Im Jahre 1948 wurde durch die Forschungsstelle Norderney eine botanische Kartierung der ostfriesischen Küste vorgenommen, in welcher vor allem die Ausbreitung der zwanzig Jahre früher angepflanzten Spartina townsendii festgehalten werden sollte. Die Untersuchung diente weiterhin dem Ziel, zur Klärung der bis heute umstrittenen Bedeutung von Spartina im Küstenschutz und in der Landgewinnung beizutragen. Die botanischen Aufnahmen des Küstengebietes zwischen Knock und Bensersiel (1948) führten zu folgenden Ergebnissen: 1. Den Rückgang der Spartina-Anpflanzungen haben an der ostfriesischen Küste zunächst nur wenige Exemplare (312 =1,7 %) überlebt. Diese Pflanzen haben sich aber seit 1932 fast explosionsartig vermehrt und bilden jetzt (1948) in der Leybucht eine Wiese von fast 258 ha und bei Neßmersiel eine Wiese von 26 ha. Das gesamte von Spartina durchsetzte Gebiet beträgt in diesem Küstenabschnitt aber fast 1000 ha, d. h. etwas weniger als die Hälfte des gesamten Deichvorlandes einschließlich der Quellerzone. 2. Spartina townsendii ist an der ostfriesischen Küste für die Landgewinnung wertlos, da sie fast nur in der Zone gedeiht in der auch die klassischen Landgewinner Queller (Salicornia stricta) und Andel (Puccinellia maritima) wachsen. Spartina wirkt eher schädigend für die Landgewinnung, weil sie einen vom wässrigen Schlickbrei bedeckten, schlecht durchlüfteten Boden liefert und dadurch die raschere Auflandung mit guter Bodenlüftung durch die Andelwiese verhindert. 3. Spartina ist, wo sie in größeren Horsten und Beständen vorkommt, gegen Abbruch wegen tiefer Bewurzelung sehr widerstandsfähig. 4. Spartina kann vor scharliegenden Deichen selbst bei geringer Überflutungshöhe (< 1,0 m) infolge der dort im Allgemeinen höheren Stromgeschwindigkeiten und vor allem des Eisgangs nicht wachsen. 5. Spartina hat unter den einheimischen Vorlandpflanzen nur einen einzigen wirksamen Konkurrenten, der sie auf günstigen Standorten zurückhalten kann: Aster tripolium. In der Leybucht z. B. bildet sich eine besondere Mischgesellschaft, das Spartinetum townsendii asteretosum aus. 6. Spartina ist in den Schloten weit in den alten Heller – stellenweise bis zum Deichfuß – vorgedrungen und hat den unteren Teil der ehemaligen Andelwiese vernichtet, der heute von reinen Spartina-Eiesen (Spartinetum townsendii typicum) eingenommen wird. 7. Die künftige Landgewinnungspraxis muss Spartina in alle Planungen miteinbeziehen, da eine Ausrottung des Schlickgrases unmöglich ist. 8. In Zukunft muss mit größerer Sorgfalt als bisher die Ökologie einer fremden Pflanze, die in ein bestehendes Ökosystem eingefügt werden soll, vorher untersucht werden.
Das Projekt "Gross N transformations and N2O fluxes in biochar-amended soils" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. Recently, the application of biochar to soils has been discussed as a win-win-win strategy to improve soil fertility, sequester carbon, reduce greenhouse gas (GHG) emissions, and to enable CO2-negative energy production from renewable feedstock. First results suggest that biochar application affects the N transformations in the soil - The interactions between biochar and soil N transformations are still poorly understood. The aim of this project is to quantify the simultaneously occurring gross N transformations and sources of N2O fluxes in soils after biochar application. The methodology developed by C. Müller and established at the Department of Plant Ecology (15N labeling-tracing-modeling) (2-5) will be used to investigate the effect of biochar on soil N dynamics. Three 15N-tracing studies will be conducted to evaluate the short-term, intermediate and longer-term effects of biochar on N dynamics: (1) a study using 15N-labelled biochars (adapt technique for biochar); (2) a study examining intermediateterm effects in a biochar-hydrochar field study that started in April 2011 at the Dept. of Plant Ecology, and (3) a study in an European field experiment where fully randomized biochar plots were installed in 2009. The study is designed in such a way that Bachelor- and Master studies will address certain aspects in support of the main study. A process-based understanding of the soil N dynamics is key to evaluate if biochar may be a suitable global-change mitigation tool.
Das Projekt "Sub project: Seasonal dynamic of yeast fungi in soils along land use gradients of beech forests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH durchgeführt. Alteration of natural ecosystems by human activity is one of the most serious concerns nowadays. This is also true for forest sites as they are repeatedly affected by environmental change and land management. Forestry and agriculture cause biodiversity losses in many functional groups. Previous studies showed that forest management induces pronounced shifts in soil yeast communities. It remained, however, uncertain whether these changes are found throughout the vegetative season. In this project, we studied seasonal changes in soil yeast communities in natural and managed beech forests in order to distinguish forest management effects from seasonal changes. We analysed soil samples collected in two regions, Hainich and Schwäbische Alb. Using advances of our previous studies, we have further optimized cultivation approach and tested several common additives to cultivation media. We found that application of Rose Bengal substantially changes yeast species composition recovered from soil samples. Unlike plates supplemented with lactate and kanamycin, plates containing Rose Bengal yielded dimorphic fungi of the genus Trichosporon only. Despite reports on antifungal activity of soil yeasts Trichosporon porosum, we found no negative effect of media acidification with lactate on yeast species compositions. Also, plates supplemented with lactate yielded as many different species as plates containing kanamycin. In contrast to our expectations, our project revealed minor contribution of plant-related yeasts to the soil community. Specifically, pigmented phylloplane-related species have been found in the end of the vegetative season only. These were abundant in areas exposed to forest litter making up to 30% of the total abundance but did not exceed 5% in probes protected from litter fall, i.e. samples collected underneath wood logs. This project revealed substantial changes in soil yeast community composition and structure throughout the vegetative season and supported previous observations regarding effects of forest management on yeast community parameters. Abundance of ascomycetous yeasts reflects well the forest management. In the same time, fermenting ascomycetes from genera Candida, Kazachstania, Schwanniomyces were present in high quantity in soil communities in spring and summer, and were replaced by fermenting basidiomycetes, Mrakia spp. in autumn. Thereby, our results display an interesting successional trend in soil microbial communities but also suggest that yeasts likely to provide an important community service. Another interesting seasonal trend is the increasing number and diversity of psychrophilic yeasts in the end of the vegetative season. Specifically, we have isolated yeasts, which were previously found in Antarctica and glaciers in Alps. This observation suggests that so-called cold-adopted yeasts are not restricted to extreme habitats but are present in forest soils during cold periods. Abridged text
Das Projekt "Mechanisms of flowering time control by the novel flowering time genes GNC and GNL" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Department Ökologie, Lehrstuhl für Ökophysiologie der Pflanzen durchgeführt. This project aims at understanding how flowering is controlled by gibberellin (GA) and cold temperature and how flowering time control is linked to frost tolerance. This is based on our finding that transcription factors of the GNÜLLER family, notably the GAregulated genes GNC and GNL, delay flowering and at the same time confer frost tolerance in Arabidopsis thaliana. We also observed that GNC/GNL expression is activated by FLC in response to intermittent cold temperatures that delay flowering and that GNC/GNL expression confers frost tolerance by activating cold-responsive gene expression. Using molecular and genetic approaches we now want to examine (1) how GNC/GNL integrate GA- and FLCdependent signals to control flowering time, (2) whether expression differences of GNC/GNL can explain differences in flowering and frost tolerance in 5 selected Arabidopsis accessions, and (3) whether and how GNC/GNL control flowering time and frost tolerance in crop species. Understanding how GA signalling, flowering time and frost tolerance are controlled and how these signalling pathways are interconnected may allow to accelerate breeding of frost tolerance, a desirable but difficult-to-assess trait, and flowering time, an easy-to-assess trait, in the context of knowledge-based breeding programs.
Das Projekt "Ecosystems of the Volga basin and effects on the Caspian Sea" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Ökologie der Pflanzen durchgeführt. General Information: This European projects focus on the problem of conservation and utilization of natural resources with a view to promote a balanced and environmentally sustainable long term development. The basic aim of the project is to show the relationships between vegetation, land use and contribution from the catchments to the quality of water and ecosystems in the Caspian Sea and surroundings. The programme gathers biologists, botanists, ecologists and GIS specialists from France, Georgia, Germany and Russia to: (show actual vegetation ; reveal vegetation structure and modern dynamics of vegetation as the result of natural and anthropogenic impact; show up relationships between plant communities and their habitat conditions; obtain information about vegetation potential; give various information about natural resources; provide information for better management and use of the natural environment. Field investigations are implemented in the catchment basins and rivers of the Caspian Sea and surroundings. Achievements: Foreseen Results At the end of the programme, the elaboration of the actual vegetation map will serve as a fundament for establishing new, modern network of protected areas and rational utilization of vegetation resources on the regional and, presumably, trans-regional levels. The results of the programme will be presented to appropriate parliament commissions and governmental structures of the region counties. Prime Contractor: Universite de Savoie, Laboratoire Dynamique des Ecosystemes d'Altitude; Le Bourget Du Lac; France.
Das Projekt "Die Farn- und Blütenpflanzen Sachsen-Anhalts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Botanischer Verein Sachsen-Anhalt e.V. durchgeführt. Erarbeitung von Grundlagen einer Landesflora; - Zusammenführen aller wesentlichen Angaben zur Verbreitung von Pflanzen; - Datenprüfung; - Erarbeitung von Angaben zur Ökologie, Verbreitung, Bestand und Bedrohung der Arten.
Das Projekt "A6: Response of element cycles in a tropical mountain rain forest to environmental and land-use change" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Geographie und Geoökologie durchgeführt. The north Andean forest is affected by climate-driven acid and base depositions and will experience increasing N input in the future. Based on our knowledge of element cycling in the Reserva Biologica San Francisco, we aim at developing scenarios of possible responses of the study forest to expected environmental change. We will evaluate the available data series and complete the parameterization of a catchment-based hydrologic model (CATFLOW). We will assume the joint change scenarios of the Research Unit. The developed scenarios will be validated by continuing the Long-term Ecosystem Study and the Nutrient Management Experiment (NUMEX). The Long-term Ecosystem Study was established in 1998. For greater than 11 years, a unique data set of weekly records of all major water and element fluxes has been collected. In the interdisciplinary NUMEX experiment, established in 2007, we continuously add N, P, N+P, and Ca twice per year to native forest in a block design at ca. 2000 m a.s.l. to explore the forest response to low-level nutrient input. For the next phase, a joint 15N pulse chasing experiment will be conducted to further explore the fate of added N. We contribute by setting up a complete flux budget of the applied isotope label.
Das Projekt "Schadwirkung von Phenolen auf das Wachstum von Algen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. In einem Algenzucht-Thermostat wurde der Einfluss von Phenolen auf das Wachstum von Scenedesmus obliquus untersucht. Die natuerlichen Phenole p-Hydroxybenzoesaeure, Protocatechursaeure und Gallussaeure hatten unter 100 mg/l keine, darueber nur eine geringe Wachstumshemmung zur Folge, wenn die Kulturen auf einen pH von 6,5 eingestellt wurden. Die synthetischen Verbindungen jedoch wirkten mit einer mittleren Toxizitaetsgrenze (LD50) von 27,5 mg/l fuer o-Chlorphenol, 7,8 mg/l fuer 2,4-Dichlorphenol und 1,1 mg/l fuer 2,4,5-Trichlorphenol sehr stark toxisch. Ungewoehnlich hohe Anfangswachstumsraten bei einigen mit o-Chlorphenol behandelten Kulturen deuten darauf hin, dass die Zellen der zweiten Generation staerker gehemmt werden als ihre Mutterzellen. Zur Zeit werden Untersuchungen ueber den Einfluss verschiedener Kulturbedingungen auf die Toxizitaet von Phenolen durchgefuehrt. Geplant bzw. in Vorbereitung ist weiterhin die Aufnahme von Versuchen mit Algenmischkulturen.
Das Projekt "Teilprojekt 1 und 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Das Verbundprojekt zielt auf die Entwicklung nachhaltiger, waldhygienischer Konzepte am Beispiel ausgewählter Vergleichsregionen in Deutschland, für die eine hohe Vulnerabilität durch die Effekte des Klimawandels, die Globalisierung sowie durch die Bildung bzw. Ausweitung von Ballungszentren besteht oder für die Zukunft erwartet wird. Das Untersuchungsgebiet erstreckt sich entlang eines diagonal durch ganz Deutschland von Südwesten nach Nordosten reichenden Transektes, der vergleichbar sensible Standorte mit limitierter Wasserverfügbarkeit und erhöhtem Wärmeangebot verbindet und daher exemplarisch für eine Übertragbarkeit auf zukünftige Entwicklungen geeignet erscheint. Schwerpunkte des Vorhabens stellen standortadaptierte Baumarten (Eichen und Kiefern) dar, die sich durch eine große ökologische Amplitude auszeichnen und somit auch für die zukünftige Waldwirtschaft von Bedeutung sind. Die Untersuchungen zielen auf die Förderung der natürlichen Baumwiderstandskraft, die Anpassung und Optimierung von Diagnose-, Monitoring- und Prognoseverfahren sowie insgesamt auf einen zukunftsorientierten Waldschutz mit breiter gesellschaftlicher Akzeptanz. Die verschiedenen, entlang des Transektes zu erwartenden Eichen- und Kiefern-Herkünfte werden bezüglich ihrer Abwehrreaktionen auf Engerlingfraß (Eiche - TP1) bzw. Infektion mit Mistel und Sphaeropsis (Kiefer - TP7) charakterisiert. Über Expressionsmuster sollen Kandidatengene identifiziert werden, die an spezifischen Abwehrreaktionen beteiligt sind. Die Daten werden sowohl aus einem kontrollierten Gewächshausversuch, als auch durch die Beprobung von ausgewählten Versuchsflächen gewonnen. Die Baumpopulation dieser Versuchsflächen muss dafür zusätzlich herkunftsgenetisch untersucht werden.
Das Projekt "Sub project: Biodiversity and land-use effects on root biomass and arbuscular mycorrhizal communities in roots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität (FU) Berlin, Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Ökologie der Pflanzen durchgeführt. As most land use practices in grasslands (grazing, mowing) remove aboveground plant biomass, an important carbon sink in grasslands is plant roots. Thus, knowledge on the impact of land use on root growth and biomass is important for studies on belowground biota and for models of carbon sink strength. Arbuscular mycorrhizyal fungi (AMF) are among the most common microbes associated with roots, providing a direct link from above to belowground biota, as AMF in roots are directly influenced by their host plant. We predict that host plant identity and specific plant traits (e.g. root structure) will lead to phylogenetic clustering in AMF communities, which should lead to closely related plant species being colonized by similar AMF. With increasing land use intensity AMF species richness declines, which will dissolve phylogenetic clusters, leading to more uniform communities between plants. We will also collaborate on a fine-scale (temporal and spatial) study where we expect variation in plant communities to lead to unique assemblages of AMF which are directly linked to diversity in other soil microorganism groups. Our project will yield data on AMF communities in roots at an unprecedented level of comprehensiveness, enabling us to test critical hypotheses about phylogenetic controls on communities. Through full integration in the Exploratory design the project will engender maximal synergies with other projects.