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Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Klima-Engineering über Land: Umfassende Evaluierung von Auswirkungen terrestrischer Carbon-Dioxide-Removal-Methoden auf das Erdsystem (CE-LAND+)

Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.

Residence times across scales: from plot to catchment scale

Residence times is a key signature to characterize flow and transport at all temporal and spatial scales in different hydrological compartments. It is assumed that the spatial organisation of the landscape controls space-time organisation of the water cycle and related processes and hence the residence time. Combining flux and residence concentration data of natural tracers in water, stable isotopes, and artificial tracers will allow us to predict residence time and flow pathways in the different hydrological compartments as well as integrative for entire watersheds. We will investigate with different methods the fingerprint of hydrological processes found in the signal of isotopic composition and natural and artificial tracers of soil, ground and stream water in space and time. The temporal variability of isotopes in soil water, groundwater and stream water will be combined to benchmark transport and flow models and to derive a new functional form of short to long-term transit time distributions. The spatial patterns of stable isotopes in the saturated and unsaturated zone will be used to derive long-term flow pathways, mixing patterns and the proportion of evaporation to transpiration. Artificial tracer experiments using salt and electric resistivities will vizualize and quantify internal flow pathways in particular preferential flow pathways.

Adaptations and counter-adaptations in the coevolutionary arms race of a baculovirus and its insect host

Cydia pomonella granulovirus (CpGV, Baculoviridae) is one of the most important agents for the control of codling moth (CM, Cydia pomonella, L.) in both biological and integrated pest management. The rapid emergence of resistance against CpGV-M, which was observed in about 40 European CM field populations from 2003 on, could be traced back to a single, dominant, sex-linked gene. Since then, resistance management has been based on mixtures of new CpGV isolates (CpGV-I12, -S), which are able to overcome this resistance. Recently, resistance even to these novel isolates was observed in CM field populations. This resistance does not follow the described dominant, sex-linked inheritance trait. At the same time, another isolate CpGV-V15 was identified showing high virulence against these resistant populations. To elucidate this novel resistance mechanism and to identify the resistance gene(s) involved, we propose a comprehensive analysis of this resistance on the cellular and genomic level of codling moth. Because of the lack of previous knowledge of the molecular mechanisms of virus resistance in insects, several different and complementary approaches will be pursued. This study will not only give an in-depth insight into the genetic possibilities for development of baculovirus resistance in CM field populations and how the virus overcomes it, but can also serve as an important model for other baculovirus-host interaction systems.

Water use characteristics of bamboo (South China)

Bamboos (Poaceae) are widespread in tropical and subtropical forests. Particularly in Asia, bamboos are cultivated by smallholders and increasingly in large plantations. In contrast to trees, reliable assessments of water use characteristics for bamboo are very scarce. Recently we tested a set of methods for assessing bamboo water use and obtained first results. Objectives of the proposed project are (1) to further test and develop the methods, (2) to compare the water use of different bamboo species, (3) to analyze the water use to bamboo size relationship across species, and (4) to assess effects of bamboo culm density on the stand-level transpiration. The study shall be conducted in South China where bamboos are very abundant. It is planned to work in a common garden (method testing), a botanical garden (species comparison, water use to size relationship), and on-farm (effects of culm density). Method testing will include a variety of approaches (thermal dissipation probes, stem heat balance, deuterium tracing and gravimetry), whereas subsequent steps will be based on thermal methods. The results may contribute to an improved understanding of bamboo water use characteristics and a more appropriate management of bamboo with respect to water resources.

DFG Trilateral collaboration Deutschland-Israel-Palestine: Wastewater from Olive Oil Mills in Israel and Palestine: Interactions with Soil, Organic Contaminants and Mechanisms of Incorporation into Soil

Due to the often practised uncontrolled disposal into the environment, olive oil production wastewater (OPWW) is presently a serious environmental problem in Palestine and Israel. The objectives of this interdisciplinary trilateral research project are (i) to understand the mechanisms of influence of the olive oil production wastewater on soil wettability, water storage, interaction with organic agrochemicals and pollutants; (ii) monitor short-term and long-term effects of OPWW land application in model laboratory and field experiments; (iii) identify the components responsible for unwanted changes in soil properties and (iv) analyse the mechanisms of association of OPWW OM with soil, the interplay between climatic conditions, pH, presence of multivalent cations and the resulting effects of land application. Laboratory incubation experiments, field experiments and new experiments to study heat-induced water repellency will be conducted to identify responsible OPWW compounds and mechanisms of interaction. Samples from field experiments and laboratory experiments are investigated using 3D excitation-emission fluorescence spectroscopy, thermogravimetry-differential thermal analysis-mass spectrometry (TGA-DSC-MS), LC-MS and GC-MS analyses. We will combine thermal decomposition profiles from OPWW and OPWW-treated soils in dependence of the incubation status using TGA-DSC-MS, contact angle measurements, sorption isotherms and the newly developed time dependent sessile drop method (TISED). The resulting process understanding will open a perspective for OPWW wastewater reuse in small-scale and family-scale olive oil production busi-nesses in the Mediterranean area and will further help to comprehend the until now not fully un-ravelled effects of wastewater irrigation on soil water repellency.

Measured environmental concentrations of copper and hazard quotients in the German Bight in summer from 1986 to 2021

Data includes the measured environmental concentrations (MEC) of the summer copper (Cu) concentration in the German Bight from 1986 to 2021 (MUDAB database, https://geoportal.bafg.de/MUDABAnwendung/), including sampling points coordinates, year of sampling and Cu concentration. Additionally the Hazard quotient (HQ) is provided by dividing the MEC with the predicted no effect concentration (PNEC), defined as EC10 estimates from Crassostrea gigas embryos exposed for 48 h at 18°C and LC10 estimates from C. gigas larvae exposed for 24 h at 24°C, divided by an assessment factor (AF) of 5.

Data on the effect of temperature and trace metal exposure on early life stages of European flat oysters and Pacific oysters

Data collection of concentration dependent abnormal larval development of Crassostrea gigas during 24 h at 24°C and 48 h at 18°C for the trace metals copper (Cu), zinc (Zn), Cadmium (Cd) and lead (Pb). Data were collected via microscopic observation. Data collection of concentration dependent mortality within a 24 h period at 18°C and 24°C for the D- larvae stage of Ostrea edulis and C. gigas for Cu, Zn, Cd and Pb. Data were collected via microscopic observation. All data were collected from February to April 2024 at IFREMER Bouin (La plateforme mollusques marins de Bouin) in France. Data includes the measured environmental concentrations (MEC) of the summer Cu concentration in the German Bight from 1986 to 2021 (MUDAB database, https://geoportal.bafg.de/MUDABAnwendung/), including sampling points coordinates, year of sampling and Cu concentration. Additionally the Hazard quotient (HQ) is provided by dividing the MEC with the predicted no effect concentration (PNEC), defined as EC10 estimates from C. gigas embryos exposed for 48 h at 18°C and LC10 estimates from C. gigas larvae exposed for 24 h at 24°C, divided by an assessment factor (AF) of 5.

Fünfzehnter Energiebericht der Landesregierung

Berichtszeitraum der Bilanzen 2020 bis 2021; Factsheet, 1. Einleitung, 2. Ziele der Energiepolitik, 3. Umsetzung der Energiepolitik: u.a. Kommunale Klimaoffensive, Erneuerbare Ernergiequellen, Grüner Wasserstoff, Netzausbau und Entwicklung der Energieinfrastruktur, Energieeffizienz und Energieeinsparung, Flexibilisierung des Energieversorgungssystems, Mobilitätswende, Energieforschung, Förderprogramme, 4. Entwicklung von Energieerzeugung und - verbrauch, 5. Entwicklung der Treibhausgasemissionen 1990 bis 2021, 6. Entwicklung der energiebedingten Emissionen von SO2 und NOx; Anhang zum Bericht

Vierzehnter Energiebericht der Landesregierung

Berichtszeitraum der Bilanzen 2018 bis 2019; Factsheet, 1. Einleitung, 2. Ziele der Energiepolitik, 3. Umsetzung der Energiepolitik: u.a. Erneuerbare Ernergiequellen, Netzausbau und Entwicklung der Energieinfrastruktur, Energieeffizienz und Energieeinsparung, Flexibilisierung des Energieversorgungssystems, Mobilitätswende, Energieforschung, Förderprogramme, 4. Entwicklung von Energieerzeugung und - verbrauch , 5. Entwicklung der energiebedingten Emissionen von Schwefeldioxid und NOx, Anhang zum Bericht

Netzausbauvorhaben: Netzausbau und Verstärkung Berlin

Das Vorhaben 87 erhöht die Versorgungs­sicherheit in und um Berlin. Es besteht aus vier Bestand­teilen, von denen zwei Bestand­teile als länder­übergreifend gekennzeichnet sind und die daher in der Zuständig­keit der Bundes­netz­agentur liegen. Im ersten Bestand­teil zwischen dem Punkt Biesdorf Süd und Wuhlheide soll eine bestehende 220- kV -Leitung durch eine 380- kV -Leitung ersetzt werden. Der zweite Bestandteil sieht ebenfalls den Ersatz einer 220- kV - durch eine 380- kV -Frei­leitung vor, und zwar zwischen Thyrow und Schönefeld. Hinzu kommen der Bau eines neuen Umspann­werks im Raum Groß­beeren / Blanken­felde-Mahlow sowie der Neubau einer 380- kV -Frei­leitung, der dort von der Leitung Thyrow – Schönefeld abzweigen soll. Ab der Berliner Stadt­grenze im Raum Heinersdorf/Großbeeren soll dieser Abzweig als Erdkabel in Tunnel­bauweise weiter­geführt werden und über den Berliner Bezirk Steglitz-Zehlendorf bis zum Suchraum in den Bezirken Mitte und Friedrichshain-Kreuzberg reichen. Als dritter Bestand­teil ist ein neues 380- kV -Kabel von Malchow zum Umspann­werk Reuter vorgesehen. Von dort bis zum Umspann­werk Teufels­bruch ist als vierter Bestand­teil der Austausch bestehender 380- kV -Kabel durch neue Kabel mit einer höheren Übertragungskapazität in Tunnel­bauweise erforderlich. Das Vorhaben ist seit 2022 im Bundesbedarfs­plan aufgelistet. Zuständigkeit: Bundesnetzagentur, Landesbehörde technische Daten: Wechselstrom | 380 kV Bauweise: Erdkabel, Freileitung Typ: Ersatzneubau, Neubau in neuer Trasse Kennzeichnungen: Verzicht auf Bundesfachplanung (Bestandteile Thyrow – Berlin Mitte/Friedrichshain-Kreuzberg und Malchow – Reuter) Erdkabel-Pilotprojekt (Bestandteile Thyrow – Berlin Mitte/Friedrichshain-Kreuzberg, Malchow – Reuter und Reuter – Teufelsbruch) länderübergreifend (Bestandteile Thyrow – Berlin Mitte/Friedrichshain-Kreuzberg und Malchow – Reuter) Länge: etwa 75 km

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