Refine
Year of publication
Document Type
Way of publication
- Open Access (1)
Keywords
- flue gas (2)
- Autocorrelation (1)
- Beratung und Betreuung (1)
- Braunkohlebergbau (1)
- CO2 -Methanation (1)
- Curriculumentwicklung (1)
- Disaggregation (1)
- Flusseinzugsgebiete (1)
- Forschung in der Hochschulbildung (1)
- General Biochemistry (1)
Institute
- FG Hydrologie (9)
- FG Ökologie (3)
- FG Angewandte Physik und Halbleiterspektroskopie (2)
- Forschungszentrum Landschaftsentwicklung und Bergbaulandschaften (FZLB) (2)
- FG Anorganische Chemie (1)
- FG Baumechanik und Numerische Methoden (1)
- FG Biochemie (1)
- FG Biotechnologie der Wasseraufbereitung (1)
- FG Bodenschutz und Rekultivierung (1)
- FG Geopedologie und Landschaftsentwicklung (1)
The evaluation of beekeeping management practices (BMPs) is important for beekeepers worldwide because their choice affects health and survival of managed honeybee (A. mellifera L.) colonies and touches ethical and economic questions. This study focusses on queen excluders, a common hive addition in contemporary beekeeping. Its impacts are controversially discussed but have not been studied scientifically yet. Within a 4-year participatory on-farm experiment, we assessed the effects on colony dynamics in 64 hives in 8 apiaries during one season in Germany using the Liebefeld estimation method. We found no significant deviation for parameters of colony dynamics between hives managed with and without queen excluders. A qualitative decision-making tool (Pugh decision matrix) facilitated concept selection only for specific beekeepers.
The water balance of the Rivers Spree, Schwarze Elster and Lusatian Neisse is profoundly disturbed due to large-scale open-cast lignite mining activities and water management. Together with continental climate conditions this affects
water resources and water users in the region. Driven by scenarios of the regional climate model STAR which assume increasing temperature and decreasing precipitation, two hydrological models, the Soil and Water Integrated Model
SWIM and the catchment model EGMO simulate declining natural discharges in the region. Thus, decreasing managed discharges are simulated with the long term water management model WBalMo. The refinement of the simulation time step of WBalMo from months to weeks improves the consideration of climate variability and is also associated with higher simulated managed discharges in
early summer. Management scenarios in terms of a reduced outlet capacity of a mining lake reservoir result in higher releases from other reservoirs and slightly
reduced summer discharges in downstream river sections.
Auswirkungen von Unsicherheiten in Klimaszenarien auf die regionale Wassermengenbewirtschaftung
(2014)
In den Lausitzer Flusseinzugsgebieten von Schwarzer Elster, Dahme, Spree und Lausitzer Neiße zeigen sich durch Braunkohlebergbau und vielfältige Bewirtschaftungseinflüsse deutliche Unterschiede zwischen natürlichem Abflussgeschehen und bewirtschafteten Abflüssen. Die möglichen Auswirkungen klimatischer Änderungen werden durch eine Klimawandelimpaktstudie mit dem statistischen Regionalen Klimamodell STAR (3 Klimaszenarien), den hydrologischen Modellen SWIM und EGMO
sowie dem Langfristbewirtschaftungsmodell WBalMo untersucht. Durch niedrigere natürliche Abflüsse und den angenommenen Rückgang der Sümpfungswassermengen aus dem Braunkohlebergbau werden mit WBalMo abnehmende bewirtschaftete Abflüsse simuliert. Unsicherheiten bestehen dabei auf Grund der genutzten Klimaszenarien und hydrologischen Modelle, sowie hinsichtlich der Annahmen
zur zukünftigen wirtschaftlichen Entwicklung (u.a. Braunkohleförderung und –verstromung).
A slow-fast trait continuum at the whole community level in relation to land-use intensification
(2024)
AbstractOrganismal functional strategies form a continuum from slow- to fast-growing organisms, in response to common drivers such as resource availability and disturbance. However, whether there is synchronisation of these strategies at the entire community level is unclear. Here, we combine trait data for 2800 above- and belowground taxa from 14 trophic guilds spanning a disturbance and resource availability gradient in German grasslands. The results indicate that most guilds consistently respond to these drivers through both direct and trophically mediated effects, resulting in a ‘slow-fast’ axis at the level of the entire community. Using 15 indicators of carbon and nutrient fluxes, biomass production and decomposition, we also show that fast trait communities are associated with faster rates of ecosystem functioning. These findings demonstrate that ‘slow’ and ‘fast’ strategies can be manifested at the level of whole communities, opening new avenues of ecosystem-level functional classification.
Klimaänderungen und sozioökonomische Entwicklungen können Konsequenzen für die Wassermengenbewirtschaftung und die Wasserbeschaffenheit nach sich ziehen. Zur Abschätzung der Auswirkungen regionaler Entwicklungen wurde in dieser Studie eine Modellkaskade aus (i) den hydrologischen Modellen SWIM und EGMO, (ii) dem Langfristbewirtschaftungsmodell WBalMo und (iii) dem Wassergütemodell GGM entwickelt, implementiert und angewandt. Die Modellkaskade bietet zudem die Möglichkeit,Anpassungsoptionen der Wassermengen– und –gütebewirtschaftung einzubeziehen.
Als Untersuchungsgebiet dient das Einzugsgebiet der Spree, in dem in Folge des jahrzehntelangen Braunkohlebergbaus und dessen Rückgangs seit den 1990er Jahren vielfältige Herausforderungen hinsichtlich Wassermenge und –beschaffenheit bestehen (z. B. niedrige pH-Werte in den Tagebauseen, hohe Sulfatkonzentrationen in den Tagebauseen und Vorflutern).
Die grundlegende Fragestellung ist, ob sich die bestehenden Wassermengen– und beschaffenheitsprobleme unter zukünftig potenziell trockeneren Bedingungen verschärfen bzw. wie sie durch Anpassungsmaßnahmen gelindert werden können. Als klimatischer Antrieb der Modellkaskade werden stochastisch generierte Zeitreihen (Realisierungen) des Regionalen Klimamodells STAR genutzt. Die Realisierungen des Szenarios STAR 0K werden im Sinne einer Referenzvariante der rezenten klimatischen Bedingungen verwendet, um die Konsequenzen des Rückgangs von Bergbauaktivitäten separat zu betrachten. Zur Ermittlung der Sensitivität der Wasserressourcen gegenüber einer potenziell trockeneren Zukunft dient das Szenario STAR 2K, bei dem eine weitere Erhöhung der Jahresmitteltemperatur um 2 K sowie im Mittel eine Abnahme des Jahresniederschlages projiziert wird. Die Betrachtung der sozioökonomischen Entwicklung der Region wird anhand eines Bewirtschaftungsszenarios betrachtet, welches von einem weiteren Rückgang der Bergbauaktivitäten in der Region ausgeht.
Im Verlauf des Zeitraums 2018 2052 zeigen sich im Szenario STAR 0K nur geringe Auswirkungen auf das natürliche Wasserdargebot, die bewirtschafteten Abflüsse gehen durch sinkende Sümpfungswassereinleitungen leicht zurück. Im Szenario STAR 2K geht das natürliche Wasserdargebot zurück und die wasserwirtschaftlichen Speicher werden stärker in Anspruch genommen. Die bewirtschafteten Abflüsse in der Region sinken, was negative Konsequenzen für die Erfüllung von Nutzeransprüchen nach sich zieht. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Tagebauseen wiederversauern und die Sulfatkonzentrationen ansteigen, nimmt im Szenario STAR 2K im Vergleich zu STAR 0K zu.
Wasserwirtschaftliche Anpassungsoptionen wurden hinsichtlich ihrer Konsequenzen für Wassermenge und beschaffenheit analysiert. Durch die Überleitung von Wasser aus der Elbe können die Wassermengen und beschaffenheitsprobleme gelindert werden. Die In Lake Neutralisation von Tagebauseen kann lokale Probleme der Wasserbeschaffenheit mindern.
In den Flusseinzugsgebieten von Schwarzer Elster, Dahme, Spree und Lausitzer Neiße wurden die Auswirkungen von klimatischen Änderungen auf natürliche und bewirtschaftete Abflüsse mittels eines Modellensembles aus regionalen Klimamodellen, hydrologischen Modellen und einem Langfristbewirtschaftungsmodell untersucht. Für Teileinzugsgebiete wurden unter Nutzung von Klimavariablen der Regionalen Klimamodelle STAR und WettReg mit den hydrologischen Modellen SWIM, EGMO, WaSiM-ETH und HBV-light abnehmende natürliche Abflüsse simuliert. Die mit dem Klimaszenario verbundenen Unsicherheiten sind dabei größer als jene aufgrund der Wahl des hydrologischen Modells. Die Auswirkungen möglicher Entwicklungen der Braunkohleförderung und -verstromung wurden im Sinne eines Szenarios der Entwicklung der Grundwasserabsenkungstrichter mit SWIM simuliert. Diese Auswirkungen sind denen der klimatischen Änderungen untergeordnet. Die hydrologischen Modelle SWIM und EGMO wurden für die Gesamteinzugsgebiete aufgebaut und parametrisiert. Die mit diesen Modellen unter STAR-Szenarien simulierten natürlichen Abflüsse dienten als Eingangsdaten für die Wasserbewirtschaftungsmodellierung mit WBalMo.
Aufgrund von abnehmenden natürlichen Abflüssen und unter der Annahme eines Szenarios zur Entwicklung der Braunkohleförderung und -verstromung, bei dem die Fläche der Grundwasserabsenkungstrichter, aber auch die Sümpfungswassermengen zurückgehen, wurden abnehmende bewirtschaftete Abflüsse simuliert. Auch bei diesen überwiegen im Gesamtjahr die mit den Klimaszenarien verbundenen Unsicherheiten, wobei insbesondere im Jahresverlauf die Ergebnisse mit den hydrologischen Modellen deutlich unterschiedlich sind. Die Studie liefert im Ergebnis eine Bandbreite denkbarer Entwicklungsszenarien, welche als Grundlage für Klimawandelanpassungsmaßnahmen der regionalen Wasserbewirtschaftung dienen können.
Auswirkungen von Unsicherheiten in Klimaszenarien auf die regionale Wassermengenbewirtschaftung
(2014)
In den Lausitzer Flusseinzugsgebieten von Schwarzer Elster, Dahme, Spree und Lausitzer Neiße zeigen sich durch Braunkohlebergbau und vielfältige Bewirtschaftungseinflüsse deutliche Unterschiede zwischen natürlichem Abflussgeschehen und bewirtschafteten Abflüssen. Die möglichen Auswirkungen klimatischer Änderungen werden durch eine Klimawandelimpaktstudie mit dem statistischen Regionalen Klimamodell STAR (3 Klimaszenarien), den hydrologischen Modellen SWIM und EGMO sowie dem Lang-fristbewirtschaftungsmodell WBalMo untersucht. Durch niedrigere natürliche Abflüsse und den angenommenen Rückgang der Sümpfungswassermengen aus dem Braunkohlebergbau werden mit WBalMo abnehmende bewirtschaftete Abflüsse simuliert. Unsicherheiten bestehen dabei aufgrund der genutzten Klimaszenarien und hydrologischen Modelle, sowie hinsichtlich der Annahmen zur zukünftigen wirtschaftlichen Entwicklung (u. a. Braunkohleförderung und -verstromung).
Theoretical Demands for Long-Term Ecological Research and the Management of Long-Term Data Sets
(2010)
BACKGROUND:
Coronavirus disease 2019 (COVID-19) can cause acute respiratory distress syndrome (ARDS).
OBJECTIVE:
This single centre cross-section study aimed to grade the severity of pneumonia by bed-side lung ultrasound (LUS).
METHODS:
A scoring system discriminates 5 levels of lung opacities: A-lines (0 points),≥3 B-line (1 point), coalescent B-lines (2 points), marked pleural disruptions (3 points), consolidations (4 points). LUS (convex 1–5 MHz probe) was performed at 6 defined regions for each hemithorax either in supine or prone position. A lung aeration score (LAS, maximum 4 points) was allocated for each patient by calculating the arithmetic mean of the examined lung areas. Score levels were correlated with ventilation parameters and laboratory markers.
RESULTS:
LAS of 20 patients with ARDS reached from 2.58 to 3.83 and was highest in the lateral right lobe (Mean 3.67). Ferritin levels (Mean 1885μg/l; r = 0.467; p = 0.051) showed moderate correlation in spearman roh calculation. PaCO2 level (Mean 46.75 mmHg; r = 0.632; p = 0.005) correlated significantly with LAS, while duration of ventilation, Horovitz index, CRP, LDH and IL-6 did not.
CONCUSIONS:
The proposed LAS describes severity of lung opacities in COVID-19 patients and correlates with CO2 retention in patients with ARDS.
The dispersal of propagules, such as fungal spores or seeds by actively moving animals, connects and shapes communities. The dispersal of plant pathogens by arthropods might be a crucial mechanism in the spread of several crop diseases. Ground-dwelling arthropods are potential linkers between fungal communities in semi-natural and agricultural habitats by transporting propagules of Fusarium fungi. We compared the Fusarium communities on the body surface of ground-dwelling arthropods with litter in semi-natural and soil in agricultural habitats with a focus on the Fusarium community. We found three relatively distinct Fusarium communities with moderate overlap. We detected a higher richness of Fusarium species on the body surface of arthropods compared to litter and soil communities. The results suggest that the Fusarium community on the body surface of arthropods relates to the composition observed in litter and soil with limited filtering mechanisms between communities. Ground-dwelling arthropods are relevant agents for the distribution of Fusarium and therefore link fungal communities in adjacent habitats.
Rainfall variability within a storm is of major importance for fast hydrological processes, e.g. surface runoff,
erosion and solute dissipation from surface soils. To investigate and simulate the impacts of within-storm variabilities on these processes, long time series of rainfall with high resolution are required. Yet, observed precipitation records of hourly or higher resolution are in most cases available only for a small number of stations and only for a few years. To obtain long time series of alternating rainfall events and interstorm periods while conserving the statistics of observed rainfall events, the Poisson model can be used. Multiplicative microcanonical random cascades have been widely applied to disaggregate rainfall time series from coarse to fine temporal resolution.
We present a new coupling approach of the Poisson rectangular pulse model and the multiplicative microcanonical random cascade model that preserves the characteristics of rainfall events as well as inter-storm periods. In the first step, a Poisson rectangular pulse model is applied to generate discrete rainfall events (duration and mean intensity) and inter-storm periods (duration). The rainfall events are subsequently disaggregated to high-resolution time series (user-specified, e.g. 10 min resolution) by a multiplicative microcanonical random cascade model. One of the challenges of coupling these models is to parameterize the cascade model for the event durations generated by the Poisson model. In fact, the cascade model is best suited to downscale rainfall data with constant time step such as daily precipitation data. Without starting from a fixed time step duration (e.g. daily), the disaggregation of events requires some modifications of the multiplicative microcanonical random cascade model proposed by Olsson (1998): Firstly, the parameterization of the cascade model for events of different durations requires continuous functions for the probabilities of the multiplicative weights, which we implemented through sigmoid functions. Secondly, the branching of the first and last box is constrained to preserve the rainfall event durations generated by the Poisson rectangular pulse model.
The event-based continuous time step rainfall generator has been developed and tested using 10 min and hourly rainfall data of four stations in North-Eastern Germany. The model performs well in comparison to observed rainfall in terms of event durations and mean event intensities as well as wet spell and dry spell durations. It is currently being tested using data from other stations across Germany and in different climate zones. Furthermore, the rainfall event generator is being applied in modelling approaches aimed at understanding the impact of rainfall variability on hydrological processes.
Ein wichtiges Ziel der Bundesregierung ist der Ausbau des Anteils erneuerbarer Energien an der gesamten Stromerzeugung. Die Entwicklung optimierter Wärme- und Kältespeicher stellt einen wichtigen Baustein bei der Erreichung dieser Zielstellung dar. Elektrisch betriebene Wärmepumpen und Kompressionskältemaschinen sowie dezentrale Klein-BHKW bieten in Verbindung mit entsprechend dimensionierten, thermischen Speichern ein großes Potential zum Lastmanagement in Smart Grids und somit zur Netzintegration von Strom aus erneuerbaren Energien. Die im Projekt entwickelte Methodik zur Suche nach neuen Latentspeichermedien kann für ein breites Anwendungsfeld von Heiz- und Kühlanwendungen in Gebäuden bis hin zur Kraftwerkstechnik eingesetzt werden. Innerhalb der Fördermaßnahme „Anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung zur nichtnuklearen Energieforschung“ im 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung wurde durch die Projektarbeiten das Schwerpunktthema Energiespeicher (3.8) adressiert, wobei der Aspekt der Entwicklung neuer Materialien mit reduzierten Kosten für einen wirtschaftlichen Betrieb im Vordergrund stand. Speziell wurden dabei die Unterpunkte 3.8.4 Thermische Speicher zur Weiterentwicklung, Optimierung und Erprobung von PCM sowie 3.8.5 Übergeordnete Themen mit Modellen und Simulationswerkzeugen für die Auswahl und Bewertung neuer Speichermaterialien adressiert.
Die Projektergebnisse besitzen aber auch Berührungspunkte mit den Schwerpunkten 3.12 Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sowie 3.4 Solarthermische Kraftwerke, da mit der entwickelten Screening-Methode für diese Anwendungsfälle neue Wärmespeichermaterialien auf der Basis wasserfreier Salze mit höheren Prozesstemperaturen gefunden werden können.
Durch den Einsatz von Methoden zur Modellierung und Simulation von Prozessen erfolgt gleichermaßen die Umsetzung einer energie- und ressourcenschonenden Forschungstätigkeit. Das im Projekt entwickelte Vorgehen hilft dabei, einen äußerst sparsamen Einsatz von Chemikalien, eine niedrige Belastung der Umwelt durch verringerten Entsorgungsaufwand der verbrauchten Stoffe sowie einen deutlich geringeren Aufwand und Energieeinsatz für die Messtechnik zu ermöglichen. Damit wurde zugleich das Schwerpunktthema 3.8.5 Modelle und Simulationswerkzeuge für die Auswahl und Bewertung neuer Speichermaterialien angesprochen.