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Native plants and mycorrhizal fungi in wind erosion control in the Kailash-Manasarovar region (Tibet, China)

We study the effects of plants and root-associated fungi on wind erosion within the alpine environment of Tibet. China is one of the countries most affected by desertification processes and Tibet, in particular, a key region in desertification combat. The presented project focuses on the Barkha Plain surrounded by Mount Kailash and the Lake of Manasarovar (Ngari Prefecture). This Western Tibet region experienced little scientific attention but, nowadays, faces rapidly increasing touristic activities and expanding local settlements associated with socio-economic changes that are serious threats to the delicate ecological balance and potential triggers of desertification. It exists almost unanimous agreement that revegetation is the most efficient and promising strategy to combat wind erosion and desertification in the long term. However, re-colonising success is often poor, mainly under extreme environmental conditions. Compared to conventional practices, the approach of the presented project attains better accordance with natural succession processes and promises acceleration of both plant and soil development and, conclusively, more efficient desertification control. The project assesses the potential of native plants and symbiotic fungi to control wind erosion and desertification processes. It aims to identify key plants and fungi that increase soil aggregate stability and efficiently drive succession into a natural and self-maintaining cycle of the ecosystem. Furthermore, it provides crucial information for implementing environmentally compatible and cost-effective measures to protect high-elevation ecosystems against desertification. Within three successional stages (early, intermediate, late), field investigations are performed on the basis of Modified-Whittaker plots. Classic methods of vegetation analysis and myco-sociology are combined with analysis of distribution patterns at different scales (patchiness, connectivity). Comprehensive soil analysis is performed comprising grain size distribution, aggregate stability, pH as well as water and nutrient contents. Additionally, important parameters of wind erosion are measured concurrently and continuously to assess their magnitude and variability with respect to vegetation and soil at different levels of development. The parameters addressed, include sediment transport, air temperature, radiation, precipitation, relative humidity as well as speed and direction of wind. Surface moisture is recorded periodically and roughness described. Species and environmental parameters are checked for spatial correlation. Cutting edge technologies are applied in laboratory work, comprising molecular methods for fungal species identification and micro-tomography to analyse soil structure. Furthermore, successfully cultivated fungi and plants are subject of synthesis experiments and industrial propagation in view of practical implementation in restoration measures.

Nuetzlingsfoerderung durch die Gestaltung von Agrarlebensraeumen

Verschiedene Unkrautarten zeichnen sich durch unterschiedlichen Tierbesatz aus. Mit Kenntnis des Tierbesatzes ist es moeglich, ueber die Ansaat bestimmter Ackerkrautstreifen einzelne Tiergruppen zu foerdern. Daneben zeigen bestimmte Analysen der Aufenthaltspraeferenz verschiedener Nuetzlingsgruppen ebenfalls Vorlieben fuer bestimmte Pflanzenarten auf. Mit entsprechenden Saatmischungen fuer Ackerkrautstreifen wurden Ansaaten vorgenommen und in verschiedenen Gebieten ueber mehrere Jahre pflanzensoziologisch betreut. Es wird angestrebt, eine Saatgutmischung zu entwickeln, deren Sukzession auf mehrere Jahre weitgehend vorsehbar ist, so dass die Pflanzengesellschaft sich in einem Bereich entwickelt, der optimal zur Nuetzlingsfoerderung ist. Die Auswirkungen auf verschiedene Schaedlingspopulationen werden analysiert und es wird angestrebt, durch ein optimales Streifenmanagement weitgehend auf Insektizide verzichten zu koennen. Mehrjaehrige ungestoerte Ackerkrautstreifen haben sich als ideale Refugial- und Ausbreitungsgebiete fuer viele Arthropoden-Arten erwiesen, so dass die Monotonie der Agrarlandschaft aufgebrochen werden kann und dem Artenschwund in der Kulturlandschaft entgegengewirkt wird. Betriebsoekonomische Analysen von Ackerkrautstreifen wurden erstellt, der Einbezug in die Praxis auf Betriebsebene wird angestrebt.

Veraenderung in der Artenzusammensetzung von Waldbestaenden durch Umwelteinfluesse

Mit pflanzensoziologischen Methoden wird ermittelt, ob Veraenderungen im Verlaufe der letzten 3-5 Jahrzehnte in der Artenkombination und Pflanzenzahl in Kraut-, Strauch- und Baumschicht auf ausgewaehlten Waldstandorten stattgefunden haben. Diese Veraenderungen sollen Hinweise auf entsprechende Standortsveraenderungen geben. Es wird versucht, Wechselbeziehungen zwischen Schadstoffimmissionen, Beeinflussung des Standortes und Walderkrankung darzustellen. Die pflanzensoziologischen Aufnahmen der wichtigsten Waldgesellschaften des Mittellandes, die bereits vor 25-40 Jahren durchgefuehrt wurden, sollen auf breiter Basis wiederholt werden. Dabei gibt die erste Aufnahme die Vergleichsbasis zur heutigen, mit Schadstoffen belasteten Situation wieder. Mit Hilfe der Zeigerwerte von Pflanzen kann dann die oekologische Bedeutung moeglicher Veraenderungen abgeschaetzt werden.

Rekultivierung als Problem von Sukzession und Stabilitaetsentwicklung eines Oekosystems

Ziel des Vorhabens ist die Analyse der sekundaeren Sukzession eines Ruderal-Oekosystems (auf der Abdeckschicht einer Bauschuttdeponie) und deren Beeinflussung durch fruehzeitiges Einbringen einer Gruenlandvegetation (Rekultivierung). Unser Augenmerk richtet sich dabei auf die quantitative und qualitative Entwicklung ausgewaehlter Kompartimente, naemlich auf die Vegetation, die die Energiebasis des Systems bildet, indem sie organische Substanz primaer produziert, sowie auf verschiedene Gruppen der Bodenfauna (Enchytraeidae, Acari, Oniscoidea, Collembola), die als Konsumenten am Um- und Abbau organischer Substanz beteiligt sind. Die Entwicklung der eigentlichen Mineralisierer, also der Bodenmikroflora, wird global als Bodenatmung und anhand spezieller Enzymaktivitaeten erfasst. Als ein Prozess, an dem zahlreiche Kompartimente des Oekosystems direkt und indirekt beteiligt sind, wird seit 1982 die Entwicklung des Stickstoffhaushaltes anhand verschiedener Elemente (N-input mit dem Niederschlag, N-output mit dem Sickerwasser, N-Nettomineralisation, Nitrifikation) untersucht.

Begruenung von Rueckstandshalden der Kaliindustrie in Niedersachsen und Hessen, ab 1994 in Thueringen, Entwicklung von Begruenungskonzepten fuer eine Rueckstandshalde der Kaliindustrie bei Heringen/Werra

Es handelt sich um eine Mischhalde aus Steinsalz, Gips (und Anhydrit) und Kieserit. Da die Chloride bis zu 2 m Tiefe fast vollstaendig ausgewaschen sind, besteht die Haldenoberflaeche zum ueberwiegenden Teil aus Gips (Anhydrit). Nur vereinzelt steht Bittersalz an der Oberflaeche an. Die Sukzession im Einflussbereich der Halde wird untersucht. Bei Versuchsansaaten, Pflanzungen, u.a. von Landreitgras und Duenenpflanzen, konnten erste Begruenungserfolge verzeichnet werden. Forschungsschwerpunkt ist die Foerderung der natuerlichen Besiedlung der Rueckstandshalde durch krautige Pflanzen, Graeser und Gehoelze auf grosser Flaeche.

Entwicklung von naturnahen Fichtenwald-Oekosystemen nach Bestandeszerstoerung durch Sturmwurf (Nationalpark Bayerischer Wald)

Erfasst werden soll die natuerliche Dynamik von Waeldern nach Sturmwurf, hier speziell nach dem Sturmwurfereignis vom 01.08.1983. Die Untersuchung findet auf fest markierten Dauerbeobachtungsflaechen statt. Sie sind als Transekt angelegt und erfassen sowohl den eigentlichen Sturmwurfbereich als auch den umgebenden Waldbestand. Das Projekt umfasst: - Flaechen, die sich nach dem Sturm vollstaendig selbst ueberlassen blieben, und - Flaechen, die nach dem Sturm mit ortsueblichen Verfahren geraeumt wurden, sich dann aber selbst ueberlassen blieben. Die Zustandsdokumentation fand bisher in den Jahren 1988 und 1993 statt. Innerhalb des ersten Jahrzehnts geht die Bestandesentwicklung auf den geraeumten Flaechen ueber eine Schlagflur zu einem Birken-Vorwald, waehrend auf den geraeumten Flaechen eine Regeneration des Fichtenbestandes bei nur wenig veraenderter Bodenvegetation ablaeuft (Sukzession versus Bestandesregeneration). Naechste Erhebung vorgesehen fuer Sommer 1998.

Untersuchungen zur Vegetationsgeschichte und heutigen Vegetation des Lautermoores (Oberrheinische Tiefebene, SW-Deutschland)

Mittels Pollen, Grossresten und Geochemie wird die Vegetationsgeschichte des Gebietes untersucht, um die Entwicklung des Moores zu verstehen. Parallel werden die heutige Vegetation und ihre Standortsbedingungen aufgenommen. Anhand von Dauerquadraten wird die Sukzession nach einem Renaturierungsversuch belegt. Das Moor hat seine Anfaenge schon am Ende der letzten Eiszeit. Es beinhaltet die Vegetationsgeschichte bis in die juengste Zeit. Blaetter und Samen der Zwergbirke (Betula nana) und das Moos Drepanocladus tundrae konnten erstmals fuer das Gebiet nachgewiesen werden. Es kam nach dem Aufstau nicht zur schnellen Ausbreitung der Torfmoose, wie man gehofft hatte.

Vegetationskundliche Bearbeitung ausgewählter Biotope im nordwestlichen Sachsen unter besonderer Berücksichtigung urban-industrieller Ballungsgebiete, der Bergbaufolgelandschaft und naturschutzrelevanter Gebiete

Die Flora und Vegetation von ökologisch oder aus Sicht des Artenschutzes bedeutsamen Biotopen wird vergleichend untersucht. Aus der Analyse der aktuellen Verhältnisse werden Empfehlungen zur Biotoppflege und Prognosen zur Vegetationsentwicklung abgeleitet. Sukzessionforschungen, z. B. auf ehemaligen Flächen des Braunkohlebergbaus, wird große Beachtung geschenkt.

Oekologische Begleituntersuchungen bei Sukzession und Walderneuerung mit Hilfe von Vorwaeldern auf Sturmschadensflaechen

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden die oekologischen Auswirkungen von nach Baum- und Straucharten und nach Pflanzendichten variierenden Vorwaeldern untersucht. Es wird insbesondere den Fragen der Schutzwirkungen, z.B. Spaetfrostschutz und der Beeinflussung des Wasser- und Naehrstosshaushaltes nach Sukzessionen, bzw. gezielt eingebrachten Vorwaldbaumarten, nachgegangen. In zusaetzlichen Versuchsparzellen (in nicht vom Sturm geschaedigten Fichtenparzellen und auf vegetationslos zu haltenden Flaechen) werden Vergleichsdaten gewonnen.

Langzeituntersuchungen zum Einfluss der ungestörten Sukzession und des Mulchens auf den Pflanzenbestand und Bodeneigenschaften einer feuchten Glatthaferwiese

Wiesen auf zeitweise vernässten, sommertrockenen Böden sind meist ein Produkt jahrzehntelanger landwirtschaftlicher Nutzung. Nur selten handelt es sich bei solchen Flächen um oligotrophe Biotope, die zu den am schützenswertesten mitteleuropäischen Landschaften gehören. Dennoch können solche Wiesen auch bei mittlerem und höherem Nährstoffstatus recht artenreich sein. Ziel dieses Projektes ist es, die mittel- und langfristigen Folgen der Nutzungsaufgabe auf solchen Grünlandstandorten aufzuzeigen. In welchen Zeiträumen ist mit einschneidenden Veränderungen der botanischen Zusammensetzung und der bodenchemischen Eigenschaften zu rechnen und welche Unterschiede bestehen zwischen der ungestörten Sukzession und einmaligem Mulchen pro Jahr? Der Freilandversuch wurde im Jahr 1979 in langjährig bewirtschaftetem Grünland etabliert, das pflanzensoziologisch als Arrhenatherion elatioris feuchter Ausprägung einzuordnen ist. Der Ausgangsbestand war dominiert von Leguminosen und anderen Kräutern. Der Versuch mit vier Wiederholungen beinhaltet drei Behandlungen, die über 25 Jahre unverändert geblieben sind: ungestörte Sukzession, einmaliges Mulchen pro Jahr im Juli und extensive Wiesennutzung (= moderate mineralische Düngung, ein bis zwei Schnitte pro Jahr, Erstnutzung in der Regel in der ersten Juni-Hälfte).

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