The BIOKLIM project: biodiversity research between climate change and wilding in a temperate montane forest : the conceptual framework

To understand the rapid rate of change in global biodiversity, it is necessary to analyse the present condition of ecosystems and to elucidate relationships of species to their environment. The BIOKLIM Project (Biodiversity and Climate Change Project) is intended to close this gap in our knowledge of montane and high montane forests of Central European low mountain ranges, one of the most threatened mixed montane systems worldwide. The Bavarian Forest National Park is characterised by its altitude range of ca. 800 m and a strongly developed gradient of forest structure. Relicts of old growth forests (areas of former local nature reserves) and dead stands, mostly killed by bark beetles, are accompanied by widely varying levels of woody debris and light. The gradients comprise a wide range of abiotic and forest structure factors, making the study area well suited for a multidisciplinary investigation of biodiversity. Unconstrained ordination (CA) of six taxa (vascular plants, wood inhabiting fungi, birds, carabids, spiders and molluscs) indicate the altitudinal gradient to be the main driver for distribution patterns of species assemblages. Objectives, structure, study design and data sampling of the BIOKLIM Project are described in detail. We set up 293 sampling plots along four main straight transects following the altitudinal gradient. All abiotic and stand structure data regarded as relevant are available for each plot. Vascular plants, wood inhabiting fungi and birds were sampled or mapped on all 293 plots. For the other 22 investigated taxa we used subsamples pre-stratified according to the sampling methods. The necessity of dealing with spatial autocorrelation, arising from sampling along linear transects, is described. Finally, study approach of our biodiversity project is compared with others involving altitudinal gradients. Worldwide, only a few multidisciplinary biodiversity studies have been previously conducted on long altitudinal gradients. However, in most cases sampling techniques were similar to ours, which allows comparison of results between continents. Keywords: Climate Change, Biodiversity, species-environment relationshipsUm die rasante Veränderung globaler Biodiversität zu verstehen, ist es erforderlich, den gegenwärtigen Zustand von Ökosystemen zu analysieren und die Zusammenhänge zwischen Arten und deren Umwelt aufzulösen. Das BIOKLIMProjekt (Biodiversität und Klima Projekt) hat zum Ziel, diese Wissenslücken für Wälder montaner und hochmontaner Mittelgebirge zu schließen. Der Nationalpark Bayerischer Wald ist neben dem Höhengradient (ca. 800 m) durch einen starken Strukturgradient geprägt. Dieser resultiert aus Restvorkommen sehr alter Bestände (ehem. Naturschutzgebiete) sowie dem Wirken des Borkenkäfers seit ca. zwei Jahrzehnten und einem dadurch verbundenen z. T. sehr hohen Totholzvorrat. Die Gradienten umfassen eine breite Spanne von abiotischen Faktoren und Bestandesstrukturen und machen den Nationalpark zu einem gut geeigneten Untersuchungsgebiet für interdisziplinäre Biodiversitätsforschung. Korrespondenzanalysen (CA) für 6 taxonomische Gruppen (Gefäßpflanzen, Holzpilze, Vögel, Laufkäfer, Spinnen und Mollusken) machen die starke Abhängigkeit der Artengruppen vom Höhengradienten deutlich. Es werden detailliert die Zielsetzungen, Projektaufbau, das Untersuchungsdesign sowie die Erfassungsmethoden des BIOKLIM-Projektes beschrieben. 293 Probepunkte wurden entlang von 4 Transekten, welche dem Höhengradienten folgen, eingerichtet. Zu jedem Probekreis stehen alle als relevant erachteten Daten zur Abiotik und Bestandesstruktur zur Verfügung. Gefäßpflanzen, Holzpilze und Vögel wurden auf allen 293 Probepunkten erfasst. Für die anderen 22 untersuchten Artengruppen wurde in Abhängigkeit von der Methode ein stratifiziertes Design gewählt. Lösungsansätze zum Umgang mit Autokorrelation, die durch die Anordnung von Probekreisen entlang von Linien (Transekte) bedingt ist, werden dargestellt. Schließlich wird das BIOKLIM-Projekt mit den wenigen weltweiten Biodiversitätsprojekten verglichen und diskutiert. In den meisten Fällen sind die Erhebungsmethoden ähnlich, sodass Vergleiche der Ergebnisse zwischen verschiedenen Kontinenten möglich werden. Schlüsselwörter: Klimawandel, Biodiversität, Arten-Umwelt-Beziehun

Kobaltbergbau und Blaufarbenindustrie im sächsischen Erzgebirge

Das Element Cobalt gewinnt als Technologiemetall und kritischer Rohstoff zunehmend an Bedeutung. Weitgehend in Vergessenheit geraten ist hingegen die Bedeutung des Cobalts für den historischen Erzbergbau im Erzgebirge. Auch die Weiterverarbeitung der Kobalterze in den historischen Blaufarbenwerken ist ein nahezu vergessenes Kapitel der sächsischen Wirtschaftsgeschichte. Es existiert keine zusammenfassende Literatur, die sich mit allen Facetten des historischen Kobalterzbergbaus im Erzgebirge befasst. Das Ziel dieser Masterarbeit ist ein Desiderat, das einen zusammenfassenden und integrativen Überblick über den historischen sächsischen Kobalterzbergbau und der eng damit verknüpften Blaufarbenindustrie schafft. Es wird der Frage nachgegangen, in welchen Lagerstättentypen Kobalterze mineralisierten und wie sich deren räumliche Verbreitung im Erzgebirge beschreiben lässt. Durch Auswertung von Akten des Bergarchivs Freiberg und anderen historischen Quellen erfolgt eine qualitative als auch quantitative Beurteilung der historischen erzgebirgischen Kobaltlagerstätten. Unter Anwendung analytischer Methoden (XRD, REM-EDX) und weiterführenden Literaturauswertungen wurde unter Zuhilfenahme von Sammlungsproben des Museums für Mineralogie und Geologie in Dresden (MMGDD) die mineralogische Zusammensetzung des bedeutendsten Kobalterzes, dem Skutterudit, analysiert. Darauf aufbauend werden die Besonderheiten der Kobalterzverarbeitung in den Blaufarbenwerken dargestellt. Standortgeographische Voraussetzungen werden ebenso erläutert, wie regionale und überregionale Handelsbeziehungen. Des Weiteren wird die Bedeutung der Blaufarbenindustrie für das Glasmacher- und Keramikhandwerk aufgezeigt. Angedeutet wird ebenfalls, wie sich der historische Kobalterzbergbau und Wissenschaft und Technik gegenseitig beeinflussten und so die sächsischen Blaufarbenwerke trotz Erfindung des kostengünstigeren Ultramarins um 1828 noch bis zu Beginn des 20. Jhd. marktbeherrschend blieben. Darüber hinaus werden die heutigen global bedeutendsten Kobaltlagerstätten und die Relevanz dieses Technologiemetalls vorgestellt.Cobalt is becoming increasingly important as a technology metal and critical raw material. Largely forgotten, however, is the important role of cobalt for the historical ore mining and the subsequent industrial processing in the historical cobalt blue industries in the Erzgebirge mountains of Saxony. In the absence of a comprehensive modern literature the aim of this Master thesis is a desideratum that provides an overview of the historic cobalt ore mining and the closely related cobalt blue industries in the Saxon Erzgebirge. It examines the question in which types of mineral deposits cobalt was mineralised and how their spatial distribution can be described. As a result of evaluating documents of the Bergarchiv Freiberg and other historical sources, a qualitative as well as quantitative assessment of the historical cobalt deposits in the Erzgebirge is carried out. The most important cobalt ore, Skutterudite, was analyzed by using analytical methods (XRD, REM-EDX) and further literature reviews. For this purpose, collection samples from the Museum of Mineralogy and Geology in Dresden (MMGDD) were available. In addition, the peculiarities of further industrial processing of cobalt ore in the cobalt blue industries are presented, as well as their specific geographic prerequisites. Furthermore, the importance of the cobalt blue industry for the old crafts of glassmaking and ceramics is shown, just as the mutual influence with science and technology. Last but not least, the todays world's most important cobalt deposits and the relevance of this technology metal are presented

Evaluating First Experiences with an Educational Computer Game: A multi-Method Approach

This paper presents our evaluation approach for a specific case study, namely the evaluation of an early prototype of an educational game with children aged between 12 and 14 years. The main goal of this initial evaluation study was to explore children’s first impressions and experiences of the game on the one hand and to assess the students’ ideas and wishes for the further development of the game on the other hand. The main challenge for the evaluation activities was the selection of the appropriate methodological approach, taking into account children as a special user group. We opted for a combination of different, mainly qualitative and explorative methods that were reported beneficial for work with children in the human-computer interaction (HCI) field. By presenting our multi-method approach, in particular the different steps and procedure within our study, other researchers can get inspirations for follow up activities when evaluating games with children as well as benefit from our experiences in exploring more collaborative methods and methodological combinations

"Die Haltung der Jugend der DDR zu Krieg und Frieden nach dem Genfer Gipfeltreffen": Schnellinformation

Die im Anschluß an das Genfer Gipfeltreffen 1985 durchgeführte Befragung von 1.802 DDR-Jugendlichen will die Resonanz des Gipfeltreffens unter den drei Aspekten "Verstehen der gegenwärtigen internationalen Situation, Information über Verlauf und Ergebnisse des Treffens sowie Beurteilung der Ergebnisse" ermitteln. Wenn auch generell gefolgert wird: "Die Jugend unseres Landes folgt dem Kurs unserer Partei und steht fest zu ihrem sozialistischen Vaterland", lassen sich insbesondere unter jüngeren Befragten auch kritische Ansichten feststellen: "Noch nicht überwunden sind falsche Vorstellungen über die wirklichen Ziele der BRD-Regierung. Es muß noch mehr Klarheit darüber geschaffen werden, daß die BRD nach wie vor zu den eifrigsten Verfechtern der Konfrontationspolitik gehört, daß die Durchsetzung der Politik der friedlichen Koexistenz gegenüber der BRD auch heute ein Prozeß härtesten Klassenkampfes ist, der keinerlei Illusionen zuläßt." Das sowjetisch-amerikanische Gipfeltreffen wurde von der DDR-Jugend aufmerksamer in den Medien verfolgt, als dies normalerweise bei politischen Ereignissen der Fall ist; als besonderer Erfolg wird dabei gewertet, daß die DDR-Sender häufiger genutzt wurden als "BRD-Sender". (psz

Including RNA secondary structures improves accuracy and robustness in reconstruction of phylogenetic trees

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>In several studies, secondary structures of ribosomal genes have been used to improve the quality of phylogenetic reconstructions. An extensive evaluation of the benefits of secondary structure, however, is lacking.</p> <p>Results</p> <p>This is the first study to counter this deficiency. We inspected the accuracy and robustness of phylogenetics with individual secondary structures by simulation experiments for artificial tree topologies with up to 18 taxa and for divergency levels in the range of typical phylogenetic studies. We chose the internal transcribed spacer 2 of the ribosomal cistron as an exemplary marker region. Simulation integrated the coevolution process of sequences with secondary structures. Additionally, the phylogenetic power of marker size duplication was investigated and compared with sequence and sequence-structure reconstruction methods. The results clearly show that accuracy and robustness of Neighbor Joining trees are largely improved by structural information in contrast to sequence only data, whereas a doubled marker size only accounts for robustness.</p> <p>Conclusions</p> <p>Individual secondary structures of ribosomal RNA sequences provide a valuable gain of information content that is useful for phylogenetics. Thus, the usage of ITS2 sequence together with secondary structure for taxonomic inferences is recommended. Other reconstruction methods as maximum likelihood, bayesian inference or maximum parsimony may equally profit from secondary structure inclusion.</p> <p>Reviewers</p> <p>This article was reviewed by Shamil Sunyaev, Andrea Tanzer (nominated by Frank Eisenhaber) and Eugene V. Koonin.</p> <p>Open peer review</p> <p>Reviewed by Shamil Sunyaev, Andrea Tanzer (nominated by Frank Eisenhaber) and Eugene V. Koonin. For the full reviews, please go to the Reviewers' comments section.</p

Zur Nutzung knapper Wasserressourcen : Beispiele aus ariden Regionen in Brasilien und Kenia

Wasser ist ein kostbares Gut - vor allem in Ländern mit wenig Niederschlag. Durch Klimawandel und gesellschaftliche Veränderungen unterliegt das wasserwirtschaftliche System sich ständig ändernden Dynamiken, die nur durch interdisziplinäre wasserwirtschaftliche Analysen und Prognosen erfasst werden können. Wissenschaftler vom Institut für Hydrologie und Wasserwirtschaft sowie vom Institut für Didaktik der Naturwissenschaften geben einen Einblick in ihre Arbeit

Different Evolutionary Modifications as a Guide to Rewire Two-Component Systems

Two-component systems (TCS) are short signalling pathways generally occurring in prokaryotes. They frequently regulate prokaryotic stimulus responses and thus are also of interest for engineering in biotechnology and synthetic biology. The aim of this study is to better understand and describe rewiring of TCS while investigating different evolutionary scenarios. Based on large-scale screens of TCS in different organisms, this study gives detailed data, concrete alignments, and structure analysis on three general modification scenarios, where TCS were rewired for new responses and functions: (i) exchanges in the sequence within single TCS domains, (ii) exchange of whole TCS domains; (iii) addition of new components modulating TCS function. As a result, the replacement of stimulus and promotor cassettes to rewire TCS is well defined exploiting the alignments given here. The diverged TCS examples are non-trivial and the design is challenging. Designed connector proteins may also be useful to modify TCS in selected cases

Boden als Lebensraum für Bodenorganismen : bodenbiologische Standortklassifikation ; Literaturstudie

Im Auftrag des Landes Baden-Württemberg, vertreten durch die Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg (LfU Karlsruhe), wurde eine Literaturrecherche zum Thema Bodenfauna und Umwelt durchgeführt. Das Ziel dieser Studie ist, Informationen darüber zusammenzutragen, ob und auf welche Weise das Vorkommen und die Aktivität der Bodenorganismen (Mikroflora und Invertebraten) von pedologischen und biologischen Standortfaktoren abhängt. Dazu wurden insgesamt ca. 7000 wissenschaftliche Veröffentlichungen in eine Literaturdatei aufgenommen und mit Hilfe eines festgelegten Katalogs von Begriffen (Tiergruppen, Meßparameter, Standortfaktoren) verschlagwortet. Aufbauend auf dieser Literaturauswertung wird die Rolle und Bedeutung der Bodenorganismen für terrestrische Ökosysteme Zusammenfassend dargestellt (Kap. 3). Insbesondere wird der Aufbau (= Struktur) und die naturhaushaltliche Leistung (= Funktion) von Bodenbiozönosen - speziell Mitteleuropas - beschrieben. Zunächst wird dazu eine kurze Übersicht über die Mikroflora (Bakterien und Pilze) gegeben, da die Interaktion zwischen Mikroflora und Bodenfauna eines der wichtigsten Elemente im bodenbiologischen Geschehen darstellt. Aus der großen Zahl bodenlebender Organismen werden dann einige Tiergruppen genauer vorgestellt, die aufgrund ihrer hohen Wertigkeit für das gesamte Ökosystem (z.B. Regenwürmer) sowie als Repräsentanten verschiedener trophischer Ebenen (saprophag: Enchytraeen, Lumbriciden, Isopoden, Oribatiden, Diplopoden; zoophag: Gamasinen, Chilopoden, Carabiden; polyphag: Formiciden) und raum-zeitlicher Skalen ausgewählt werden

Spectroscopic study of the magnetic ground state of Nb1−y_{1-y}Fe2+y_{2+y}

We have investigated single crystals and polycrystals from the series Nb$_{1-y}$Fe$_{2+y}$, $-0.004 \leq y \leq 0.018$ by electron spin resonance, muon spin relaxation and M\"ossbauer spectroscopy. Our data establish that at lowest temperatures all samples exhibit bulk magnetic order. Slight Fe-excess induces low-moment ferromagnetism, consistent with bulk magnetometry ($\simeq 0.06 ~\mu_B/{\rm Fe}$), Nb--rich and stoichiometric NbFe$_2$ display spin density wave order with small magnetic moment amplitudes of the order $\sim 0.001 - 0.01 ~\mu_B/{\rm Fe}$. This provides microscopic evidence for a modulated magnetic state on the border of ferromagnetism in NbFe$_2$.Comment: 7 pages, 9 figure

Neue Entwicklungen und Analyseergebnisse des Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung sowie Schlussfolgerungen für das Flächenmonitoring

Der Beitrag stellt aktuelle Entwicklungen und Ergebnisse im Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) vor. Da die Umstellung des ATKIS Basis-DLM als wichtigste Datengrundlage des Monitors auf das neue AAA-Modell inzwischen weit fortgeschritten ist, wurde das Flächenschema des Monitors angepasst, sodass nun ein weitestgehend konsistenter räumlicher und zeitlicher Vergleich alter und neuer ATKIS-Modelldaten möglich ist. Der neue Indikator „Bebauter Siedlungs- und Verkehrsflächenanteil“ ermöglicht eine Abschätzung der urbanen Entwicklung unabhängig von Sport-, Freizeit- und Erholungsflächen, wie es u. a. die Ministerkonferenz für Raumordnung (MKRO) fordert. Inzwischen werden die Indikatoren im IÖR-Monitor zusätzlich kleinräumig als Rasterkarten dargestellt und ermöglichen damit auch innergemeindliche Aussagen zur Flächennutzungsstruktur und ihrer Entwicklung. Es deutet sich an, dass die Flächennutzungsentwicklung mithilfe der Monitor-Indikatoren verlässlicher als mit den Daten der amtlichen Flächenerhebung bewertet werden kann. Das amtliche Liegenschaftsbuch (in Zukunft ALKIS) als deren Datengrundlage weist beim Flächennutzungseintrag und seiner Aktualisierung deutliche Schwächen gegenüber den zyklisch aktualisierten geotopographischen Basisdaten (ATKIS Basis-DLM) des IÖR-Monitors auf