Seegräser sind Pflanzen, die unter Wasser wachsen, wo genügend Licht für die Photosynthese zur Verfügung steht. Hier bilden sie dichte Wiesen, die viele Ökosystemleistungen zur Verfügung stellen. So erhöht dieser Lebensraum die biologische Vielfalt, trägt zum Schutz der Küsten vor Stürmen bei und bindet CO2. Alle diese Ökosystemleistungen sind für den Menschen kostenlos und werden auf natürliche Weise vom Seegras erbracht. Vor allem aufgrund menschlicher Aktivitäten hat sich die Fläche der Seegraswiesen im letzten Jahrhundert allerdings verringert. Hierzu tragen Veränderungen der Wasserbedingungen, z. B. durch einen Anstieg der Temperatur und der Nährstoffkonzentration, oder die direkte Zerstörung der Seegraswiesen z. B. durch das Ankern von Schiffen und die Schleppnetzfischerei bei. Daher besteht ein starkes Interesse, Seegraswiesen zu erhalten sowie ihre Ausdehnung wieder zu vergrößern und damit einen Beitrag zur Erreichung der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) zu leisten.
In diesem Zusammenhang wurde das Verbundprojekt SeaStore mit der Idee konzipiert, die besten Methoden für die Wiederherstellung von Seegraswiesen zu entwickeln. In SeaStore arbeiten mehrere Institutionen zusammen, die sich mit verschiedenen Aspekten der Interaktion zwischen Seegras und seiner Umwelt beschäftigen: am Ludwig-Franzius-Institut der Universität Hannover beschäftigt sich die Gruppe von Dr. Maike Paul mit den Wechselwirkungen zwischen Hydrodynamik und Pflanzenwachstum, während die Gruppe von Prof. Endres am IKK Methoden entwickelt, das Seegras nach der Pflanzung bei der Entwicklung zu unterstützen. Die Gruppe von Prof. Thorsten Reusch und Tadhg O'Corcora am GEOMAR in Kiel untersucht die Artenvielfalt in den Seegraswiesen, und an der Universität Greifswald erforschen Dr. Katharina Kesy und Dr. Mia Bengtsson, wie das Mikrobiom das Pflanzenwachstum beeinflusst. An der TU Braunschweig analysieren Dr. Matteo Lattuada und Prof. Boris Schröder-Esselbach die funktionalen Pflanzenmerkmale der Seegras' und modellieren ihren Zusammenhang mit Habitateeigenschaften. Die Ökonomen des IfW-Instituts in Kiel schließlich berechnen die Kosten/Nutzen-Relation der Wiederherstellung der Seegraswiesen unter der Leitung von Dr. Wilfried Rickels. Zudem ist es ein Ziel von SeaStore, eine Internetplattform zu schaffen, um die Beteiligung zahlreicher Interessengruppen an künftigen Entscheidungen zu fördern, die den Erfolg künftiger Projekte zur Wiederherstellung der Seegraswiesen gewährleisten.
Projektleitung PhD Maike Paul (LuFI), Teilprojekt Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Dr. Matteo Lattuada
Laufzeit 2020 - 2023
Fördergeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Projektträger ptj
Eine vollständige Umstellung des Ackerbaus auf die Nutzung elektrischer Energie würde weitreichende Folgen mit sich bringen. So müssten der gesamte Energiebedarf und die vor allem zeitabhängigen Leistungsflüsse von der deutschen Energiewirtschaft abgebildet werden können. Infrastruktur, Arbeitsplätze in der Landwirtschaft und der ländliche Raum müssten neu gestaltet werden. Zugleich ist zu prüfen, welche neuen Möglichkeiten ein solcher Wandel für eine nachhaltigere und umweltverträglichere Landwirtschaft bietet. Dabei sind individuelle und gleichermaßen gesellschaftliche Aspekte im Energie-, Agrar-, und Ökologiebereich zu beachten – und natürlich auch die Akzeptanz der Maßnahmen zu berücksichtigen. Alle diese Forschungsfelder werden im Projekt „Energy-4-Agri“ adressiert.
An diesem inhaltlich und von der Zusammenstellung des Partnerkonsortiums her eher ungewöhnlichen Verbundprojekt arbeiten seitens der TU Braunschweig das Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge, das Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen, das Institut für Geoökologie und das Institut für Psychologie sowie das Institut für Designforschung der Hochschule für Bildende Künste Braunschweig zusammen mit der Landwirtschaftskammer Niedersachsen.
Projektleitung Prof. Dr. Ludger Frerichs (IMN)
Mitarbeiter*innen Dr. Anne-Kathrin Schneider
Laufzeit 2020 - 2023
Fördergeber Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Was ist eine „gute Küste“, an der wir sicher vor Naturgefahren, im Einklang mit der Natur, eingebettet in die gewachsene Kulturlandschaft, verantwortungsbewusst und nachhaltig leben und wirtschaften können?
Dieser Fragestellung geht der Forschungsverbund aus drei Niedersächsischen Universitäten an der Niedersächsischen Küste zwischen Ems und Weser nach. Im Fokus des Forschungsvorhabens steht der ökosystemstärkende Küstenschutz.
Im Spannungsfeld zwischen stetig wachsenden küstennahen Siedlungszentren sowie der von Wind und Wetter geformten Küste, verlaufen Küstenschutzbauwerke. An der Schnittstelle zwischen Land und Meer erheben sich Seedeiche, um tiefliegende Gebiete mit ihren Schutzgütern vor möglichen Sturmfluten zu schützen.
Inkrementelle Änderungen der klimatischen Verhältnisse, teilweise beschleunigt durch menschliche Aktivitäten, führen bereits zu messbaren Auswirkungen wie Meeresspiegelanstieg, milderen Wintern und ausgedehnten Trockenphasen im Sommer. Folgerichtig ist es an der Zeit Küstenschutzkonzepte zu revidieren. Bisherige Ansätze zielen ausschließlich auf den Hochwasserschutz ab und lassen dabei gleich- oder höherwertige Funktionen für das Gesamtsystem, wie z.B. habitatspezifische Lebensräume für Tiere und Pflanzen oder auch touristische Nutzungen außer Acht.
Wie sich maritime Landschaftsformen, wie Salzwiesen oder Stranddünen, in gängige Schutzkonzepte integrieren lassen und welchen funktionellen zusätzlichen Schutz durch Wellendämpfung oder selbständige Adaption sie bieten, wird in dem Projekt "Gute Küste Niedersachsen" untersucht. Dazu werden Reallabore an der Nordsee aufgebaut und über Jahre Daten erhoben, um das Deichvorland mit seinen Halophyten zu beobachten. In einem weiteren Schritt werden die Felddaten genutzt, um die Naturräume im Labor abzubilden und an Modellen verschiedene Systemzustände zu testen, um anschließend Handlungsempfehlungen für den Küstenschutz formulieren zu können.
Projektleitung Prof. Dr.-Ing. habil. Nils Goseberg
Mitarbeiter*innen Charlotte Steinigeweg
Kooperationspartner Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover: Ludwig-Franzius Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen (LuFI); Institut für Umweltplanung (IUP); Institut für Freiraumentwicklung (IF). Carl von Ossietzky Universität Oldenburg: Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM); Ökologische Ökonomie (ÖÖ). Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig: Institut für Geoökologie, Abteilung Landschaftsökologie und Umweltsystemanalyse (IGÖ); Leichtweiß-Institut für Wasserbau (LWI), Abteilung Hydromechanik, Küsteningenieurwesen und Seebau
Laufzeit 2020 - 2024
Fördergeber Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK)
Juniorforschergruppe Future Urban Coastlines
Projektleitung: Gabriel David
Mitarbeiter*innen: Christine Schottmüller
Laufzeit: 2021-2025
Fördergeber: TUBS
Die Auswirkungen des Klimawandels sowie die Folgen von Anpassungsmaßnahmen sind ungewiss. Diese Unsicherheiten können tiefgreifender sein als das "Risiko", bei dem man zumindest die Wahrscheinlichkeiten möglicher zukünftiger Ergebnisse kennt. Insbesondere kann es eine "Knightsche Unsicherheit" geben, bei der man die möglichen Ergebnisse kennt, aber nicht deren Wahrscheinlichkeiten. In diesem inter- und transdisziplinären Projekt untersuchen wir sowohl das Risiko als auch die Unsicherheit von Klimawandelfolgen und Anpassungsmaßnahmen am Beispiel der deutschen Nordseeküste, wo die Menschen von einer Reihe von Ökosystemleistungen profitieren, die dem Klimawandel und alternativen Landnutzungsoptionen unterliegen. In diesem Fall sind sowohl Risiko als auch Unsicherheit für die Entscheidung über lokale Anpassungen an den Klimawandel relevant. Wir verbinden Ökonomie mit Landschaftsökologie durch Modellierung und beziehen lokale Akteure in den Analyse- und Abschlussprozess ein.
Projektleitung Prof. Dr. Stefan Baumgärtner (Universität Freiburg), Teilprojekte 2 und 4 Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Dr. Anett Schibalski, Dr. Conrad Jackisch
Externe Kooperationspartner Universität Freiburg
Laufzeit 2018-2021
Phragmites australis und Phalaris arundinacea gehören zu den natürlich vorkommenden Arten, die entlang der Elbe als Bundeswasserstraße verbreitet sind. Unabhängig von der Lage, bietet das Vorkommen beider Arten diverse Ökosystemleistungen. Hierzu gehört der natürliche Uferschutz, aber auch die Bereitstellung von Lebensraum für Fauna. Obwohl beide Arten entlang der Elbe vorkommen, ergeben sich starke Unterschiede in ihrer Zonierung und Verbreitung. Die Ursachen für regionale und lokale Muster sollen in diesem Projekt geklärt werden. Die Analyse von Standortbedingungen wird Aufschluss über die Artverbreitung geben. Darüber hinaus soll die Untersuchung von Interaktionen an den Schnittstellen "Pflanzenphysiologie- Morphologie-Hydrodynamik" Einblicke in die Resilienz der Arten gegenüber veränderlichen Umweltbedingungen - wie Pegeländerungen, Häufung von Extremwetterereignissen und variierenden Sedimentkonzentrationen - geben. Hierzu werden Methoden der statistischen- und prozessorientierten Modellierung mit Messungen in Feld- und Laboruntersuchungen gekoppelt. Der Fokus der Forschungsarbeit liegt auf der Analyse und Modellierung von 1) vegetationsbeeinflussten Sedimentationsprozessen und 2) der Reaktion der Biomasse von Phragmites australis und Phalaris arundinacea auf variierende hydrologische und standortabhängige Bedingungen sowie auf 3) Versuchen zur Wiederbesiedlung erosionsgeschädigter Standorte.
Projektleitung Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Andreas Dahlkamp
Laufzeit 2018-2021
Fördergeber Bundesanstalt für Gewässerkunde
Das Ziel des Teilvorhabens ist die Analyse von Effekten von Eigenschaften der Grünen Infrastruktur (GI) wie Waldzustand und räumliche Konnektivität sowie Klimavariablen auf die (Meta-)Populationsdynamik und das Vorkommen von Waldvogelarten, die unterschiedliche ökologische Nischen besetzen. Die statistische Modellierung, mit der diese Effekte analysiert werden, ist auch die Basis für einen (semi-)mechanistischen Hybrid-Ansatz zur räumlichen Modellierung der (Meta-)Populationsdynamik von Fokusarten auf Landschaftsebene. Diese (Meta-)Populationsmodelle werden genutzt, um zu testen, wie sich die vorhergesagte (Meta-)Populationsgröße dieser Arten in der GI über die nächsten 100 Jahre zwischen den einzelnen, in anderen Teilvorhaben entwickelten Szenarien für mitteleuropäische Mischwälder unterscheiden.
Projektleitung Prof. Tord Snäll (SLU), Teilprojekt Populationsdynamik von Vogelarten Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Dr. Pedro J. Leitão
Externe Kooperationspartner Prof. Dr. Tord Snäll, ArtDatabanken Swedish Species Information Centre, Box 7007, SE-750 07 Uppsala, Sweden, Prof. Dr. Thomas Hahn, Stockholm Resilience Centre at Stockholm University, SE-106 91 Stockholm, Sweden, Dr. Eva-Maria Nordström, Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Forest Resource Management, Division of Forest Planning, SE-901 83 Umeå, Sweden, Dr. Jenni Nordén, Norwegian Institute for Nature Research (NINA), Postboks 1066, Blindern, N-0316 Oslo, Norway, Prof. Dr. Arpat Ozgul, Dr. Michael Griesser, Dr. Paul Haverkamp, University of Zurich, Dept. of Evolutionary Biology and Environmental Studies, Winterthurstrasse 190, CH-8057 Zürich, Switzerland, Prof. Dr. Hans Pretzsch, Dr. Enno Uhl. Dr. Astor Toraño Caicoya, Laura Zeller, Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Lehrstuhl für Waldwachstumskunde, Freising, Germany
Laufzeit 2016 - 2019
Seegraswiesen sind wichtige Ökosysteme, die zahlreiche Funktionen für den Menschen übernehmen, aber auch durch ihn gefährdet sind. Seegraswuchs geschieht in einer Rückkopplung, in der vorhandenes Seegras Wellen und Strömung dämpft und Wassertrübung reduziert. Dadurch werden die Anwuchsbedingungen für weiteres Seegras verbessert. Doch ohne bestehendes Seegras ist eine Wiederansiedlung fast nicht möglich. In den kommenden vier Jahren werden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Technischen Universität Braunschweig, der Hochschule Hannover, der Leibniz Universität Hannover, dem niederländischen Institut für Meeresforschung sowie der Firma Soiltec GmbH daher ein künstliches Seegras entwickeln, das gute Anwuchsbedingungen für Seegras herstellt womit der Teufelskreis der Wiederansiedlung durchbrochen werden soll. Das künstliche Seegras wird ausschließlich aus bioabbaubaren Materialien bestehen, so dass langfristig eine rein natürliche Seegraswiese entsteht. Zusätzlich wird das Projektteam untersuchen, welche Flächen in der deutschen Nordsee sich besonders für eine Wiederansiedlung von Seegras eignen, um in einem Folgeprojekt einen ersten Versuch der Wiederansiedlung mit Hilfe von bioabbaubaren künstlichen Wiesen starten zu können.
Projektleitung Maike Paul, PhD (LU Hannover), Teilprojekt: Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Jana Carus
Externe Kooperationspartner Moritz Thom (FZK), Prof. Dr. Hans-Josef Endres, Dr. Carmen Arndt, Hannah Behnsen (Hochschule Hannover Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe), Prof. Dr.-Ing. Torsten Schlurmann, Dr.-Ing. Jan Visscher, Raúl Villanueva (LUH Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen), Sven Adamietz (Soiltec GmbH)
Laufzeit 2016-2020
Fördergeber MWK, Volkswagenstiftung
Von 2016 bis 2020 untersuchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität Braunschweig und der Leibniz Universität Hannover bestehende und künftige Strategien für nachhaltige Beziehungen zwischen Stadt und Land in Niedersachsen.
Projektleitung Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach, Prof. Dr. Vanessa Carlow (TUBS ISU)
Mitarbeiter*innen Dr. Michael Strohbach, Dr. Anne-Kathrin Schneider
Kooperationspartner*innen TUBS ISU, TUBS Institut für Wirtschaftsinformatik, TUBS IVE, TUBS ISW, TUBS IGS, LUH Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen
Laufzeit 2016-2020
Fördergeber MWK, Volkswagenstiftung
DBU Projekt 33654/01
Biologische Vielfalt in der Stadt ist eines der prioritären Handlungsfelder der Naturschutz-Offensive 2020 des BMUB als Teil der nationalen Biodiversitätsstrategie. Urbane Gewässer haben ein großes Potenzial zur Förderung der besonders gefährdeten aquatischen Biodiversität (Goertzen & Suhling 2015: Ins. Cons. Diver. 8). Da diese Gewässer vielfältigen Einflüssen und oft intensiven Nutzungen unterliegen, die den ökologischen Zustand beeinträchtigen, gibt es Bestrebungen diesen durch schonendere wasserbauliche Maßnahmen und Revitalisierung zu verbessern. Recht wenig ist jedoch über die Wirkungen unterschiedlicher Unterhaltungsmaßnahmen auf die aquatischen Lebensgemeinschaften bekannt. Auch die Zusammenhänge zwischen anderen urbanen Einflussfaktoren und der Biodiversität sind unzureichend erforscht und verstanden.
Aus der Zusammenarbeit mit Praxispartnern in Braunschweig wurde der Bedarf für ein ökologisch effektives Unterhaltungskonzept für städtische Gewässer deutlich. Unser Ziel ist es ein Managementkonzept zu entwickeln, das nachhaltig den Erhalt der lokalen Biodiversität sowie die Ökosystemleistungen urbaner Gewässer fördert. Wir werden das gängige Maßnahmenrepertoire hinsichtlich der Auswirkungen auf die Biodiversität evaluieren und das Verständnis der Zusammenhänge zwischen urbanen Einflüssen und der aquatischen Biodiversität sowie dem Vorkommen geschützter Arten vertiefen. Insbesondere werden wir dabei wissenschaftliche Forschung mit praktischen Anforderungen verknüpfen, um Handlungsempfehlungen für Unterhaltungsmaßnahmen abzuleiten.
Wir erwarten, dass durch eine angepasste Unterhaltung und Pflege von Gewässern die Biodiversität von Makrozoobenthos gezielt gefördert werden kann. Wir erfassen die Artenvielfalt des Makrozoobenthos an 70 Probestellen in Fließgewässer und der Libellen und Gastropoden sowie Wasserpflanzen an 30 Stillgewässern. Durch achtjährige Vorarbeiten steht uns für Fließgewässer eine Datengrundlage zur Verfügung. Um die Auswirkungen von Unterhaltungsmaßnahmen zu analysieren, werden wir mit Daten Art der Unterhaltung (z.B. Mahd, Räumung, Beweidung) und deren Intensität (Häufigkeit, Flächigkeit) verschneiden. Zudem werden wir weitere Detailuntersuchungen zu urbanen Einflussfaktoren an Gewässern sowie Pilotuntersuchungen zur Evaluation von Unterhaltungsmaßnahmen durchführen. Auf Basis dieser Ergebnisse wird ein Maßnahmenkonzept entwickelt und in Form eines Leitfadens potentiellen Nutzern wie Unterhaltungsverbänden und Stadtverwaltungen zur Verfügung gestellt.
Projektleitung Prof. (apl.) Dr. Frank Suhling
Mitarbeiter*innen Diana Goertzen
Externe Kooperationspartner Stadtentwässerung Braunschweig GmbH, Untere Naturschutzbehörde der Stadt Braunschweig, Förderkreis Umwelt- und Naturschutz Hondelage (fun) e.V.
Laufzeit 2017-2020
Fördergeber DBU
Offenheit ist ein zentrales Thema aktueller gesellschaftlicher Debatten wenn Fragen von Zugehörigkeit, Sicherheit oder Ressourcenverteilung verhandelt werden. Diese Debatten werden gerade im städtischen Raum greifbar. Gespeist aus Erkenntnissen vielfältiger Disziplinen weiß der Diskurs der Stadtforschung um die Bedeutung von Offenheit für das Entstehen, die Entwicklung und die Zukunftsfähigkeit von Städten. Offenheit, anders als ihr Antagonismus Geschlossenheit, kommt darin in drei miteinander verknüpften Dimensionen zum Ausdruck: in der Offenheit von physischen Räumen, als Offenheit sozialer, ökonomischer und ökologischer Systeme und als Zukunftsoffenheit im Sinne einer zeitlichen Dimension. Das Vorhaben OFFENE STADT nimmt sich dieser drei Facetten an und untersucht am Beispiel Berlins, welche neuen Zugänge, Strategien und Werkzeuge der Stadtentwicklung sich durch die Zusammenführung von Konzepten und Ansätzen der Offenheit von Stadt und Gesellschaft ergeben. Die grundlegende Frage ist, wie Offenheit in ihren genannten Dimensionen neue Zugänge zu den Fragen urbaner Transformation bieten kann, indem sie systematisch in Stadtentwicklungsprozesse integriert wird. Es geht dabei um das Ausloten von Konzepten und Ansätzen, den multiplen Ungewissheiten in Prozessen der Stadtentwicklung vor dem Hintergrund aktueller Herausforderungen begegnen zu können, ohne dabei heute Zukunftschancen von morgen unverrückbar zu verbauen.
Projektleitung Prof. Dr. Vanessa Carlow (TUBS ISU)
Mitarbeiter*innen Dr. Michael Strohbach
Externe Kooperationspartner TUBS ISU, Deutsches Institut für Urbanistik, TU Dortmund: Stadt und Regionalsoziologie
Laufzeit 2017-2020
Fördergeber Robert Bosch Stiftung
Intensive Landwirtschaft trägt heute substantiell dazu bei, dass die Grenzen der ökologischen Tragfähigkeit unseres Planeten überschritten werden. Auch auf lokaler und regionaler Ebene ist Landwirtschaft oft alles andere als nachhaltig. AGROECOSOS wird sog. Safe and fair Operating Spaces (SOS) definieren, Handlungsspielräume für die Landwirtschaft, innerhalb derer die Grenzen der Nachhaltigkeit nicht überschritten werden. Agrarökologische Forschung hat in den letzten Jahren eine Vielzahl von Lösungswegen vorgeschlagen, mit denen sowohl Erträge als auch Resilienz und Nachhaltigkeit der Landwirtschaft verbessert werden können. Ein vielversprechendes Konzept ist die Permakultur, welche die Eigenschaften natürlicher Systeme in einem Designprozess nachbildet und dabei sozialökologische Ansätze einbezieht. Permakultur basiert auf Designprinzipien, die Multifunktionalität, Artenvielfalt, Ertragssicherheit bei geringem Einsatz von Agrochemikalien, aber auch sozial-philosophische Dimensionen umfassen.
Projektleitung Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Sonja Lepper, Dr. Colette Vogeler
Externe Kooperationspartner*innen Prof. Dr. Nils Bandelow (TUBS ISW), Prof. Dr. Stefan Schrader, Dr. Anett Steinführer, Dr. Jens Dauber (Thünen Institut), Prof. Dr. Jörg Michael Greef (Julius-Kühn-Institut), Prof. Dr. Vanessa Carlow (TUBS ISU), Prof. Dr. Almut Grüntuch-Ernst (TUBS IDAS), Prof. Dr. Lars Wolf (TUBS IBR), Prof. Dr. Frank Wätzold (btu)
Laufzeit 2017-2018
Mit "Permakultur - Systemisch Denken und komplex Planen" hat das Institut für Geoökologie (IGÖ) mit Unterstützung durch teach4TU im Sommersemester 2017 ein Lehrformat ins Leben gerufen, das Studierenden der Umweltnaturwissenschaften eine ökologisch, sozial und ökonomisch robuste Planungsstrategie vermittelt. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Nachhaltigen Städtebau (ISU) wird diese Planungsmethode ab dem Wintersemester 2017/2018 in einem folgenden Innovationsprojekt weiter entwickelt. Die Idee des geplanten Lehrprojekts ist es, das gemeinsame interdisziplinäre Lehr-Lern-Konzept "Entwerfen mit der Natur - Werkzeuge für interdisziplinäres Arbeiten mit Permakultur" auszuarbeiten. Hierbei wird der holistische Planungsansatz der Permakultur des IGÖ mit erprobten Entwurfsmethoden des ISU (z.B. Urban Toolbox) ergänzt und ein gemeinsamer methodischer Werkzeugkoffer für interdisziplinäre Entwurfsvermittlung entwickelt. Das Lehr-Lern-Konzept entspricht dabei dem Ziel beider Institute, den Studierenden Methoden eines fachübergreifenden und erweiterten Entwurfsverständnisses zu vermitteln und in Gruppenarbeit jeweils fachfremde Inhalte und Kompetenzen auszutauschen und zu erlernen. Projektorientiertes Lernen ist dabei die vorherrschende didaktische Methode. Zudem werden neueste Erkenntnisse aus der bisherigen gemeinsamen Arbeit der Institute, wie zum Beispiel dem Forschungsprojekt metapolis, in die Lehre eingebracht. Die Studierenden können so an den aktuellen und hoch relevanten Methoden aus der Forschung teilhaben.
Projektleitung Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Sonja Lepper
Externe Kooperationspartner Prof. Dr. Vanessa Carlow (TUBS ISU)
Laufzeit 2017-2018
Fördergeber BMBF, über teach4TU
Dieses Lehrprojekt wird im Rahmen des Innovationsprogramms Gute Lehre der TU Braunschweig aus dem BMBF-Projekt teach4TU unter dem Förderkennzeichen 01PL17043 gefördert.
Das Projekt wurde mit dem LehrLEO 2019 ausgezeichnet.
RELease from coastal squEEZE (RELEEZE) zielt darauf ab, Managementoptionen für die Barriereinseln und die benachbarte Festlandküste zu identifizieren, die einen Wechsel von der 'Linie halten'-Strategie hin zu einer naturbasierten Strategie mit erhöhter Flexibilität und verbesserter Anpassungsfähigkeit ermöglichen. Ohne diesen Strategiewechsel kann der vorhergesagte schnellere Meeresspiegelanstieg zu tiefgreifenden negativen Folgen für Tier- und Pflanzenwelt (Biodiversität), menschliche Besiedlung und ökonomische Nutzung führen. Dies könnte seinerseits große wirtschaftliche Verluste und hohe Kosten für die Sicherung des zukünftigen Küstenschutzes nach sich ziehen.
Projektleitung Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach, Prof. Dr. Bernd Siebenhüner (Universität Oldenburg)
Mitarbeiter*innen Maike Paul, PhD, Jana Carus
Externe Kooperationspartner*innen Prof. Dr. Michael Kleyer (Universität Oldenburg), Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jensen (Universität Siegen), Pof. Dr. Britta Tietjen (FU Berlin), Prof. Dr. Vanessa Carlow (TUBS ISU), Dr. Achim Wehrmann (Senckenberg am Meer), Dr. Alexander Bartholomä (Senckenberg am Meer), Diana Giebels, Thorsten Grothmann
Laufzeit 2017-2018
Der Klimawandel gilt als eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit und große Anstrengungen müssen nicht nur beim Klimaschutz, sondern auch bei Klimaanpassung unternommen werden. Auch in Deutschland wird mit einer Zunahme von Extremwetterereignissen und mit einer Steigerung ihrer Intensität gerechnet. Dazu zählen Hitzewellen, Stürme, Starkregen oder lange Trockenperioden. Im Bahnwesen gibt es eine Vielzahl an Vorschriften und Regelwerken, die den technischen und betrieblichen Ablauf der einzelnen Teilsysteme sowie deren Zusammenwirken ordnen. Angesichts der beschriebenen Auswirkungen, mit denen der kommende Klimawandel die Infrastruktur herausfordern wird, ist eine Anpassung der vorhandenen Regelwerke und Vorschriften notwendig. In einem ersten Schritt müssen dafür entsprechende Inhalte und Passagen identifiziert werden, für die der Klimawandel relevant ist. Die Abteilung Landschaftsökologie & Umweltsystemanalyse arbeitet für dieses Projekt Klimawandelszenarien auf.
Projektleitung Prof. Dr.-Ing. Thomas Siefer (TUBS IVE)
Mitarbeiter Dr. Michael Strohbach
Kooperationspartner TUBS IVE Institut für Verkehrswesen, Eisenbahnbau und -betrieb
Laufzeit 2017 - 2018
Fördergeber Eisenbahn-Bundesamt
The overall objective of the research unit is to provide a new framework for building hydrological models that allow a much more realistic representation of the surface and especially subsurface architecture of catchments at the lower mesoscale (10-200 km2). Key methodological objective is to unite a) the recent observation and exploration technology from soil physics, geophysics, remote sensing and hydrology with b) our understanding of landscape formation and soil structure development and c) reductionist process models as learning tools to assess novel information on surface and subsurface structures as well as on distributed process dynamics. Key theoretical objective is to develop a model and mathematical framework that allows better integration of this information into the model identification process and thus facilitates communication between experimentalists and modellers. Research will be conducted in the hydrological observatory "Attert basin" that has been operated by the Gabriel Lippmann Research Institute in Luxemburg since 2003 and is among the best investigated basins in the World.
Subproject J:Feedbacks between bioactivity and soil hydrology
Soil structure determines a large part of the spatial heterogeneity in water storage and fluxes from the plot to the hillslope scale. In recent decades important progress in hydrological research has been achieved by including soil structure in hydrological models. One of the main problems herein remains the difficulty of measuring soil structure and quantifying its influence on hydrological processes. As soil structure is very often of biogenic origin (macropores), the main objective of this project is to use the influence of bioactivity and resulting soil structures to describe and support modeling of hydrological processes at different scales. Therefore, local scale bioactivity will be linked to local infiltration patterns under varying catchment conditions. At hillslope scale, the spatial distribution of bioactivity patterns will be linked to connectivity of subsurface structures to explain subsurface stormflow generation. Then we will apply species distribution modeling of key organisms in order to extrapolate the gained knowledge to the catchment scale. As on one hand, bioactivity influences the hydrological processes, but on the other hand the species distribution also depends on soil moisture contents, including the feedbacks between bioactivity and soil hydrology is pivotal for getting reliable predictions of catchment scale hydrological behavior under land use change and climate change.
Projektleitung Prof. Dr.-Ing. Erwin Zehe (KIT), Dr. Laurent Pfister (LIST), Theresa Blume (GFZ Potsdam), Teilprojekt: Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach, Dr. Loes von Schaik (TU Berlin)
Mitarbeiter*innen Anne-Kathrin Schneider, Dr. Tobias Hohenbrink
Externe Kooperationspartner*innen GFZ German Research Centre for Geosciences, Universität Potsdam, TU Berlin, University of Natural Resources and Life Sciences Vienna, LMU, KIT, MPI Jena, Universität Freiburg, Universität Hohenheim, UFZ Helmholtz Zentrum für Umweltforschung, LIST, ETH Zürich
Laufzeit 2015-2018
Fördergeberin DFG
Die Wechselwirkung von Vegetation mit Wellen und Strömung ist von wachsendem Interesse, insbesondere mit Hinblick auf den potentiellen Nutzen von Vegetation für Küsten- und Flussuferschutzmaßnahmen. Der Einfluss von einzelnen Pflanzenparametern auf Wellen- und Strömungsdämpfung ist jedoch noch nicht umfassend verstanden. Das Projekt GRADVEG (Quantifizierung und Modellierung von interaktiven GRADienten in VEGetation-Hydrodynamik Systemen) untersucht wie sich eine ungleichmäßige vertikale Verteilung der Schlüsselparameter Biomasse, Steifigkeit und Auftrieb auf den hydraulischen Pflanzenwiderstand auswirkt. Zudem wird der Einfluss von variierenden physikalischen Parametern (z. B. Salzgehalt des Wassers) auf die mechanischen Eigenschaften der Pflanzen evaluiert. Die natürliche Bandbreite dieser Pflanzenparameter wird im Feld erfasst und mit den hydrodynamischen Verhältnissen in Beziehung gesetzt, in denen die jeweilige Population wächst. Basierend auf den erfassten Werten und deren natürlicher Variabilität werden künstliche Pflanzen mit verschiedenen Gradienten der drei Schlüsselparameter entwickelt und für eine detaillierte Laborstudie verwendet. Die physikalischen Versuche werden von einer numerischen Studie unterstützt, um die relevanten Parameterbereiche zu identifizieren.
Projektleitung Maike Paul. PhD
Mitarbeiter*innen Wolfgang Max, Elina Ott
Externe Kooperationspartner Dr. Eduardo Infantes, Institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs Universität, Schweden, Dr. Tim Marjoribanks, School of Civil and Building Engineering, Loughborough University, UK
Laufzeit 2015-2018
Fördergeberin DFG
Coastal regions will be especially affected by climate change, i.e. rising sea-levels, increase of storms and winter precipitation. Ecosystems might change in ways that affect the stability of ecosystem functions and, thus, the provision of ecosystem services that coastal communities rely on today.
This project will investigate different land use scenarios for sites at the German North and Baltic Sea coast under climate change. The main focus is to evaluate ecosystem functions and services provided by these coastal regions and how they are affected by environmental change and different land management options. Work package 5 ("Modelling of biodiversity and plant-mediated ecosystem services (ESS) in response to land use management and environmental change") is undertaken by the University of Potsdam. Part 1 of this sub-project lies with the Institute of Earth and Environmental Science, part 2 with the Institute of Biochemistry and Biology.
In detail, WP 5 will yield the ecological evaluation of the COMTESS scenarios by statistically modelling the functional and response diversity (WP 5.1) and developing a process- based model for the spatio- temporal dynamics of key species and plant- mediated ESS (WP 5.2). For this purpose, we will upscale the plot-level one (or two)-year measurements of WP 1 - 4 to the landscape scale and to time scales ranging from 2010 to 2100. The statistical niche modelling of WP 5.1 will be enhanced with the transient plant community dynamics captured by the individual-based model of WP 5.2. Finally, the insurance effect of functionally redundant species on the resilience of ESF and, thus, the provision of ESS will be analysed for variable environmental conditions. The predictions from WP 5 will be summarized in a GIS modelling shell used by later work packages for the ecological-economic analysis. More...
Projektleitung Prof. Dr. Michael Kleyer (Universität Oldenburg), Teilprojekte 5 und 8: Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Dr. Anett Schibalski
Externe Kooperationspartner*innen Universität Potsdam, Universität Rostock, Universität Oldenburg, Universität Freiburg, Universität Hohenheim, Universität Greifswald, Universität Hildesheim, Universität Koblenz-Landau
Laufzeit 2011-2016
The European eel stock is in steep decline and consequently the species has been added to the IUCN Red List of Threatened Species as critically endangered. In order to reduce the anthropogenic mortality caused by hydroelectric power plants turbines, it is absolutely necessary to identify the environmental triggers for downstream migration towards their maritime spawning grounds. The aim of this project is to identify and quantitatively describe these triggers and develop predictive models. Therefore, environmental data will be combined with catch data and infrared video data from several trapping sites in three "top-11 rivers" in southern Sweden by means of advanced statistical modelling approaches. This will help to identify environmental windows of optimal migration conditions, described by threshold combinations of triggers. The results will enable an enhanced turbine management for hydroelectric power plants which will consequently contribute to achieve the goals of the Swedish Eel Management Plan.
Projektleitung Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter*innen Florian Stein
Externe Kooperationspartner Olle Calles, PhD (Karlstads Universität), Dr. Uwe Brämick (Institut für Binnenfischerei Potsdam-Sacrow)
Laufzeit 2012-2014
Fördergeber Elforsk 'Krafttag ål', Universität Karlskrona, Schweden
Earthworms play a pivotal role in agro-ecosystem functioning by modulating soil structure that significantly influences soil hydraulic properties, organic matter dynamics, and plant growth. This project focuses on anecic earthworms like Lumbricus terrestris which create vertical semi-permanent burrows that function as preferential flow pathways. Preferential flow in macropores is a key process which strongly affects infiltration and may cause rapid transport of pesticides into depths of 80 to 150 cm where they experience a much slower degradation. Therefore, preferential transport is an environmental problem because the topsoil is bypassed, which has been originally thought to act as a filter to protect the subsoil and shallow groundwater. Assessing the environmental risk of pesticides in earthworm burrows and how human management practise feedbacks on that risk requires the development of an integrated eco-hydrological model. This model allows predictions of i) the spatiotemporal distribution and population dynamics of anecic earthworms, ii) the related pattern of connective preferential flow pathways (i.e., earthworm burrows), and iii) the space-time pattern of infiltration and travel depth distribution of solutes. This enables the understanding of how small-scale patterns regulate large-scale processes in rural landscapes and how feedbacks between earthworm engineering and transport characteristics affect the functioning of (agro-)ecosystems. We expect our final model to be applicable for catchment-scale risk assessment that may assist agrochemical registration. More...
Projektleitung Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach, Prof. Dr.-Ing. Erwin Zehe (KIT)
Mitarbeiter*innen Dr. Loes von Schaik (TU Berlin), Juliane Palm (Universität Potsdam), Dr. Julian Klaus (LIST)
Externe Kooperationspartner KIT Karlsruhe Institute of Technology
Laufzeit 2007-2011
Födergeber DFG
DFG-Research Unit/Forschergruppe FOR 816 (Phase 1) Functionality in Tropical Mountain Rainforest
Subproject A3.3: Spatial-temporal dynamics of landslides and their biotic & abiotic controls
Projektleitung Prof. Dr. Jörg Bendix (Universität Marburg), Teilprojekt: Prof. Dr. Andreas Huth (UFZ), Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach
Mitarbeiter Dr. Peter Vorpahl
Externe Kooperationspartner UFZ Leipzig-Halle, Universität Beyreuth, Universität Marburg
Laufzeit 2007-2010
Fördergeber DFG