete als auch Waldböden entwässern, über einen Zeitraum von 12 Monaten regelmäßig zu untersuchen. Ziel ist es, die saisonale und räumlich Variabilität der Austräge und Quellen von DOM und seine Rolle als Transportmedium für Spurenstoffe als Funktion der molekularen DOM-Zusammensetzung zu verstehen. Anders als in früheren Studien wird der Schwerpunkt der Bestimmung der molekularen DOM-Zusammensetzung auf Festphasenanalysen mittel Pyrolyse-GC-MS und Thermally assisted Hydrolysis and Methylation -GC-MS unterstützt von spektroskopischen Methoden und Spurenelementanalysen liegen. Das beantragte Projekt soll somit, durch die Nutzung des Eckertalstausee-Systems als natürliches Labor, durch die Identifizierung der wichtigsten DOM-Quellen und deren chemischer Variabilität eine Lücke im Verständnis des biogeochemischen Verhaltens von DOM in der Umwelt schließen.

Waldreallabore - Experimente, Synthese und Governance zur Optimierung des natürlichen Klimaschutzes in Waldökosystemen, Teilprojekt 2

Auswirkung spaeter Gruenlandnutzung zum Schutz von Tieren und Pflanzen auf Ertrag, Futterqualitaet und Pflanzenbestand

Im Rahmen des Feuchtwiesenschutz- und Mittelgebirgsprogramms werden zum Schutz von Tieren und Pflanzen Nutzungsauflagen festgesetzt. Die Auswirkungen dieser Nutzungsauflagen (geringere Duengung, spaetere Nutzung) auf Ertrag, Futterausnutzung, Futterqualitaet und nicht zuletzt auf die pflanzensoziologische Bestandszusammensetzung sind sowohl fuer den Naturschutz als auch fuer die Nutzung und Pflege dieser Flaechen durch die landwirtschaftliche Praxis von Bedeutung. Aus diesem Grund werden nachfolgende Versuche und Untersuchungen durchgefuehrt: 1. Einfluss spaeter Gruenlandnutzung auf Jahresertrag, Futterqualitaet und Pflanzenbestand in einem Feuchtbiotop sowie auf einer bisher intensiv bewirtschafteten Flaeche. 2. Auswirkungen von Bewirtschaftungseinschraenkungen in Feuchtwiesenschutzgebieten auf Ertrag, Futterqualitaet und Pflanzenbestandsentwicklung. 3. Auswirkungen von Bewirtschaftungseinschraenkungen auf Feuchtwiesen in Mittelgebirgsregionen auf Ertrag, Futterqualitaet und Pflanzenbestandsentwicklung.

Der Einfluss des ur- und fruehgeschichtlichen Menschen auf den Haushalt der Natur Mitteleuropas

Die Schaedigungen des Haushalts der Natur durch den Menschen reichen in Mitteleuropa bis in die Jungsteinzeit zurueck. Sie fuehrten entweder dazu, dass ausgedehnte Moore unter der Taetigkeit des Menschen entstanden sind, so z.B. in manchen Mittelgebirgen und im Voralpenland, dass die Tieflandfluesse in verstaerktem Masse Hochwaesser abzufuehren hatten und dass hierbei die Seitenerosion ganz entscheidend gesteigert worden war, dass aber andererseits in den trockeneren Klimagebieten Mitteleuropas die Bildung von Steppenboeden trotz der natuerlichen Tendenz zur Bewaldung dieser Bereiche unter dem Einfluss des Menschen fortgesetzt worden ist. Wir sind bestrebt, das wahre Ausmass dieser Umweltveraenderungen zu ermitteln.

Szenarien für den Landwirtschafts- und Landschaftswandel in Grünlandregionen der Mittelgebirge am Beispiel des Oberbergischen Kreises

Zielsetzung: Welche nachhaltig motivierten Perspektiven ergeben sich für landwirtschaftliche Betriebe in Mittegebirgsregionen wie dem Bergischen Land insbesondere unter den Voraussetzungen des Klimawandels und welche landschaftlichen Szenarien leiten sich daraus ab? Da die landwirtschaftlichen Betriebe in der Region des Bergischen Landes für fast 40% der Flächen im Kreisgebiet verantwortlich sind, spielt die Landwirtschaft in der Diskussion über einen anderen Umgang mit den natürlichen Ressourcen Wasser, Boden und Biodiversität eine zentrale Rolle. Das Forschungsteam der RPTU Kaiserslautern-Landau sucht gemeinsam mit Akteuren vor Ort aus der Landwirtschaft, Verwaltung, dem Naturschutz und der Wasserwirtschaft nach neuen Lösungsansätzen, die wirtschaftliche Perspektiven für die Landwirtschaft mit Zielen des Natur- und Ressourcenschutzes in Einklang bringen. Ein Fokus liegt auf der Frage, wie unter den veränderten Bedingungen insbesondere des Wasserdargebots eine nachhaltige und landschaftsangepasste Bewirtschaftung mit Blick auf die Landschaftsfunktionen erfolgen kann. Mögliche neue Handlungs- und Wirtschaftsfelder liegen z.B. im (Regen-) Wassermanagement, in der Nährstoffgewinnung aus Abwasser, Gülle oder Rückständen der Landwirtschaft, im Aufbau regionaler Kreisläufe, in der erneuerbaren Energieproduktion, u.a. mehr. Die landwirtschaftliche Perspektive auf Betriebsebene wird konsequent in Zusammenhang mit der landschaftlichen Perspektive als regionaler Landschaftsraum gedacht. Mit Blick auf die vielschichtigen und systemischen Wechselwirkungen von Landwirtschaft auf der Maßstabsebene des einzelnen Betriebs und Landschaftsfunktionen auf regionaler Ebene soll ein Diskurs über den Landschaftswandel, seine Steuerung, den Wert der Landschaft sowie der Rolle der Landwirtschaft in diesem Prozess geführt werden.

Naehrstoffbilanzierung fuer ein abgrenzbares landwirtschaftlich genutztes Areal (Mittelgebirgslandschaft)

Ziel: Ermittlung des Naehrstoffeintrages in Fliessgewaesser durch landwirtschaftliche Nutzung und Duengung. Untersucht wird ein 6-7 km2 grosses Gewaessereinzugsgebiet mit Wald-, Weide-/Wiese- und Ackernutzung, wobei ein Teil der als Acker genutzten Flaechen gedraent ist, so dass in diesem Bereich auch Draenwasseruntersuchungen durchgefuehrt werden. Weiterhin wird der Oberflaechenabfluss von landwirtschaftlich genutzten Flaechen mit Hilfe von Erosionsmessanlagen in Teilbereichen ermittelt.

Barrierefreie Modellregion für Integrativen Tourismus - Teilthema: 'Landschaft, Umwelt, Klima und Gesundheit - Untersuchung und Bewertung der natürlichen Ressourcen'

Deutsche Mittelgebirge haben im Tourismus und Erholungswesen einen festen Platz. Sie zeichnen sich durch vielfältige Landschaftsbilder und naturräumlich bedingte klimatische Besonderheiten aus. Diese Besonderheiten sollen in ihrer Bedeutung für Menschengruppen mit eingeschränkter Bewegungsmöglichkeit untersucht werden. Nach erfolgreich abgeschlossenen Vorstudien wurden die Antragsformalitäten abgewickelt. Organisatorische Probleme, die nicht durch die FHE verschuldet wurden, führten zu erheblichen Verzögerungen. Derzeitiger Stand: - Ein positives Fachgutachten von Prof. Dr. O. Herbarth /UFZ Leipzig liegt vor. - Der Projektantrag wurde über die Geschäftsstelle des Gesamtprojektes zusammen mit vier weiteren Anträgen (darunter dem von Prof. Dr. Gather) an das BMBF weitergeleitet. - Es liegt die mündliche Mitteilung vor, dass das Fachgutachten des BMBF positiv ausgefallen ist. Ein positiver Bescheid für den Beginn des Hauptprojektes wird in Kürze erwartet.

Flood risk in a changing climate (CEDIM)

Aims: Floods in small and medium-sized river catchments have often been a focus of attention in the past. In contrast to large rivers like the Rhine, the Elbe or the Danube, discharge can increase very rapidly in such catchments; we are thus confronted with a high damage potential combined with almost no time for advance warning. Since the heavy precipitation events causing such floods are often spatially very limited, they are difficult to forecast; long-term provision is therefore an important task, which makes it necessary to identify vulnerable regions and to develop prevention measures. For that purpose, one needs to know how the frequency and the intensity of floods will develop in the future, especially in the near future, i.e. the next few decades. Besides providing such prognoses, an important goal of this project was also to quantify their uncertainty. Method: These questions were studied by a team of meteorologists and hydrologists from KIT and GFZ. They simulated the natural chain 'large-scale weather - regional precipitation - catchment discharge' by a model chain 'global climate model (GCM) - regional climate model (RCM) - hydrological model (HM)'. As a novel feature, we performed so-called ensemble simulations in order to estimate the range of possible results, i.e. the uncertainty: we used two GCMs with different realizations, two RCMs and three HMs. The ensemble method, which is quite standard in physics, engineering and recently also in weather forecasting has hitherto rarely been used in regional climate modeling due to the very high computational demands. In our study, the demand was even higher due to the high spatial resolution (7 km by 7 km) we used; presently, regional studies use considerably larger grid boxes of about 100 km2. However, our study shows that a high resolution is necessary for a realistic simulation of the small-scale rainfall patterns and intensities. This combination of high resolution and an ensemble using results from global, regional and hydrological models is unique. Results: By way of example, we considered the low-mountain range rivers Mulde and Ruhr and the more alpine Ammer river in this study, all of which had severe flood events in the past. Our study confirms that heavy precipitation events will occur more frequently in the future. Does this also entail an increased flood risk? Our results indicate that in any case, the risk will not decrease. However, each catchment reacts differently, and different models may produce different precipitation and runoff regimes, emphasizing the need of ensemble studies. A statistically significant increase of floods is expected for the river Ruhr in winter and in summer. For the river Mulde, we observe a slight increase of floods during summer and autumn, and for the river Ammer a slight decrease in summer and a slight increase in winter.

Großflächige Untersuchungen zum Wurzelzustand und zu Feinwurzelpathogenen an Hochlagenfichten des Bayerischen Waldes mit Symptomen der 'akuten Nadelvergilbung'

Die Auswertung vieler, im Rahmen der Waldschadensforschung erzielten Ergebnisse machen deutlich, dass die Erkrankung der Fichten in den Hochlagen unserer Mittelgebirge sich nicht primär auf einen großflächigen Eintrag von Luftschadstoffen zurückführen lässt. Das Ausbreitungsmuster und der Verlauf der Nadelerkrankung auf diesen sauren Mittelgebirgsböden deutet auf Störungen im Bereich des Wurzelsystems hin, die zur Einschränkung der Mg-Aufnahme führen und dadurch die Symptome an Nadeln auslösen. Bei den Untersuchungen soll wie folgt vorgegangen werden: Nach der Aufnahme von vier Krankheitszentren im Bereich des FA Neureichenau, Bay. Wald, werden jeweils acht gesunde und acht kranke Fichten, innerhalb der ausgewählten Zentren markiert. An diesen Fichten werden vergleichende Wurzelzustandserhebungen durchgeführt. Die anfallenden Boden- und Wurzelproben werden auf Wurzelpathogene hin untersucht. Besonderes Augenmerk gilt dabei Vertretern der Gattungen Phytophthora und Pythium. Die isolierten Pathogene werden beschrieben und sollen mit Hilfe morphologischer Kenngrößen und ausgearbeiteter PCR-Methoden identifiziert werden. Isolate der am häufigsten auftretenden Arten, bzw. Gruppen werden für Infektionsversuche mit Fichten verwendet, um Informationen über ihre Aggressivität zu erhalten. Im Zentrum des beantragten Projektes steht die Frage, ob Wurzelschäden, möglicherweise verursacht durch verschiedene Wurzelpathogene, für die Mangelversorgung von Fichten auf sauren Standorten des Bayerischen Waldes verantwortlich gemacht werden können.

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