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Programm(anteils)bericht
Biogeosysteme...
HGF - Forschungsbereich / Programm / Programmthema, -themen
2 Erde und Umwelt
2.4 Biogeosysteme: Dynamik und Anpassung
2.4.1 Funktionsanalyse von Böden, Sedimanten und Grundwasser
2.4.3 Stress und Anpassung: Pflanzen in einer dynamischen Umgebung
Beteiligte Institute: ICG
Verantwortlich: Prof. Dr. Harry Vereecken, ICG, h.vereecken@fz-juelich.de
Zusammenfassung
Das Programm „Biogeosysteme: Dynamik und Anpassung” zielt auf eine Analyse der
Sensitivitäten der Reaktion in den Umweltkompartimenten Boden, Wasser, Pflanze und Luft
auf Umwelt- und vom Menschen verursachte Veränderungen ab. Die identifizierten
Sensitivitäten, Konzepte und Methoden liefern eine solide Basis für die Korrektur und
Regelung unvorteilhafter und nicht nachhaltiger Entwicklungen in Biogeosystemen. Das
Programm wird gemeinsam mit der GSF bearbeitet und besteht aus drei Programmthemen
(PT) und der programmspezifischen Integrationsaktion (PSIA):
o Funktionsanalyse von Böden, Sedimenten und Grundwasser (PT1)
o Genetische Ressourcen und funktionelle Vielfalt von mikrobiellen Gemeinschaften in
räumlich strukturierten Biogeosystemen (PT2)
o Stress und Anpassung: Pflanzen in einer sich verändernden Umwelt (PT3).
Programmthema PT2 wird ausschließlich durch die GSF bearbeitet und wird in diesem Bericht
nicht dargestellt. PSIA befasst sich mit der Untersuchung von „Boden-Pflanze-Atmosphäre-
Wechselwirkungen in landwirtschaftlichen Biogeosystemen“ und integriert Prozesswissen aus
den Programmthemen.
Programmthema PT1 untersucht die Funktionen von Böden, Sedimenten und Grundwasser in
agrarischen Biogeosystemen. Die Forschungsaktivitäten umfassen die Untersuchung und
Bewertung von Transport- und Wechselwirkungsprozessen im Untergrund. Im Vordergrund
stehen die Untersuchung der Dynamik von Wasser, natürlichem organischem Kohlenstoff,
Pflanzennährstoffe sowie das Umweltverhalten von Schadstoffen. Insbesondere werden nichtinvasive
Messverfahren wie Spektral Induzierte Polarisation (SIP), Elektrische
Widerstandstomographie (ERT) und Magneto-Electrical-Resistivity-Imaging-Technique
(MERIT) entwickelt, Markierungsversuche zur Charakterisierung der Heterogenität im
Untergrund durchgeführt und der bodenorganische Kohlenstoff und dessen Wechselwirkung
mit ausgewählten Schadstoffen charakterisiert.
Programmthema PT3 fokussiert seine Arbeiten darauf, wie sich Pflanzen in sich ändernden
Umgebungen - heute und unter zukünftigen Bedingungen - verhalten. Mechanismen und die
Signale werden untersucht, über die pflanzeninterne Regelungsprozesse den Ertrag und die
Allokation von Stoffen und Substanzen bestimmen und wie sich abiotische und biotische
Umweltfaktoren auf die pflanzliche Leistung in variablen und heterogenen Umgebungen
auswirken werden. Die Arbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung von Methoden zur
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