Das Projekt "Wirkung von UV-B-Strahlung und Wasserstress auf Fichte (Picea abies L. Karst.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Die Wirkung von UV-B-Strahlung (280-320 nm) auf Pflanzen ist vielschichtig und erst in Ansaetzen verstanden. Insbesondere bei Baeumen ist ueber die Wirkung von UV-B-Strahlung in Kombination mit anderen Umweltfaktoren wenig bekannt. Die Fichte Picea abies (L.) Karst ist eine wirtschaftlich wichtige Baumart Bayerns. Eine stete Zunahme der UV-B-Strahlungsintensitaet und ihre Auswirkung auf den Fichtenbestand ist deshalb nicht nur von oekologischer, sondern auch oekonomischer Bedeutung. Ziel des Projektantrags ist es, die interaktive Wirkung von UV-B-Strahlung und sommerlichem Trockenstress auf Jungfichten zu untersuchen. Unter Ausnutzung der natuerlichen Erhoehung der UV-B-Strahlung mit zunehmender Hoehe in der Troposphaere werden Klimakammerexperimente auf dem Wank in 1780 m ue.N.N. in speziell dafuer entwickelten Solardomen durchgefuehrt. Schwerpunkte der Arbeiten sind Untersuchungen ueber die Auswirkung der zunehmenden UV-B-Strahlung auf den photosynthetischen Gaswechsel, die Emission von fluechtigen organischen Verbindungen, die Bildung von isoprenoiden Verbindungen in den Nadeln sowie auf die pflanzlichen Schutzsysteme den antioxidativen Stoffwechsel und die UV-B Schirmpigmente der Fichten. Mit Hilfe dieser Untersuchungen sollen (i) Aussagen ueber das jahreszeitliche Verhalten der Fichten erarbeitet, (insbesondere in welcher Phase der Nadelentwicklung die Beeinflussung durch UV-B-Strahlung am hoechsten ist, (ii) der Einfluss von sommerlichem Trockenstress auf dieses Verhalten beschrieben, (iii) und moegliche Konsequenzen fuer das Wachstum der Fichten abgeschaetzt werden.
Das Projekt "Chitosan as a wood preservative, the wood technology aspect" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Holzbiologie und Holztechnologie durchgeführt. The natural durability of pine, spruce, beech and birch is low to medium. To use these species outdoors, a modification of the wood needs to be applied. Up to now, copper, chromium, and arsenic (CCA), and other copper-containing agents have been used for impregnation of wood. These preservatives have a good antifungal effect, but are under environmental discussion. This PhD study focuses on applying chitosan (a derivate from shellfish shell, squid pens ++) as an antifungal agent in pine (Pinus sylvestris), spruce (Picea abies), beech (Fagus sylvatica) and birch (Betula verrucosa/pubescens). Chitosan is an environmentally friendly natural polymer that is nowadays used for different purposes (weight reducing agent, waste water purification, absorbent for heavy metal removal and in medicine. The parameters that will be investigated in this PhD study are: 1. The ability of penetration of chitosan with different chain lengths and different degrees of acetylation in wood. 2. The fixation-process of chitosan to wood, which cross linking agents between chitosan and wood, should be used to prevent leaching. 3. Measuring of the changes in the physical/mechanical properties of wood after impregnation with chitosan. 4. The fire retardant ability. 5. To refine the use of chitosan treated wood in combination with other procedures.
Das Projekt "Auswertung der Waldzustanddaten von 1986 bis 1995" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Ordinariat für Weltforstwirtschaft und Institut für Weltforstwirtschaft und Ökologie der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Mitte der achtziger Jahre wurde in Europa ein System zum Monitoring des Waldzustands aufgebaut. Hintergrund war die starke Verschlechterung des Waldzustandes zu Beginn der achtziger Jahre in verschiedenen europaeischen Staaten als mutmassliche Folge der Luftverschmutzung. Im Laufe der zurueckliegenden Dekade wurden in mehr als 30 Staaten 25170 permanente Monitoringplots eingerichtet, davon ca. 5400 auf einem transnationalen Gitternetz von 16 x 16 km. Bei der Einrichtung jedes transnationalen Plots wurden u.a. die geographische Lage und die Hoehe ueber dem Meeresspiegel zur Standortcharakterisierung erfasst. Auf den Plots werden in jaehrlichen Intervallen die Kronenverlichtung sowie Blatt-/Nadelverfaerbungen von ca. 24 Baeumen erhoben. In den letzten Jahren wurden auf den Plots zusaetzlich Boden- und Blatt-/Nadelanalysen durchgefuehrt. Durch dieses Monitoringsystem liegen mittlerweile umfangreiche Datensaetze ueber den Waldzustand in Europa vor. Die Datensaetze bildeten die Grundlage fuer ein Forschungsvorhaben, das in den Jahren 1996 und 1997 von 8 europaeischen Forschungsinstituten durchgefuehrt wurde. Fuer das Forschungsvorhaben wurden zum einen die Qualitaet der erhobenen Daten bewertet und zum anderen die Entwicklung des Kronenzustands von sieben weitverbreiteten Baumarten in Europa (Picea abies, Pinus sylvestris, P. maritima, Fagus sylvatica, Quercus robur, Q. petraea und Q. ilex) untersucht. Weiterhin wurde geprueft, inwieweit der Kronenzustand durch die erhobenen Standortfaktoren erklaerbar ist. Fuer die Plots wurden Daten ueber Trockenstress und Luftverschmutzung modelliert. Schliesslich wurde der Zusammenhang zwischen Kronenzustand einerseits und Trockenstress sowie Luftverschmutzung andererseits untersucht.
Das Projekt "Biogene VOC-Emissionen und Photochemie in den borealen Regionen Europas (BIPHOREP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Objectives: Quantification of emission rates of C5 to C10 hydrocarbons from typical Boreal tree species. - Measurements of environmental and plant physiological parameters possibly controlling the source strength of VOC from vegetation. - Development of a chemical mechanism for the degradation of biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by plants in the boreal regions of Europe. - Intercomparison of canopy emission rates calculated by enclosure techniques and/or Gradient-/REA-technique. - Parameterisation of C5 to C10 hydrocarbon emission rates from typical Boreal ecosystems on the basis of key environmental and plant physiological parameters. - Application and test of new chemical mechanisms using measurements from the BIPHOREP field campaigns. Main Results Obtained: Pallas Field Experiment: In July/August 1996 3 boreal tree species: (1) Norway spruce (Picea abies L. (Karst.) ssp. obovata) (2) Scots pine (Pinus sylvestris L.), and (3) Downy birch (Betula pubescens Ehrh.) were investigated with respect to VOC emission pattern and the influence of environmental and plant physiological parameters on the source strength of VOC. The following plant physiological parameters were calculated: net photosynthesis A, leaf conductance for water vapour gH20 , transpiration E, and CO2 mixing ratio inside the leaf ci. The following environmental parameters were recorded: photosynthetic active radiation PAR, leaf temperature Tleaf, CO2 mixing ratio outside the leaf ce, leaf to air water vapour pressure deficit DW. In total 22 diurnal cycles during different weather situations typical for the boreal summer were recorded. On warm and sunny days leaf temperatures of up to 35 Grad C and PAR values of up to 1400 MikroE were observed. During that time the sum of monoterpenes emitted by a Norway spruce twig mounted to 300 pmol m-2 total leaf area s-1. Main isoprenoid compounds in the VOC emission pattern were (alpha-pinene, beta-pinene/sabinene and isoprene. Maximum values of the single compounds reached ca. 100 pmol m-2 s-1. Other Monoterpenes such as myrcene, (3-carene, limonene and two unidentified substances were emitted in significant lower amounts by spruce twigs. The sum of monoterpene emission rates for pine twigs were comparable to those of spruce twigs under similar weather conditions. However, only traces of isoprene were emitted by pine twigs (lower 40 pmol m-2 s-1). Birch is a very low emitter of isoprenoids with emission rates lower 20 pmol m-2 s-1. In general the emission rates are correlated to temperature and light. A control of the emission through stomatal movement or a correlation to net photosynthesis is not obvious.
Das Projekt "Das Zusammenwirken von Ozon und Trockenheit bei der Entstehung von Waldschaeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Forstbotanik durchgeführt. Ziel dieser Arbeit war es, das Zusammenwirken von Ozon und Trockenheit und dessen Wirkungen auf den CO2- und H2O-Gaswechsel an Fichte im Freiland zu untersuchen. Hier insbesondere die Wirkung auf das Spaltenregelvermoegen, den Kohlenstoff und Wasserhaushalt. Als Ergebnis laesst sich festhalten, dass es eine Wirkung von Ozon sowohl auf Spaltenregelvermoegen, wie Wasserhaushalt gibt, die sich bei dem Auftreten von Trockenheit verstaerkt. Durch den gestoerten Wasserhaushalt kommt es zu Beeintraechtigungen des Kohlenstoffhaushalts. Die beobachteten Schaeden waren jedoch ausschliesslich latenter Natur. Rein aeusserlich sichtbare Veraenderungen konnte nicht beobachtet werden. Die beobachteten Veraenderungen im Wasserhaushalt koennen jedoch unter bestimmten Klimabedingungen zu einer verstaerkten Anfaelligkeit gegenueber Trockenstress fuehren. So koennten manche Trockenschaeden auf Ozon zurueckgefuehrt werden.
Das Projekt "Empfindlichkeit von Picea abies (L.) Karst. gegenueber einer kombinierten Einwirkung von Ozon und Schwefeldioxid in Abhaengigkeit von unterschiedlich mit Naehrstoffen versorgten Bodensubstraten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt.
Das Projekt "EUREKA-Projekt: EUROTRAC (EU 7) - Teilvorhaben: Fluechtige Monoterpene in einem Bestand von Picea abies L. (Karst.): Emissionsorte, Emissionsmechanismen und Verhalten in der Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie durchgeführt. Das Vorhaben beschaeftigt sich mit Monoterpenen im Luftraum eines Fichtenbestandes im Nationalpark Bayerischer Wald. Es werden die Emissionsraten aus Auflagehumushorizont, Harz und intakten Nadeln unter natuerlichen Bedingungen erfasst und ihre Abhaengigkeit von verschiedenen pflanzeneigenen Parametern und Umweltfaktoren sowie der Emissionsmechanismus aus intakten Nadeln erforscht. Mit den Ergebnissen kann auf Gesamtemissionen im Bestand unter Beruecksichtigung von meteorologischen Variablen geschlossen werden. Als notwendige Begleitparameter werden der Blattflaechenindex und der Blattwiderstand fuer Wasserdampf und CO2-Diffusion bestimmt, Groessen, deren Kenntnis auch fuer Depositionsuntersuchungen unerlaesslich ist. Messungen der Terpenkonzentrationen in der Luft in verschiedenen Bestandshoehen liefern Daten ueber Fluesse und gehen in Modelle ueber atmosphaerische Wechselwirkungen und Reaktionsmechanismen ein.
Das Projekt "Untersuchungen zum Wasserhaushalt an Einzelbaeumen der Baumart Fichte (Picea abies (L.) Karst.). TV 4 des Verbundprojektes 'Untersuchung von Waldoekosystemen im Erzgebirge als Grundlage fuer oekologisch begruendeten Waldumbau'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Forstbotanik und Forstzoologie, Professur für Forstbotanik durchgeführt. Die nach wie vor problematische Immissionssituation in den Hoehenlagen des Erzgebirges und die damit verbundenen Probleme fuer den Waldbau machen die verstaerkte Erforschung der physiologischen Reaktionen der Baumarten unter Wassermangelbedingungen notwendig. Fuer die Realisierung dieses Vorhabens wurde im zurueckliegenden Jahr auf der Versuchsflaeche Oberbaerenburg im Erzgebirge an 40jaehrigen Fichten der 1996 begonnene Versuch zur Simulation von langsam steigendem Trockenstress weitergefuehrt. Anhand der Messungen verschiedener physiologischer Parameter (Xylemfluss, Gaswechsel, Wasserpotential in der Krone) wurde eine umfassende Beschreibung des Wasserhaushaltes der Baeume im Vergleich zu unterschiedlich stark durch Immissionen geschaedigten Baeumen moeglich. Die Aussagen konnten durch weitere Messungen koopierierender Institute erheblich erweitert werden.
Das Projekt "Genetische Untersuchungen an Fichten in Hochlagen des Hunsrueck" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchsanstalt Rheinland-Pfalz durchgeführt. Hierfuer wurden zwei benachbarte Bestaende auf gleichem Standort ausgesucht, die deutlich sichtbare Unterschiede hinsichtlich des Schaedigungsgrades aufweisen. Eine chemische Analyse ergab, dass die Nadelblaetter von Baeumen des juengeren, sich in Aufloesung befindlichen Bestandes deutlich erhoehte Gehalte an Aluminium gegenueber denen des aelteren Bestandes aufweisen. Es liegt nahe, dass der Herkunft des verwendeten Pflanzgutes eine entscheidende Bedeutung zukommen muss. Ziel dieser Untersuchung ist es, mit Isoenzym-Analysen eine Abklaerung dieses Phaenomens vorzunehmen.
Das Projekt "Der Einfluß natürlich-phytotoxischer Luft und physiologische und biochemische Prozesse der Terpenemission bei Picea Abies in Open-Top-Kammern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Limnologie durchgeführt. Die Untersuchungen im vorgeschlagenen Forschungsvorhaben sollen den Einfluss natuerlich-phytotoxischer Waldluft auf die Monoterpenemission von Picea abies am natuerlichen Standort aufzeigen. Dieses wird durch Beprobung der Abluft von Open-Top-Kammern (Welzheimer Wald) ermoeglicht, wobei jeweils ein Kammer-Set mit gereinigter bzw natuerlich-phytotoxischer Waldluft begast wird. Die Analyse der Monoterpene in der Abluft erfolgt mit Hilfe der Massenfragmentographie nach einem neu eingefuehrten spezifischen Sorptionsverfahren. Nach diesem sind Messungen bei allen Wetterlagen und auch bei Anwesenheit hoher Ozonkonzentrationen zuverlaessig moeglich. Es werden sowohl Tagesdynamiken (Messungen ueber 24 Stunden im 2 Stunden Abstand) als auch die Jahresdynamik der Monoterpenemission von Picea abies bei Begasung mit Reinluft und natuerlich-phytotoxischer Waldluft ermittelt. Besonderes Augenmerk soll hierbei auf Episoden hoher Schadgaskonzentrationen (Ozon/SO2) gelegt werden. Die Ergebnisse ermoeglichen eine Abschaetzung der natuerlichen Olefin-Emission von Fichtenbestaenden im mitteleuropaeischen Raum und Schadstoffeinfluesse auf diesen Prozess.
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