Das Projekt "Der Schadfaktorenkomplex und seine Wirkungen auf Wirtschaftsbaumarten im Untersuchungsgebiet und Immissionsoekologischen Prueffeld - Teilthema 1: Oekosystembelastung durch Luftschadstoffe und Deposition - Teilvorhaben 2 im Verbundprojekt 'Waldumbau Erzgebirge'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Pflanzenchemie und Holzchemie, Lehrstuhl für Pflanzenchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Ziel ist die Charakterisierung des anthropogen/aeroben beeinflussten Teils des Standortfaktorenkomplexes im Untersuchungsgebiet (Osterzgebirge; Tharandter Wald) durch Darstellung des Ausmasses und der Entwicklung der Belastung von Waldoekosystemen durch Luftschadstoffe und die Deposition von Naehrelementen und Schadstoffen. Die Immission von SO2, O3 und NOx im Freiland an der Wald-Messstation Oberbaerenburg im Osterzgebirge und am Immissionsoekologischen Prueffeld Tharandt werden kontinuierlich registriert und stehen u.a. als Monatsmittel/-maxima in Mikrogramm/m3 tabellarisch zur Verfuegung. Bei der Deposition von Elementen durch nasse Niederschlaege an diesen Standorten halbierte sich trotz der seit Jahren hoechsten Niederschlagssumme der Sulfateintrag 1995 im Freiland von 20,6 1994 auf 10,8 bzw. 13,5 kg/ha. Unter Fichten sank er von ca. 48,5 auf 41 bzw. 46 kg/ha. Bei anderen Elementen blieben die jaehrlichen Eintraege, trotz auch verminderter Ionenkonzentrationen, wegen der hohen Niederschlaege annaehernd gleich (z. B. Ca 5,5; NO3-N 5,2; NH4-N rd. 6 kg/ha im Freiland beider Standorte, bzw. Ca 14; N03-N 10; NH4-N 8 kg/ha unter Fichte in Oberbaerenburg und 20 bzw. je 13,4 kg/ha in Tharandt). Nadelbonituren ergaben eine erhebliche Verbesserung in Benadelungsgrad (49 Prozent) und Nadelfarbe (42 Prozent) gegenueber 1994. Der extreme Winter 1995/96 fuehrte jedoch wieder zu starken Nadel- und Bruchschaeden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Mesoskaliger Antrieb aus Klimaprojektionen und Evaluierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Wetterdienst durchgeführt. Das Vorhaben stellt die erforderlichen mesoskaligen Klimamodellrechnungen und Messdaten für eine deutschlandweite, qualitätsgesicherte Windklimatologie für Höhen zwischen 100 m und 200 m zur Verfügung und entwickelt hierzu eigene statistische Verfahren. Dabei werden Flächennutzungsdaten für ganz Deutschland für die jeweiligen räumlichen Auflösungen der verwendeten Klimamodelle CCLM und HIRVAC sowie der mesoskalige HIRVAC-Antrieb anhand von räumlich hochaufgelösten CCLM-Rechnungen (2.8 km) für den Referenzzeitraum 1981-2010, den historischen Zeitraum 1981-2010 und den Projektionszeitraum 2021-2050 bereitgestellt. Mit geeigneten statistischen Verfahren werden die im Teilvorhaben der TU Dresden (TUD) berechneten Windklimatologien anhand der aufbereiteten Messdaten für Deutschland evaluiert. Hierzu werden auch zwei Windmesskampagnen mit SODAR im Tharandter Wald und im Hunsrück durchgeführt. Die Bereitstellung des mesoskaligen Antriebs für die Windfeldsimulationen des HIRVAC2D-Modells des Kooperationspartners TUD und der Evaluierung der quantitativen Windklimatologie in Höhen über 100 m soll im Rahmen von 3 Arbeitspaketen (AP) vorgenommen werden (AP 1, 3 und 4). Das AP1 wird nur vom DWD und das AP 2 wird nur von der TUD bearbeitet. Als Input wird jedoch der HIRVAC-Output aus dem AP 2 in den DWD-Teil des AP 3 einbezogen. Die AP 3 und 4 sind Kooperationsarbeitspakete, d.h. es erfolgt eine gemeinsame Bearbeitung mit der TUD, wobei für jeden Verbundpartner Teilziele und eine abgegrenzte Arbeitsbeschreibung sowie Ergebnisdarstellung erfolgen. Der Schwerpunkt liegt auf den AP 1 und 4, da die Aufbereitung der Flächennutzungsdaten, die Durchführung der CCLM-Rechnungen, die deutschlandweite Bereitstellung und Aufbereitung der Messdaten sowie die nachfolgende flächendeckende Evaluierung der berechneten Windklimatologien anhand parameterspezifischer statistischer Verfahren mit 32 Personalmonaten (PM) einen Großteil der 36 PM in Anspruch nehmen; 4 PM sind dem AP3 zugeordnet.
Das Projekt "Oberflächenspezifische Austauschbedingungen in der planetaren Grenzschicht über den Landnutzungsklassen Wald, Stadt und Landwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Meteorologisches Institut, Professur für Meteorologie und Klimatologie durchgeführt. Wälder, landwirtschaftlich genutzte Flächen und Städte bilden Landnutzungen, die für die kleinteilige Heterogenität der Landoberflächen in Deutschland typisch sind. Die aerodynamische Oberflächenrauhigkeit von Wäldern und Städten ist vergleichsweise hoch. Die aerodynamische Oberflächenrauhigkeit von Städten ist nahezu konstant. Bei Wäldern weist sie eine kurzzeitige Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und eine langfristige Abhängigkeit von ihrer Wuchsdynamik auf. Im Gegensatz dazu ist die aerodynamische Oberflächenrauhigkeit von landwirtschaftlich genutzten Flächen niedriger. Sie zeigt zudem einen Jahresgang, der vom Pflanzenwachstum gesteuert wird. Die Zielsetzung dieser Untersuchung, die im Rahmen des Verbundprojektes VERTIKO innerhalb des BMBF Programmschwerpunkts AFO 2000 durchgeführt wird, ist die Analyse und Quantifizierung der Auswirkungen der Oberflächenheterogenität auf die Struktur der planetaren Grenzschicht. Um die Zielsetzungen zu erreichen, werden experimentelle Untersuchungen in Form von Messkampagnen im VERTIKO Testgebiet 'südliche Oberrheinebene' und im VERTIKO Zielgebiet 'Tharandter Wald' durchgeführt. Dabei kommen Sodar-Systeme, ein Fesselballon und meteorologische Messtürme zum Einsatz.
Das Projekt "Medienübergreifende Stofftransport- und Stoffumwandlungsprozesse an den Kompartimentsgrenzen zum Wasser; Schwerpunkt: Die Bedeutung atmogener Stickstoffeinträge für die Kohlenstoffsequestration von Fichtenwäldern und ihre Wechselbeziehungen zum Wasserkreislauf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Bereich Bau und Umwelt, Fachrichtung Hydrowissenschaften , Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur für Meteorologie durchgeführt. An der Ankerstation Tharandter Wald werden neben langjährigen Klimamessungen (ab 1958) seit 1996 kontinuierliche Messungen der Energie- und Stoffflüsse eines Fichtenwaldsystems durchgeführt. Es zeigt sich, dass dieses System große Mengen an atmosphärischem CO2 bindet (mehr als 20 t/Jahr), ein Umstand, der nicht aus der erhöhten CO2-Konzentration der Atmosphäre erklärbar ist, sondern höchstwahrscheinlich auf die atmosphärische Düngung durch Nitrat und Ammonium zurückzuführen ist. Dieser Effekt wird von mehreren europäischenWaldsystemen berichtet, ist aber standortsabhängig und in seiner Auswirkung auf die wassergebundenen Transportprozesse nicht ausreichend untersucht. Davon sind neben der Atmosphäre und Biosphäre in der Folge alle Bereiche der Hydrosphäre (Boden, Grundwasser, Stand- und Fließgewässer) betroffen. Unter Nutzung mikrometeorologischer Methoden kann der Netto-Stickstoffeintrag in das System auf gleiche Weise wie die Kohlenstoffsequestration mit hoher zeitlicher Auflösung und Genauigkeit bestimmt werden. Parallel liegen umfangreiche Daten aus forstlichen, meteorologischen und hydrologischen Untersuchungen am Standort und in einem nahegelegenen Einzugsgebiet vor. Diese Daten erlauben das notwendige Prozessverständnis abzuleiten und in Modelle überzuführen. Dabei ist zunächst an ein konzeptionelles Modell gedacht, die Voraussetzungen des Lehrstuhls erlauben aber eine gleichzeitige Überführung in Modelle der atmosphärischen Grenzschicht (AGS-Modelle) und SVAT-Modelle (Soil Vegetation Atmosphere Transfer). Damit ist eine zeitliche Extrapolation und eine Anwendung für andere Standorte mit vergleichbarer Charakteristik möglich.
Das Projekt "Entwicklung eines Frueherkennungsverfahrens zur Wirkung von immissionsbedingten Stressoren auf der Grundlage von ausgewaehlten Biomarkern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Pflanzenchemie und Holzchemie, Lehrstuhl für Pflanzenchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Im September und Oktober 1996 wurden die Beprobungen des Fichtenstangenholzes im Tharandter Wald und an der Waldmessstation Oberbaerenburg fortgesetzt. Mit Probenahmen auf vier Buchen-Versuchsflaechen wurde begonnen. Fuer die Fichten-Nadelproben liegen die Ergebnisse zu den Gehaltsbestimmungen ausgewaehlter Biomarker (Pigmente, Ascorbat und Reststaerke) fuer beide Jahre komplett vor. Die Befunde gestatten teilweise eine gute Differenzierung zwischen den Probenahmejahren, den Standorten und den untersuchten 2. und 3. Nadeljahrgaengen. Parallel werden variable relevante Einflussgroessen (klimatische Bedingungen, einschliesslich Immissionen und Depositionen) erfasst. Fuer diagnostische Auswertungen ist eine Dauerbeobachtung ueber mindestens drei Vegetationsperioden vorgesehen.
Das Projekt "Untersuchungen zum Einfluss von Baumartenzusammensetzung und Bestandsalter auf Struktur, Dynamik und Funktion der Wirbellosenfauna im Tharandter Wald" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Forstbotanik und Forstzoologie, Professur für Forstzoologie durchgeführt.
Das Projekt "Methodische Beitraege zur Permanenten Stichprobeninventur Tharandter Wald" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Forstwissenschaften, Institut für Forstökonomie und Forsteinrichtung durchgeführt. Das Tharandter Verfahren zur Betriebsinventur auf Stichprobenbasis wurde im Rahmen des Projektes hinsichtlich der Verjuengungsaufnahme und einer parallel laufenden vereinfachten Bestandesansprache ergaenzt, um die Abbildungen von Bestandesstrukturen zu verbessern. Die Aussenaufnahmen wurden bis Mai 1996 abgeschlossen. Anschliessend wurden die Daten mittels EDV erfasst, geprueft und editiert. Die allgemeine Auswertung (Baumarten-Zusammensetzung, Holzvorrat, ertragskundliche Daten) wurde bis Ende 1996 abgeschlossen. Seit Dezember 1996 werden spezielle Auswertungen zur Bestandesstruktur und zur Verwendung der Inventurdaten zur Planung und Prognose durchgefuehrt. Derzeit werden Verfahren zur Integration der Stichprobendaten in ein forstliches Geoinformationssystem entwickelt.
Das Projekt "Schwerpunkt: Wolken und Niederschlag als Transportmedium atmosphaerischer Spurenstoffe zwischen Troposphaere und Erdoberflaeche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Wasserchemie durchgeführt. Auf der Grundlage umfangreicher Messungen und Beobachtungen im Tharandter Wald und im Osterzgebirge (klimatologische seit 1958, hydrologische seit 1969) und vielfaeltiger Arbeiten zum gezielten Umbau schadstoffgeschaedigter Waelder im Osterzgebirge sollen Untersuchungen zum Depositionsverhalten von ausgewaehlten Stoffen durchgefuehrt werden. Statistische Zusammenhaenge zwischen klimatologischen Groessen bzw den daraus zu erwartenden Depositionsbedingungen und den tatsaechlich gemessenen Depositionen sollen weiteren Aufschluss ueber die Kette Emissionen - Atmosphaere - Niederschlag - Deposition - Boden geben. Mit den ergebenden Erkenntnissen wird eine bessere modellhafte Darstellung angestrebt, die es ermoeglicht uebertragbare konzeptionelle Depositionsmodelle zu erstellen.
Das Projekt "Der Schadfaktorenkomplex und seine Wirkungen auf Wirtschaftsbaumarten im Untersuchungsgebiet und Immissionsoekologischen Prueffeld, Teilthema 2: Waldschadenssimulierung/Biomarkeranwendung; TV2 im Verbundprojekt 'Waldumbau Erzgebirge'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Pflanzenchemie und Holzchemie, Lehrstuhl für Pflanzenchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Mit dem fuer drei Vegetationsperioden konzipierten Teilthema ist die Erfassung des Einflusses komplexer Stressfaktoren auf ausgewaehlte Biomarker (z. B. Chlorophyll, Ascorbat, Staerke) in Fichte und Buche in 'ueberlappenden' Untersuchungsebenen vorgesehen: Immissions-oekologisches Prueffeld (Begasungskabinen), Freilandstandorte Oberbaerenburg und Tharandter Wald mit Baumgruppen vergleichbaren Alters. So wurde mit der Begasung 4jaehriger Fichten mit ambienten Konzentrationen an SO2 und O3 sowie unter Simulation von Begasungsspitzen begonnen. Fichten gleicher Provenienz wurden an den immissionsoekologisch gut charakterisierten Freilandstandorten (vgl. Teilthema 1) gepflanzt, an denen auch Beprobungen von Dickungsfichten und von 40jaehrigen Stangenholz erfolgten. Die Chlorophyllbestimmungen an drei Intensivmessbaeumen in Oberbaerenburg wurden fortgesetzt und ergaben witterungsbedingt im Vergleich zu 1994 signifikant erhoehte Gehalte im Unterschied zu einem deutlichen Rueckgang des Magnesiumgehaltes.
Das Projekt "Pruefung von Methoden zur Feststellung von Vitalitaetseinbussen bei Fichten und Kiefern anhand pflanzenchemischer und pflanzenphysiologischer Parameter im Rahmen von unterschiedlichen Immissions- und Oekosystembedingungen- Teilprojekt Fichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Pflanzenchemie und Holzchemie, Lehrstuhl für Pflanzenchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Das anwendungsorientierte Forschungsvorhaben des Verbundprojektes zwischen der Technischen Universitaet Dresden/Tharandt und der Landesforstanstalt Eberswalde ist die Entwicklung eines Diagnostikprogramms zur Vitalitaetseinschaetzung von Baeumen mittels pflanzenchemischer und pflanzenphysiologischer Parameter (Biomarker) fuer die beiden Hauptbaumarten der Bundeslaender Sachsen (Fichte im Teilprojekt (TP) I) und Brandenburg (Kiefer im TP II). Die Ergebnisse sollen z.B. als methodische und wissenschaftliche Grundlage fuer eine Ergaenzung des EU-level-II-Programms auf Dauerbeobachtungsflaechen dienen. Wesentliche Ziele bestehen in einer differenzierteren Waldzustandsbewertung in unterschiedlichen, gut charakterisierten Oekosystemtypen beider Baumarten. Dabei bieten die ausgewaehlten fuenf Intensivmessflaechen (TP I im Tharandter Wald und bei Oberbaerenburg/Osterzgebirge; TP II Flaechen Kahlenberg, Lichterfelde und Gross-Schoenebeck (EU-Level II)) zusaetzlich zur Beobachtung des Kronenzustandes, die Moeglichkeit, ein umfassendes Spektrum der oekosystemaren Rahmenbedingungen in die Interpretation der baumbezogenen Messdaten einzubeziehen. Die 1. Projektphase (Beprobungsjahre 1998 und 1999) war durch stark unterschiedliche Witterungsbedingungen gepraegt, so dass der Einfluss variabler Umweltbedingungen auf die ausgewaehlten Parameter (Nadelinhaltsstoffe wie Pigmente, Ascorbat, Kohlenhydrate, Phenole als Biomarker, wie auch Chlorophyllfluoreszenz- und Wuchsparameter) erfasst werden konnte. Dazu liegt eine umfangreiche Dokumentation zu statistisch geprueften Parametervergleichen hinsichtlich Differenzierungsmoeglichkeiten zwischen den Versuchsflaechen (n=20), jeweils zwei Vitalitaetsgruppen (n=10) pro Flaeche, den Beprobungsterminen und -jahren sowie unterschiedlichen Nadeljahrgaengen vor. Es zeichnet sich ab, dass im TP Fichte Immissionswirkungen in den oberen und unteren Berglagen differenzierter einschaetzbar sind und im TP Kiefer milde Winter und Trockenperioden waehrend der Vegetationszeit wesentliche Belastungsfaktoren darstellen. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit der Aufnahme von Zeitreihen fuer sicherere Wirkungserfassungen. Eine wesentliche Aufgabe des Projektes ist die Ermittlung von relevanten Biomarkern durch eine intensive mathematisch-statistische und komplex angelegte Auswertung der Untersuchungsdaten und deren Interpretation. Fuer die Indikation der Baumvitalitaet werden Parameter ausgewaehlt, die in der Gesamtbetrachtung einen Ueberblick ueber die Stoffwechselaktivitaet sowie moegliche Stressreaktionen zulassen und aufgrund ihrer Stabilitaet die Erarbeitung von Referenzbereichen ('gesunder Zustand') fuer die untersuchten Baumarten erlauben. Zur Dokumentation der Durchfuehrung der Biomarkerbestimmung und zur Abschaetzung der Kosten fuer die zukuenftigen Anwender wird ein Methodenhandbuch erarbeitet.
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