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 Emissionen im Mittelmeerraum (BEMA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Objectives: Quantification and parameterisation of emission rates of C5 to C10 hydrocarbons from orange trees and from the soil in an orange plantation on the basis of key environmental and plant physiological parameters. - Quantification and parameterisation of emission rates of C5 to C10 hydrocarbons from Quercus ilex and Quercus coccifera in the autumn period of the year on the basis of key environmental and plant physiological parameters. - Determination of the 3D- variability of the surface temperature of a Q. ilex tree. - Determination of the leaf area index (LAI) and biomass index (BI) for Q. coccifera ecosystems. - Development of a chemical mechanism for the degradation of biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by plants at the BEMA locations. - Intercomparison of canopy emission rates calculated by enclosure techniques and/or Gradient-/REA-technique. - Application and test of new chemical mechanisms for the degradation of BVOC in the troposphere in collaboration with the JRC group within three dimensional mesoscale models. Main Results Obtained: Buriana Field Experiment: In spring, near Buriana (Valencia area), Spain, cuvette measurements were performed to determine isoprenoid emission rates from orange trees and from the soil. The main compound emitted from orange twigs with flowers was myrcene with a maximum of 350 pmol m-2 s-1 (7755 ng g-1dw h-1) followed by limonene (58 pmol m-2 s-1 (1348 ng g-1dw h-1)). During night-time, isoprenoid emission was negligible. In a first screening study the emission rates from soil were investigated in an orange plantation. Isoprenoid emission rates from bare soil reached values of up to 323 pmol m-2 s-1 for limonene, followed by myrcene (22 pmol m-2 s-1) and alpha-pinene and beta-pinene/sabinene in traces. The emission rate from planted soil was in the same order.
Das Projekt "Untersuchung der Genregulation und Funktion von Monoterpensynthasen bei Steineichen (Quercus ilex L.) und transgenen Birken (Betula pendula Roth)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Meteorologie und Klimaforschung durchgeführt. Die Blätter der immergrünen Steineiche (Quercus ilex L.) produzieren und emittieren temperatur- und lichtabhängig Monoterpene. Der physiologische Vorteil der Monoterpenemission für die Steineiche und andere Baumarten wie z.B. die Birke (Betula pendula Roth) mit gleichen Emissionseigenschaften ist unklar. Es gibt aber Hinweise, dass Monoterpene, in ähnlicher Weise wie Isopren, zu einer Erhöhung der Wärmetoleranz führen können. Über die genaue Funktion dieser Monoterpenemission für die Pflanze wie auch über die ihr zugrundeliegende Regulation auf Gen- und Proteinebene ist gegenwärtig noch nichts bekannt. Im Rahmen von Vorarbeiten mit der Steineiche konnten die kinetischen Eigenschaften von Monoterpensynthasen charakterisiert und ihre Bedeutung für die Monoterpenemission gezeigt werden. Weiterhin konnte aus cDNA der Steineiche ein Gen einer funktionell in E. coli exprimierbaren Myrcensynthase isoliert werden. Ziel des Projekts ist die Funktionsanalyse der licht- und temperaturabhängigen Monoterpenemission von Bäumen und deren Regulation. Hierzu werden aufbauend auf Arbeiten mit der Steineiche Birken mit aus der Steineiche stammenden Monoterpensynthasen (z.B. Myrcensynthase) transformiert und die transgenen Linien für die Untersuchungen zur Funktion der Monoterpenbiosynthese und -emission, insbesondere in Abhängigkeit der Umweltfaktoren Temperatur und Licht genutzt.
Das Projekt "MAPLE: Mikroevolutionaere Anpassung von Pflanzen an eine erhoehte CO2-Konzentration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bern, Pflanzenphysiologisches Institut durchgeführt. Das Hauptziel von MAPLE ist die Charakterisierung von Anpassungen bei Pflanzen an erhoehtes CO2, wie es an verschiedenen Orten in der Toskana aus der Erde austritt. Die so gewonnene Information stellt eine wertvolle Basis dar, um Voraussagen ueber moegliche Langzeiteffekte der gegenwaertigen, durch den Menschen verursachten Erhoehung der atmosphaerischen CO2-Konzentration auf Pflanzen zu machen. Gegenueber den ueblichen Begasungsexperimenten, bei welchen Pflanzen nur waehrend relativ kurzer Zeit in Kammern erhoehten CO2-Konzentrationen ausgesetzt sind, bietet MAPLE den Vorteil, dass unter Freilandbedingungen Langzeiteffekte analysiert werden koennen. Jedes der beteiligten Laboratorien arbeitet mit dem gleichen Pflanzenmaterial und fuehrt jene Messungen durch, fuer welche es die groesste Kompetenz besitzt. Dadurch wird sich ein umfassendes Bild der langfristigen Auswirkungen erhoehter CO2-Konzentrationen auf Pflanzen ergeben, welches auf dem neuesten Stand der Methodik beruht. Der Schweizer Beitrag besteht darin, die Auswirkung erhoehter CO2-Konzentrationen auf die Stickstoff- und die Schwefelassimilation zu untersuchen. Unser Institut hat eine langjaehrige Erfahrung in der Kombination von Labor- und Feldexperimenten und verwendet dabei Methoden der Molekularbiologie, Biochemie, Physiologie und Oekologie. Fuer uns ist besonders interessant, dass die CO2-Quellen teilweise auch Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthalten. Unsere bisherigen Untersuchungen zeigen klar, dass beide Gase eine regulierende Wirkung auf die Sulfatassimilation haben.