TU BRAUNSCHWEIG

Laufende Projekte

CAOS - Catchments as Organised Systems

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

CAOS

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

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

Fördergeber

DFG

Laufzeit

2015-2018

Metapolis - eine inter- und transdisziplinäre Plattform für eine nachhaltige Entwicklung der Stadt-Land-Beziehungen in Niedersachsen

In den kommenden vier Jahren untersuchen 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. Außerdem entwickeln sie eine interaktive Plattform, von der interessierten Bürgerinnen und Bürgern die gewonnenen Erkenntnisse abrufen können.

Positionspapier

Projektleitung

Prof. Dr. Vanessa Carlow (TUBS ISU)

Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach

Mitarbeiter*innen

Dr. Michael Strohbach

Andreas Dahlkamp

Anne-Kathrin Schneider

Externe Kooperationspartner

TUBS ISU

TUBS Institut für Wirtschaftsinformatik

TUBS IVE

TUBS ISW

TUBS IGS

LUH Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

Fördergeber

MWK

Volkswagenstiftung

Laufzeit

2016-2020

MWK LogoLogo Vokswagenstiftung

SeaArt - Langfristige Ansiedlung von Seegras-Ökosystemen durch bioabbaubare künstliche Wiesen

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.

Projektwebseite.


Seegras unter Wasser

Projektleitung

Maike Paul, PhD

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)

Fördergeber

MWK

Volkswagenstiftung

Laufzeit

2016-2020

MWK LogoLogo Vokswagenstiftung

RELease from coastal squEEZE (RELEEZE) - Managementoptionen zur Vermeidung von Kipppunkten in Küstenökosystemen der Nordsee

Heutzutage verhindert eine menschengemachte, feste Deichlinie die natürlichen räumlichen Verschiebungen in Küstenökosystemen, einschließlich der Festlandküstenlinie. Ein zu erwartender zukünftiger Meeresspiegelanstieg kann zu einem Verlust von Schlickwatten und Salzwiesen im Deichvorland führen. Dieser Prozess, bekannt als „coastal squeeze“ stellt einen kritischen Kipppunkt des natürlichen Küstensystems, insbesondere des Wattenmeers, dar. Zusätzlich zu dem Verlust der einzigartigen Wattenmeerflora und -fauna wird der Wegfall der Küstenökosystemleistungen, unter anderem im Küstenschutz, einen starken Einfluss auf die Gesellschaft haben. Dieser Wegfall würde zu enormen wirtschaftlichen Verlusten und Kosten für die Sicherung des zukünftigen Küstenschutzes führen.

Um den Verlust von Küstenökosystemen zu verhindern, ihre Küstenschutzfunktionen sowie ihren Wert als UNESCO-Weltnaturerbe zu erhalten, zielt RELease from coastal squEEZE (RELEEZE) 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. Indem neuer Platz für Sedimentakkumulation, Salzwiesen und Dünenökosysteme bereitgestellt wird, werden ihre Ökosystemleistungen als Teil von naturbasierten Küstenschutzlösungen erhalten. Dies wird die Resilienz der Küstensysteme erhöhen und sie davor schützen, die kritischen Kipppunkte zu überschreiten.

In einer Initialphase erarbeiten Natur- und Sozialwissenschaftler zunächst bestehende Wissenslücken und definieren gemeinsam mögliche Managementoptionen. Unter Berücksichtigung der Meinung relevanter Akteure im Küstenraum (z.B. Küstenschutz, Bewohner, Tourismus, Naturschutz) werden diese Managementoptionen diskutiert, um anschließend notwendige Forschungsaktivitäten für eine zweite Phase daraus abzuleiten.

Projektleitung

Prof. Dr. Boris Schröder-Esselbach

Prof. Dr. Bernd Siebenhüner (Universität Oldenburg)

Mitarbeiter*innen

Maike Paul, PhD

Jana Carus

Externe Kooperationspartner

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

Födergeber

BMBF, Projketträger DLR

Laufzeit

2017-2018

Logo BMBFLogo DLR

AgroEcoSOS - agroökologische Lösungen für Safe & fair Operating Spaces von Agrarsystemen

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

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)

Prof. Dr. Ralf Seppelt (UFZ)

Fördergeber

BMBF, Projektträger ptj

Laufzeit

2017-2018

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Management von Gewässern zur Förderung der biologischen Vielfalt – ein Beitrag zur Umsetzung der Biodiversitätsstrategie in Städten

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.

Fördergeber

DBU

Laufzeit

2017-2020

Entwerfen mit der Natur - Werkzeuge für interdisziplinäres Arbeiten mit Permakultur

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)

Fördergeber

BMBF, über teach4TU

Laufzeit

2017-2018

Dieses Lehrprojekt wird im Rahmen des Innovationsprogramms Gute Lehre der TU Braunschweig aus dem BMBF-Projekt teach4TU unter dem Förderkennzeichen 01PL17043 gefördert.

Abgeschlossene Projekte

COMTESS - Sustainable Coastal Land Management: Trade-Offs in Ecosystem Services

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

Universität Potsdam

Universität Rostock

Universität Oldenburg

Universität Freiburg

Universität Hohenheim

Universität Greifswald

Universität Hildesheim

Universität Koblenz-Landau

Fördergeber

BMBF, FONA, DLR

Laufzeit

2011-2016

Logo BMBFLogo DLR

Biodiversity and Sustainable Management of a Megadiverse Mountain Ecosystem in South Ecuador

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*innen

Dr. Peter Vorpahl

Externe Kooperationspartner

UFZ Leipzig-Halle

Universität Beyreuth

Universität Marburg

Fördergeber

DFG

Laufzeit

2007-2010

BIOPORE - Linking spatial patterns of anecic earthworm populations, preferential flow pathways and agrochemical transport in rural catchments: an ecohydrological model approach

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

Födergeber

DFG

Laufzeit

2007-2011

Understanding downstream migration of European eel (Anguilla anguilla) - Analysis and modelling of migration triggers

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)

Fördergeber

Elforsk 'Krafttag ål'

Universität Karlskrona, Schweden

Laufzeit

2012-2014


  aktualisiert am 25.10.2017
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