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 "Der Einfluss von Ammoniak und Ozon auf die Stresssensitivitaet von Waldbaeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Botanisches Institut durchgeführt. In dem vorliegenden Projekt soll der Einfluss einer Belastung mit Ammoniak und Ozon (einzeln und in Kombination) auf Fagus sylvatica L und Pinus sylvestris L untersucht werden. Die Baeume werden sowohl in Klimakammern unter definierten Bedingungen als auch zu verschiedenen Jahreszeiten in Open-top-chambers den Schadstoffen ausgesetzt. Die Belastung mit unterschiedlichen Ammoniakkonzentrationen erlaubt Aussagen ueber die Dosisabhaengigkeit der Wirkung und gibt Hilfestellungen fuer die Festlegung von Grenzwerten. Einen Schwerpunkt der Arbeit stellen Untersuchungen zur durch die Schadstoffe veraenderten Resistenz der Pflanzen gegenueber anderen Stressoren dar. Waehrend der Belastung werden Wachstumsparameter dokumentiert und Gaswechselmessungen durchgefuehrt. Zur Erklaerung der makroskopisch sichtbaren Effekte dienen umfangreiche physiologische und biochemische Untersuchungen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1/5: Abbau von Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) durch Mykorrhiza-Pilze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Es wird die Rolle von Ektomykorrhizen der Baumarten Pinus sylvestris, Quercus robur und Betula pendula fuer den PAK-Abbau oder die Freisetzung von im Humuskomplex gebundenen PAK untersucht. Das Screening der Mykorrhizapilze auf Schadstofftoleranz und metabolische Leistungsfaehigkeit erfolgt im Rahmen von in vitro-Versuchen mit Anthracen, Phenanthren und Pyren als PAK-Modellsubstanzen. In der Versuchsreihe mit sterilen Fruchtkoerperstuecken wurden die groessten PAK-Abbauraten durch Gattungen erzielt, bei denen hohe Gehalte an Laccase und Tyrosinase nachgewiesen werden konnten. Fortgesetzt werden die Versuche im Gewaechshaus mit mykorrhizierten Baeumen und real kontaminierten Boeden. Neben der Fragestellung des PAK-Abbaus ist zu klaeren, ob es zu einer Schaedigung der Mykorrhiza bzw. Hemmung der pflanzlichen Prozesse kommt. Mit dem Anbau von speziell mykorrhizierten Gehoelzen soll ein oekonomisch tragbares Sanierungsverfahren fuer grossflaechige Kontaminationen (bei geringen PAK-Gehalten) bereitgestellt werden.
Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt W5: Physiologische Steuerung der Transpiration von Waldbestaenden bei Bodenaustrocknung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Pflanzenökologie durchgeführt. Waehrend der Sommerhalbjahre 1993 und 1994 wurden im Hartheimer Kiefernforst (Pinus sylvestris) in der Oberrheinebene (SW-Deutschland) Messungen des Blattgaswechsels, der Blattleitfaehigkeit, der Baumtranspiration, der Bodenfeuchte und des Bodenwasserentzugs sowie der Abscisinsaeurekonzentration (ABA) im Xylemsaft durchgefuehrt. Dabei ergab die porometrische Bestimmung der Blattleitfaehigkeit ein Maximum von ca. 280 mmol pro m2 x S (13.6 mm x S). Die halbe maximale Blattleitfaehgikeit wurde bei einer Einstrahlung von 40 mikromol m2 x S erreicht. Lichtsaettigung trat bei einer Photonenflussdichte von ca. 500 mikromol m2 x S auf. Die Leitfaehigkeit sank stark oberhalb eines Saettigungsdefizits von 10 hPa, das thermische Optimum unter Lichtsaettigung lag bei 22 Grad Celsius. Deutliche Einschraenkungen der Leitfaehigkeit sowohl auf Blatt- als auch auf Bestandsebene zeigten sich unterhalb einer Bodenfeuchte von 16 Vol. Prozent. Bereits bei beginnender Austrocknung der oberen Bodenschichten sank die Leitfaehigkeit geringfuegig - gleichzeitig bewegte sich das Predawn Wasserpotential im Bereich von -0.4 bis 0.6 MPa. In diesem Bereich des Blattwasserpotentials stieg die Abscisinsaeure(ABA)-Konzentration im Xylem von 200 auf 500 nmol pro l. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass ABA eine Schluesselrolle in der Kontrolle des Wasserumsatzes eines Waldbestandes einnimmmt, indem es Informationen ueber den Zustand des Bodenwasserspeichers an die Blaetter uebermittelt und somit die Reaktion des Bestandes auf unterschiedliche Bodenwasserbedingungen steuert, um ein optimales Haushalten mit den Wasservorraeten im Boden zu gewaehrleisten und dauerhafte Schaedigungen durch Kavitation zu verhindern. Das Transpirationspotential des Baumbestandes wurde durch eine Durchforstung im Herbst 1993 annaehernd proportional zu den damit verbundenen Aenderungen im Blattflaechenindex und der Xylemflaeche herabgesetzt. Die gleichzeitige Beobachtung von Xylemsaftfluss und Leitfaehigkeit ermoeglichte es, den Einfluss der Blattleitfaehigkeit auf den Gesamtwasserumsatz der Pflanze zu bestimmen. Die Messung der Bestandesleitfaehigkeit vor und nach der Durchforstung ergab eine deutliche Abhaengigkeit der Leitfaehigkeit von der Bestandesstruktur. (Abschlussbericht 1998).
Das Projekt "Modellierung der Emission biogener, fluechtiger, organischer Verbindungen in der Kronenschicht europaeischer Waelder (VOCAMOD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. It is well known that biogenic volatile organic compounds (BVOC), especially chemically reactive compounds such as isoprene, monoterpenes and sesquiterpenes, are triggering tropospheric chemistry during the vegetation period. To derive effective control strategies for surface ozone in Europe, there is a pressing need to provide realistic BVOC emission scenarios for continental areas for estimating the contribution of BVOC to tropospheric chemistry and the potential changes in the emission behaviour due to climate and land use/land cover changes. On the basis of the work done within the CEC projects 'Biogenic Emissions in the Mediterranean Area' (BEMA) and 'Biogenic VOC Emissions and Photochemistry in the Boreal Regions of Europe' (BIPHOREP), a number of experiments are available adressing the BVOC emission from characteristic European forest ecosystems. The present project benefits from the existing data bases. It adresses the problem of the development and intercomparison of integrated canopy models to predict the emission of BVOCs and the effects of environmental controls (light, temperature etc) and chemistry. Improved canopy models at the patch scale are needed to provide useful input data to mesoscale models of tropospheric chemistry at adequate scales intime and space. Activities: Emission factors, emission algorithms, and future climate scenario. 1) To update emission factor and emission algorithms for European tree species with special emphasis on boreal and middle European vegetation. 2) To make the updated emission factors and emission algorithms for Picea abies, Pinus sylvestris and Quercus pubecens available for implementing in canopy models. 3) To make data available with respect of the influence of drought stress of the seasonal cycle of isoprene and aldehyde emission from Quercus pubescens. 4) To investigate and quantify the influence of elevated COdeep2 and elevated nitrogen input on the emission of isoprenoids from European Spruce/Beech canopies. BVOC chemistry module: 1) To define relevant chemistry degradation pathways for reactive BVOC, eg linalool. 2) To implement new mechanisms for BVOC in the 'Regional Atmospheric Chemistry Mechanism (RCAM). In the module the relevance of a chemical reaction for the canopy modelling is determined by the chemical time scale of the reaction in comparison to the residence time of trace gases inside the canopy. This residence time is determined by meteorological parameters inside the canopy, especially by the mean wind speed and the turbulence intensity. Canopy modelling: 1) To develop a parameterisation scheme for NOdeepx soil emissions from a Citrus plantation on the basis of field data from BEMA. 2) Co-ordinate the sensitivity and evaluation studies of the different canopy models. As input data sets, results will be used from the literature and from ongoing activities performed in part within BIPHOREP (Pinus sylvestris; Hartheimer Wald, Hartheim, Germany; Picea abie
Das Projekt "Der Entwicklungserfolg ausgewaehlter phyllophager Lepidoptera an Kiefern (Pinus sylvestris) auf den schwermetallbelasteten Boeden der ehemaligen Rieselfelder Berlin-Nord in Abhaengigkeit von Standort und physiologischem Status der Wirtsbaeume" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Forschungsanstalt Eberswalde e.V. durchgeführt. Der Entwicklungserfolg von Dendrolimus pini L. ist auf den ehemaligen Rieselfeldern vermindert. Damit konnte die Bedeutung der Reproduktionsrate fuer eine oekotoxikologische Bewertung von Schwermetallwirkungen auf Invertebraten unterstrichen werden. Auch fuer Lymantria monacha L. wird eingeschaetzt, dass im Vergleich zu Kontrollen fuer die Rieselfeldpopulationen schlechte Entwicklungsbedingungen vorhanden sind. Als Ursache fuer die negative Einschaetzung der Populationsentwicklung werden die in den Kiefernnadeln der Rieselfeldflaechen erhoehten Schwermetallgehalte, insbesondere an Zn, Cd und Ni angesehen. Anhand der Versuche zur Biomagnifikation kann vermutet werden, dass die Tiere einen nicht geringen energetischen Aufwand bei Frass der mit Schwermetallen angereicherten Nadeln der Rieselfeldkiefern fuer Entgiftungsprozesse aufbringen muessen. Fuer alle Freilandversuche konnte gezeigt werden, dass die Mortalitaetsrate der Larven, bei Betrachtung aller untersuchten abundanzdynamischen Parameter, die staerkste Abhaengigkeit von der Witterung zeigt. Auf allen Rieselfeldflaechen zeigen die untersuchten Kiefern eine verminderte Vitalitaet, die ihren Ausdruck in geringen Chlorophyllfluoreszenzwerten, niedrigen Feuchtegehalten der Nadeln und erhoehten Prolinwerten findet. Als Ursachen wurden die Schwermetallast der Boeden, andere mit den Klaerschlaemmen ausgebrachte Schadstoffe und die schlechte Wasserversorgung der Baeume herausgestellt. Daraus schlussfolgernd wurde fuer die Kiefern eine veraenderte Disposition gegenueber phytophagen Insekten angenommen.
Das Projekt "Zusammenwirken von Luftschadstoffen, Klimatischen und Ernaehrungs-Faktoren auf die Nadelbaum-Physiologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 9 Architektur, Bio- und Geowissenschaften, Institut für Angewandte Botanik durchgeführt. Begasung von Pinus halipensis und Pinus sylvestris mit Ozon und Stickoxiden. In den behandelten Kiefern soll untersucht werden, welchen Einfluss diese Luftschadstoffe auf Wachstum, Schaedigung der Blattorgane, Photosynthese, Transpiration, zellulaere Inhaltsstoffe und antioxidative Wirkung der Schadgase bei unterschiedlicher Versorgung mit Naehrstoffen modifiziert wird.
Das Projekt "Immunochemische und isoenzymatische Charakterisierung von Hybriden aus kontrollierten Kreuzungen zwischen Spirke und Gemeiner Kiefer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Spirke (Pinus montana var. rostrata) und Gemeine Kiefer (Pinus sylvestris) sind nah verwandte Arten und haben von den Pyrenaeen im Westen ueber die Alpen bis zum Kaukasus im Osten ein gemeinsames Verbreitungsgebiet. Beide Arten koennen unter natuerlichen Bedingungen Hybriden bilden. Populationen hybridogenen Ursprungs sind relativ haeufig auf solchen Standorten zu finden, auf denen die 'reinen Arten' selten ueberleben, z.B. in Mooren und auf nassen Boeden. In der Literatur gibt es ausserdem zahlreiche Hinweise, dass Hybridisierung und Introgression im gemeinsamen Verbreitungsgebiet die genetische Variation von Populationen erhoehen. Dies koennte insofern eine grosse Bedeutung haben, als dadurch die Anpassungsfaehigkeit erhoeht wird. Im Zusammenhang mit Untersuchungen ueber die Vererbung von Wuchs- und Resistenzmerkmalen wurden im Jahre 1977 kontrollierte Kreuzungen zwischen Klonen der beiden Kiefernarten durchgefuehrt und das Saatgut 1981 ausgesaet. Die Jungpflanzen wurden 1984 in einem Feldversuch ausgepflanzt. An diesen Nachkommenschaften und ihren Elternklonen wurden in Zusammenarbeit mit der Genetischen Abteilung der Universitaet Poznan/Polen Vererbungsmuster von Proteinmarkern anhand von Antigenproteinen und Isoenzymen untersucht. Die Ergebnisse koennen zum besseren Verstaendnis von Evolutionsvorgaengen in natuerlichen Hybridschwaermen beitragen. Ergebnis: In den immunochemischen Untersuchungen zeigten die Hybriden unterschiedliche Aehnlichkeiten mit den jeweiligen Eltern. Einige Nachkommen hatten ausgepraegte muetterliche (maternale Vererbung), andere mehr vaeterliche Vererbungsmuster (paternale Vererbung). Wenige Hybriden verhielten sich intermediaer. In den Isoenzymanalysen wurden Abweichungen von den zu erwartenden Mendel-Aufspaltungen festgestellt. In einigen Kreuzungsnachkommenschaften war ein Ueberschuss an heterozygoten Individuen zu verzeichnen. Von besonderem Interesse waren Beobachtungen, dass sich sowohl bei den immunochemischen wie auch bei den isoenzymatischen Analysen sog. 'neue' Proteine nachweisen liessen, die bei den jeweiligen Eltern nicht vorhanden waren. Dieses Phaenomen konnte man bisher auch bei Kreuzungsnachkommenschaften anderer Baumarten beobachten. Die Ursachen sind allerdings noch nicht eindeutig geklaert.
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| Bund | 15 |
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| Deutsch | 15 |
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| Boden | 13 |
| Lebewesen & Lebensräume | 15 |
| Luft | 11 |
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