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ERA-NET Wood Wisdom: Wood-based Aerogels (AEROWOOD)

Das Projekt "ERA-NET Wood Wisdom: Wood-based Aerogels (AEROWOOD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur BOKU Wien, Department für Chemie (DCH), Abteilung für Chemie nachwachsender Rohstoffe (Chemie NAWARO) durchgeführt. Die Rolle des österreichischen Partners im AEROWOOD-Projekt besteht in der Leitung von WP 4 'Lignin-basierende Hydro, Aero- und Carbon-Aerogele' und Mitarbeit in WP 2 'Cellulose-basierende Aerogele'. Hauptziele von WP 4 sind die (Weiter)-Entwicklung von nanoporösen Lignin-Aerogelen bzw. deren Überführung in Kohlenstoff-Aerogele. Durch Entwicklung neuer Aktivierungs-, Vernetzungs- und Pyrolysetechniken sollen Möglichkeiten zur gezielten Einstellung anwendungsrelevanter Parameter wie Porosität, Porengeometrie, Porengrößenverteilung, spezifische Oberfläche, Netzwerkstruktur oder mechanische Eigenschaften untersucht und für ausgewählte Anwendungen optimiert werden. Arbeitspaket WP 2: Aufgrund ihrer offenporigen Struktur und hohen spezifischen Oberfläche eignen sich Cellulose-Aerogele in besonderem Maße als Trägermaterial für bioaktive Verbindungen, Zellkulturen, magnetische Partikel, oder Sensormoleküle bzw. -partikel wie Quantum dots. Letztere sind kolloidale, meist Halbleiter-basierte Nanopartikel deren Größe typischerweise den Bohr-Radien der entsprechenden Exzitonen entspricht oder diese unterschreiten (ca. 2 to 15 nm). Tritt dieser Fall ein, wird die Beweglichkeit von Ladungen so weit eingeschränkt, dass die Ausbildung kontinuierlicher Bandstrukturen nicht mehr möglich ist und ihre Energie nur noch diskrete Werte annehmen kann. Aufgrund des unterschiedlichen Response von QDs auf Photonen unterschiedlicher Energie sowie der vielfältigen Möglichkeiten zur Variation ihrer optischen Eigenschaften können QDs für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, so z.B. als Fluoreszenzmarker für Tumorzellen, für die photodynamische Krebstherapie, in optoelektronischen Geräten, Photovoltaik-Zellen, als Sensoren für Schadstoffe oder bioaktive Verbindungen sowie zur Herstellung von echten 3D Displays. Im Rahmen von WP 2 sollen daher unter der Maßgabe der Verwendung von QDs vergleichsweise geringer Toxizität sowie der Verringerung des im Zusammenhang mit lungengängigen Nanopartikeln stehenden potentiellen Gesundheitsrisikos (semitransparente) Zellulose-Aerogele mit kovalent immobilisierten (CuInS2)(ZnS)/ZnS core-shell QDs hergestellt werden. Bezüglich der Immobilisierung der QDs werden zwei verschiedene Wege erprobt: A) Lösen der Zellulose in einem geeigneten Lösungsmittel, Zugabe einer bestimmten Menge an QDs, kovalente Verknüpfung der QDs mit der Zellulose, Koagulation der QD-modifizierten Zellulose durch Zugabe eines Antisolvents, Extraktion des Antisolvents mit CO2 unter überkritischen Bedingungen. B) Beladen von zuvor hergestellten Zellulose-Aerogelen mit QDs und anschließende kovalente Verknüpfung. Arbeitspaket WP 4: Lignin-Aerogele: Lignin ist ein wertvolles Nebenprodukt des Holzaufschlusses, fällt in großen Mengen bei der Herstellung von Zellstoff an, wird jedoch hier bisher vorwiegend und vergleichsweise ineffektiv zur prozessinternen Energiegewinnung genutzt. (Text gekürzt)

ERA-NET Wood Wisdom: Abstimmbare Filme auf der Basis von Lignocellulose mit Sensoreigenschaften (Tunable Films)

Das Projekt "ERA-NET Wood Wisdom: Abstimmbare Filme auf der Basis von Lignocellulose mit Sensoreigenschaften (Tunable Films)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur BOKU Wien, Department für Chemie (DCH), Abteilung für Chemie nachwachsender Rohstoffe (Chemie NAWARO) durchgeführt. Die europäische Forstindustrie sucht aktiv nach Produktkonzepten, um das Potenzial von erneuerbaren Ressourcen aufzuwerten und neue Märkte im Bereich der Forstindustrie zu erschließen. Darüber hinaus haben auch andere Branchen, im Besonderen die Verpackungsindustrie, ein Interesse an nachhaltigen, biologisch abbaubaren Produkten, die Alternativen zu handelsüblichen Materialien darstellen. Der Umweltaspekt spielt auch im Verpackungsbereich eine immer größere Rolle. Das Biopolymer Hemicellulose ist ein leicht verfügbarer Rohstoff, der aber bisher keine starke kommerzielle Nutzung gefunden hat. Tunable Films will hier einen Beitrag leisten, das wertvolle Rohmaterial Hemicellulose einer überzeugenden Nutzung zuzuführen. Das Ziel des Projekts 'Tunable Films' besteht darin, die inhärenten Eigenschaften von ausgewählten Pflanzenzellwandbestandteilen, im Besonderen von Hemicellulosen, zu nutzen, um intelligente und auf individuelle Zwecke abgestimmte Filmmaterialien zu entwickeln. Die im Rahmen des Projekts untersuchten chemischen Modifikationen haben dazu geführt, dass die behandelten Hemicellulosen unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf ihre Interaktion mit Wasser, aber auch auf ihre Eigenschaften als Emulgatoren aufweisen, die vom Grad der chemischen Modifikation abhängen. Somit können die gewünschten Eigenschaften kontrolliert eingebracht und gesteuert werden. An dem Projekt waren namhafte Institutionen aus Finnland (VTT Technical Research Centre of Finland und Aalto University, Department of Forest Products Technology), Österreich (BOKU Universität für Bodenkultur, Institut für Chemie, Chemie nachwachsender Rohstoffe) und Schweden (KTH, Abteilung für Faser- und Polymertechnologie) beteiligt. Die finnischen Partner wurden von der Finnischen Akademie finanziert, während BMLFUW und VINNOVA die österreichischen und schwedischen Partnern hauptsächlich finanziert haben. Nationale und internationale Industriepartner und Organisationen waren CH-Polymers Oy, Picosun Oy, HeiQ, PulPaper Machinery Dick Carrick AB, EcoPlus, Metsä Fibre Oy, und Berndorf Band. Im Rahmen des Projekts wurde ein neu entwickeltes Verfahren zur Untersuchung der Submikron-Struktur von Filmen aus Cellulose-Nanofibrillen (CNF) angewandt. Es wurde gezeigt, dass eine gleichmäßige chemische Zusammensetzung innerhalb der Filmmatrix positive Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften der gebildeten Filme hat und somit Phänomene erklärt werden konnten, die zu Unterschieden in Barriere- und Festigkeitseigenschaften führen (VTT, Espoo, Finnland, BOKU, Wien, Österreich). (Text gekürzt)

Einfluss zielorientierter waldbaulicher Auszeige und forsttechnischer Eingriffsplanung auf die Produktivität des Harvesters in Fichten-Durchforstungsbeständen (Deere)

Das Projekt "Einfluss zielorientierter waldbaulicher Auszeige und forsttechnischer Eingriffsplanung auf die Produktivität des Harvesters in Fichten-Durchforstungsbeständen (Deere)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forsttechnik durchgeführt. Die verstärkte Nachfrage nach Industrieholz, gekoppelt mit steigenden Erlöschancen, ermöglicht es den Waldbesitzern die vielenorts vernachlässigten Pflegeaktivitäten in Stangenhölzern zu forcieren. Dabei wird im Zuge von Durchforstungen vermehrt über die Notwendigkeit sowie Zweckmäßigkeit einer waldbaulichen Auszeige inklusive vorbereitender forsttechnischer Maßnahmen diskutiert, um die Effizienz des Durchforstungseingriffes hinsichtlich Kosteneinsatz, Qualität des Eingriffs und Erlös zu steigern. Ziel dieses Forschungsprojektes war daher die Evaluierung der Systemproduktivität, der Qualität des Eingriffes und des Kosteneinsatzes bei einer Durchforstung mit bzw. ohne zuvor durchgeführte Auszeige. Diese detaillierte Analyse erfolgte basierend auf Harvester-Maschinendaten und den erhobenen Bestandesdaten. Zusätzlich wurde die Frage, ob eine Auszeige vor dem Einsatz durch fachkundiges Personal oder während der Arbeit durch den Maschinenführer genügt mittels betriebswirtschaftlicher Bewertung der Ernte und der Auszeige beantwortet. Für die Abklärung der Datenerhebungsmethode und Analysetechnik wurden im Vorfeld Feldtests durchgeführt. Hierbei galt es die Maschine im Feldeinsatz zu begleiten, den Fahrer der Maschine zu informieren und die ersten Datensätze realitätsnah zu erfassen und zu analysieren. Maschine und Bestand entsprachen dabei bereits den Anforderungen für die Hauptversuche. Gleichzeitig wurde für die Studie ein Datenerhebungskonzept entwickelt, welches dann im Hauptversuch zur Anwendung kam. Für die Prozessanalyse standen einerseits die von der Maschine mittels Sensortechnik aufgezeichneten Daten während der Arbeit zur Verfügung, andererseits Post-Analysedaten aus Zeitstudien mittels Videoaufzeichnung. Für das Projekt wurden zwei Bestände mittels Vollaufnahme erhoben. Es wurden 26 Parzellen angelegt die verschiedene Behandlungsvarianten zugewiesen bekamen. Die untersuchten Behandlungsvarianten umfassten verschiedene Kombinationen aus Art der Durchforstung (Z-Baum-Durchforstung, starke Hochdurchforstung), Abzopfstrategie (4cm und 8cm Zopfdurchmesser) und Auszeigevariante (ja/nein). Für das mittlere Baumvolumen von 0,11 Vfms ergibt sich eine Produktivität basierend auf dem Modell aus Videodaten von 6,9 Efm/PSH15, während diese bei einem doppelten Baumvolumen von 0,22 m3 um 43% auf 9,9 Efm/PSH15 steigt. Erweitert man den k-Faktor und den Ernteverlust so drückt dies die mittlere Produktivität beider Modelle bereits um 20% von durchschnittlich 7,0 Efm/PSH15 auf 5,7 Efm/PSH15 welche sich natürlich auch direkt auf die Erntekosten niederschlägt. Seitens des Unternehmers wurde für den gesamten Ernteeinsatz vor Ort, welcher außer der Versuchsfläche auch noch zusätzliche Nachbarflächen beinhaltet, eine Durchschnittsproduktivität von 4,5 Efm/h in der Nachkalkulation festgehalten. (Text gekürzt)

Evaluierung von Inventurverfahren zur effizienten Bereitstellung waldrelevanter Informationen für Politik und Waldwirtschaft in Entwicklungsländern unter Zugrundelegung der besonderen Expertise Österreichs im Bereich von Waldinventuren (INVENTREDDy)

Das Projekt "Evaluierung von Inventurverfahren zur effizienten Bereitstellung waldrelevanter Informationen für Politik und Waldwirtschaft in Entwicklungsländern unter Zugrundelegung der besonderen Expertise Österreichs im Bereich von Waldinventuren (INVENTREDDy)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Austrian Natural Resources Management and International Cooperation Agency durchgeführt. In den vergangen 10 Jahren ist die weltweite Nachfrage nach vielfältiger, waldrelevanter Information signifikant gestiegen. Dafür verantwortlich sind nicht nur globale und regionale Politikprozesse wie zum Beispiel UNFCCC, CBD, UNFF, UNCCD, oder ITTO, sondern auch bilaterale Abkommen im Rahmen von FLEGT, Investitionen in Aufforstung (e.g. WB, Carbon Partnership etc.) und forstlicher Zertifizierung. In Ländern mit einer jahrzehntelangen systematischen Waldwirtschaft lässt sich die Bereitstellung solcher Informationen großteils in Rahmen landesüblicher Walderhebungen und bestehender Auswertungssysteme und auch unter Einbeziehungen vorhandener Monitoringflächen relativ gut bewerkstelligen. Ganz anders stellt sich diese Aufgabe in Entwicklungsländern dar, da hier meistens in der Vergangenheit nur sporadisch Waldinventuren durchgeführt wurden und kaum Monitoringprojekte vorhanden sind. Weitere Probleme ergeben sich aus der sich rasch ändernden Waldfläche auf Grund der rapiden wirtschaftlichen Entwicklung und der damit verbundenen Änderung der Landnutzungsformen (z.B.: Südostasien), sowie unzureichende Kapazitäten und finanzielle Mittel in den E-Ländern. Der steigende Bedarf an waldrelevanten Informationen über Wälder der Tropen und Subtropen wird mittelfristig zu einer Erhöhung der Nachfrage nach Beratungsleistungen und fachlich-technischer Zusammenarbeit führen. Somit bestehen gute Chancen, auch Österreichisches forstliches Know-how und jahrzehntelange Erfahrungen mit Waldinventuren in die internationale Entwicklungszusammenarbeit (EZ) einzubringen. Das hier vorgestellte Projekt hat daher folgende Ziele: - Allgemeines Ziel: Das Projekt leistet einen Beitrag zum verbesserten Transfer bzw. zur verbesserten Vermarktung von österreichischem forstlichen Know-how in die internationale Entwicklungszusammenarbeit. Spezielles Projektziel: Erarbeitung und Evaluierung von Waldinventurmethoden/Verfahren auf Grundlage Österreichischer Erfahrungen und weltweit vorhandener Kenntnisse, die den neuen und vielfältigen Informationsbedarf für Wälder abdecken. Zusammenfassend: Das Projekt hat einen hohen praktischen Wert, da die Ergebnisse einerseits von österreichischen Forstexperten in Tropenwaldprojekten und andererseits in weiterer Folge auch für Trainingsmaßnahmen im Rahmen von konkreten forstlichen Kooperations- und Finanzierungsprojekten genutzt werden können. Generell wird durch das Projekt das Fachwissen österreichischer Akteure auf dem Gebiet der Entwicklungszusammenarbeit gestärkt und damit die Chancen, bei zukünftigen Ausschreibungen im Bereich REDD zum Zuge zu kommen, erheblich erhöht. (Texte gekürzt)

Entwicklung eines Referenzflächen-Systems zur Wissenschaftlichen Quantifizierung naturnaher Waldbaumethoden in Österreich (ReSynatWald)

Das Projekt "Entwicklung eines Referenzflächen-Systems zur Wissenschaftlichen Quantifizierung naturnaher Waldbaumethoden in Österreich (ReSynatWald)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft, Institut für Waldinventur, Abteilung für Naturwaldforschung und Naturschutz durchgeführt. Insgesamt konnten im Rahmen dieses Projektes 12 Referenzflächen als 'Best Practice'-Beispiele naturgemäßer Waldbewirtschaftung eingerichtet werden. Die Bestände befinden sich in unterschiedlichen Phasen auf dem Weg der Überführung eines Altersklassen- in einen naturnah bewirtschafteten Dauerwald. Erstmals werden in Österreich waldbauliches, ökonomisches und ökologisches Monitoring auf einer Waldfläche vereint. Zur Gewährleistung einer standardisierten Methodik wurde ein verbindliches Manual verfasst. Die Erhebungsmethodik wurde mit jener des Österreichischen Naturwaldreservate-Programmes abgestimmt. Diese Kompatibilität bietet insofern Vorteile, als dass sie als Basis für Vergleiche mit nicht bewirtschafteten Flächen dient und ein größerer Anwenderkreis von ihr profitiert. Die Referenzflächen wurden als Langzeit-Forschungsflächen für naturnahe Waldwirtschaft eingerichtet. Aus der Kenntnis der Waldentwicklung in den Referenzflächen sollen sowohl Empfehlungen für eine wirtschaftlich effiziente Waldbewirtschaftung entwickelt werden, als auch die relevanten Einflussgrößen für die Erhaltung der Biodiversität identifiziert und bestmögliche Maßnahmen abgeleitet werden. Die Ergebnisse der Erstaufnahme werden in Informationsbroschüren zusammengefasst, welche auch als Exkursionsführer dienen können. Die Waldbewirtschafter verpflichten sich zu einer regelmäßigen Protokollierung durchgeführter Arbeiten und Nutzungen, sowie von Aufwänden und Erträgen zur Sicherung der Dokumentation ökonomischer Bewirtschaftungskennzahlen. Der wissenschaftliche Wert des Projektes wird mit dessen Weiterführung exponentiell steigen. Eine Zusammenarbeit von Pro Silva mit den einzelnen Betrieben wird durch eine Kooperations-Vereinbarung geregelt. Die Zusammenarbeit der Projektpartner - Bundesforschungszentrum für Wald (BFW) und Pro Silva Austria mit seinen Mitgliedsbetrieben - ermöglicht die Verbindung von angewandter Wissenschaft und forstlicher Praxis. Durch den gewählten Ansatz von Langzeit-Dauerbeobachtungsflächen, soll es aber langfristig auch möglich werden, Ökosystem-Leistungen der Referenzflächen zu erfassen und letztlich zu bewerten. Alle Referenzflächen weisen eine Bestandesgeschichte auf, welche zu einer veränderten Vegetation und Bestandesstruktur geführt hat. Ein Teil der Referenzflächen ist durch eine von der potenziellen natürlichen Vegetation abweichende aktuelle Waldgesellschaft gekennzeichnet. In allen Referenzflächen gibt es eine Tendenz des Baumartenwechsels. Die Verjüngung und die Unterschicht unterscheiden sich von der Oberschicht (Altbestand) dahingehend, dass sich eine Annäherung der aktuellen Baumartenzusammensetzung an die potenzielle natürliche Vegetation abzeichnet. Die Eigentümer aller Referenzflächen bekennen sich in ihrer wirtschaftlichen Zielsetzung zur Ausnützung der kostenlosen Naturverjüngung. Die Verbissbelastung ist sehr unterschiedlich, in den meisten Fällen gibt es keine eklatanten Probleme mit der Verjüngung. (Text gekürzt)

Waldbauliche Untersuchungen zu Bestandes-, Verjüngungs- und Totholzdynamik unter besonderer Berücksichtigung der Lichtökologie in Buchen- und Eichenwäldern des Biosphärenparks Wienerwald zur Weiterentwicklung eines nachhaltigen Ressourcenmanagements (Bios Wienerwald)

Das Projekt "Waldbauliche Untersuchungen zu Bestandes-, Verjüngungs- und Totholzdynamik unter besonderer Berücksichtigung der Lichtökologie in Buchen- und Eichenwäldern des Biosphärenparks Wienerwald zur Weiterentwicklung eines nachhaltigen Ressourcenmanagements (Bios Wienerwald)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Waldbau durchgeführt. Der Biosphärenpark Wienerwald stellt eines der größten zusammenhängenden Laubwaldgebiete Europas dar, in dem die Buche als Hauptbaumart vorkommt. Entsprechend den Vorgaben des Biosphärenparks werden die Wälder mit unterschiedlichen Zielsetzungen bewirtschaftet (Pflege- und Entwicklungszone), oder stehen außerhalb jeglicher Nutzung (Kernzone). Das ökologische Gleichgewicht wird neben der wirtschaftlichen und sozialen Dimension im Leitbild des Biosphärenparks als erste Säule der Nachhaltigkeit genannt. Daraus ist abzulesen, dass die naturnahe Bewirtschaftung der Wälder ein Grundprinzip darstellt. Die Verjüngung der Waldbestände in den Entwicklungszonen erfolgt traditionellerweise mittels Schirmschlag und zunehmend häufiger mittels Saum-Schirmschlag. Aufgrund unterschiedlicher lichtökologischer Ansprüche der Baumarten werden oftmals gewünschte Baumartenanteile und Mischungsverhältnisse kaum erreicht. Insbesondere dem Erhalt der Eichen, als Schlüsselbaumarten für Diversität, kommt eine besondere Bedeutung zu. Es besteht eine große Unsicherheit über den Erfolg von standörtlich differenzierten waldbaulichen Eingriffen zur 'kleinflächigen' Verjüngung, Pflege und Nutzung wie auch zu qualitativen und quantitativen Aspekten des Totholzes in Buchen- und Eichenbeständen. Folgende Ziele umfasst das vorliegende Projekt: Hauptziele: Verbesserung der waldbaulichen Kenntnisse zur naturnahen Bewirtschaftung von Buchen- und Eichenwäldern im Biosphärenpark Wienerwald bei unterschiedlichen Zielsetzungen und Nutzungsinteressen (Biodiversität, Artenschutz, Nutz- und Energieholzproduktion, Erholung, Kohlenstoffvorrat) - Erarbeitung strategischer sowie operativer Waldbewirtschaftungskonzepte zur Optimierung einer mehrzweckorientierten, nachhaltigen Ressourcenbewirtschaftung - Verbesserung der waldbautechnischen Entscheidungsgrundlagen für die Verjüngung, Pflege und Nutzung von Buchen- und Eichenbeständen im Rahmen einer naturnahen Bewirtschaftung unter Berücksichtigung standörtlich-klimatischer Veränderungen. Teilziele: - Vergleichende Untersuchungen zur Verjüngungsökologie, Struktur und Dynamik in unterschiedlich bewirtschafteten (Schirmschlag, dauerwaldartige Bewirtschaftung) und unbewirtschafteten Beständen bei besonderer Berücksichtigung der Lichtökologie - Untersuchung der Totholzstruktur und -dynamik in bewirtschafteten und unbewirtschafteten Beständen als Grundlage für ein zielorientiertes Totholzmanagement. Naturnahe Waldbewirtschaftung bezieht nicht nur die Baumartenzusammensetzung, sondern vielmehr auch die Struktur der Wälder mit ein. Totholz ist ein wesentliches Merkmal der Hemerobie und steht in grundlegendem Zusammenhang mit der Artenvielfalt. Die Untersuchung soll Aufschluss über den Einfluss unterschiedlicher Bewirtschaftung auf Biomassekompartimente in bewirtschafteten und unbewirtschafteten Wäldern des Wienerwaldes geben und dient der Weiterentwicklung eines zielorientierten Monitoringsystems im Biosphärenpark Wienerwald. (Text gekürzt).

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