Literatur zu „Eigene Vorarbeiten“

1
Generals:
meine Anmerkungen sind mit ** .... ** gerahmt (kann keine Farben :-)
check „State Space“, „ state space“ und State space“ auf Konsistenz
Antrag auf Gewährung einer Sachbeihilfe
Neuantrag
Hauptantragsteller:
Monika Joschko, Dr. rer.nat.
Wissenschaftliche Angestellte
Dienstadresse:
2
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.
Institut für Landschaftsstoffdynamik
Eberswalder Str. 84
15374 Müncheberg
Tel. 033432-82254
Fax 033432-82330
e-mail [email protected]
Privatadresse
Schäferei 31A
** da fehlt ein Ort **
Tel. 033472-50966
Mitantragsteller:
Jens Timmer, Prof. Dr.
Hochschuldozent
** nix mehr HD, jetzt Prof. :-) **
Geschäftszeichen: ** ?? kann doch weg ??**
Dienstadresse:
Freiburger Zentrum für Datenanalyse und Modellbildung
Universität Freiburg
Eckerstr. 1
79104 Freiburg
Tel & FAX auf homepage
Privatadresse:
Dreikönigstrasse 44
79102 Freiburg
0761/32439
1.2
Thema:
3
Untersuchung der Beziehung zwischen Bodenfauna und
Bodeneigenschaften mit Hilfe der State-Space Analyse
1.3
Kennwort:
State-Space Analyse in der Bodenökologie
1.4
Fachgebiet und Arbeitsrichtung:
Bodenökologie, Ökologie von Agrarlandschaften
Räumliche Statistik, Zeitreihenanalyse, Systembiologie ** naja, lieber streichen **
Hauptarbeitsrichtung des ZALF:
Landschaftsforschung, nachhaltige Landschaftsentwicklung
1.5
Voraussichtliche Gesamtdauer:
Die erforderliche Förderung durch die DFG beträgt 36 Monate
1.6
Antragszeitraum: 1. 07. 2006 – 31. 06. 2008
1.7
Gewünschter Beginn der Förderung: 01. 07. 20061.8 Zusammenfassung:
Informationen
über
Bodeneigenschaften
die
sind
quantitativen
von
Beziehungen
zentraler
Bedeutung
zwischen
für
Bodentieren
viele
und
bodenökologische
Fragestellungen, wie zum Beispiel für die Beurteilung von Nutzungseffekten oder die
Identifizierung
funktioneller
Effekte
von
Bodentieren
auf
Bodenprozesse
und
Bodeneigenschaften im Freiland. Der Kenntnisstand über die Fauna-Boden-Beziehung ist
derzeit jedoch noch ungenügend.
Ein wesentlicher Grund dafür ist das Fehlen eines geeigneten methodischen Ansatzes.
Üblicherweise werden Beziehungen zwischen Bodeneigenschaften und Bodenfauna durch
klassische Korrelationsverfahren ermittelt, welche aber für räumlich korrelierte Daten, wie sie
an Einzelproben ermittelte Bodentierabundanzen und Bodeneigenschaften darstellen,
ungeeignet sind. Im Rahmen des beantragten Projektes soll die State-Space Analyse
4
eingesetzt und an spezifische bodenzoologische Fragen angepaßt werden. Die State-Space
Analyse ist ein multivariates, aus der Zeitreihenanalyse stammendes Schätzverfahren, welches
zur
Aufdeckung
von
Beziehungen
zwischen
verschiedenen
räumlich
korrelierten
Bodeneigenschaften in der Bodenphysik seit einigen Jahren erfolgreich eingesetzt wird.
2.
Stand der Forschung, eigene Vorarbeiten
2.1
Stand der Forschung
Der Zusammenhang zwischen Bodentieren und Bodeneigenschaften ist seit langem
Gegenstand bodenbiologischer Forschung: nach Trolldenier (1971) ist die Untersuchung der
Wechselbeziehungen der Bodenorganismen zu ihrer Umwelt sogar die Hauptaufgabe der
Bodenbiologie. Informationen über die quantitativen Beziehungen zwischen Bodentieren und
Bodeneigenschaften
sind
von
zentraler
Bedeutung
für
viele
bodenökologische
Fragestellungen. So erfordert die Beurteilung von Nutzungseffekten die Unterscheidung
zwischen managementinduzierter und bodenbedingter Variabilität der Bodenfauna. Ein
weiterer wichtiger Themenbereich ist die Identifizierung funktioneller Effekte von
Bodentieren auf Bodenprozesse und Bodeneigenschaften im Freiland. Der Kenntnisstand auf
diesem Gebiet ist aber, trotz jahrzehntelanger bodenbiologischer Forschungsarbeiten, derzeit
noch ungenügend (Schaefer et al. 1993).
Ein wesentlicher Grund für dieses Forschungsdefizit ist das Fehlen eines geeigneten
methodischen Untersuchungsansatzes. Ein Überblick über die Herangehensweise bei
Lumbriciden (Regenwürmer) und ihrer Beziehung zu Bodeneigenschaften soll das Problem
verdeutlichen. Regenwürmer eignen sich aufgrund ihrer halbsessilen Lebensweise und ihrer
Ortstreue besonders gut für eine derartige Untersuchung (Bono 1986). Während zunächst
qualitative Beobachtungen über den Zusammenhang zwischen Regenwurmbiozönose und
Habitat gemacht wurden (Darwin 1881, Graff 1950), wurden in den letzten Jahren vermehrt
Anstrengungen unternommen, die Beziehungen zwischen Regenwurmabundanzen und
Bodeneigenschaften quantitativ zu beschreiben (Hendrix et al. 1992, Makeschin 1991, 1993,
Briones et al. 1995, Ekschmitt 1993, Ekschmitt et al. 2003, Fox et al., 2004). Korrelationen
zwischen Regenwurmabundanzen und Bodeneigenschaften wurden in diesen Arbeiten meist
5
mit Hilfe linearer oder multipler Regression hergestellt, und sind daher nicht
zufriedenstellend, wie im folgenden gezeigt werden soll.
Bei der Analyse der Fauna-Boden-Beziehung besteht grundsätzlich das Problem der großen
räumlichen Variabilität von Einzelbefunden (Ekschmitt 1993, Lavelle and Spain 2001).
Bodentierabundanzen in Einzelproben bei praxisüblicher Probengröße übertreffen mit einem
Variationskoeffizienten von meist über 100 % die Variabilität von abiotischen
Standorteigenschaften (Kutilek und Nielsen 1994). Es gibt mehrere Möglichkeiten, mit
diesem Problem umzugehen. Ein Ansatz besteht darin, eine bestimmte Anzahl dicht
nebeneinander liegender Einzelproben zu mitteln und auf ebenfalls gemittelte Bodenproben,
welcher in der unmittelbaren Umgebung genommen wurden, zu beziehen. Diese
Vorgehensweise wird beispielsweise bei den Dauerbeobachtungsflächen in Deutschland
(Barth et al. 2000) angewandt. Wurden die zu untersuchenden Flächen nach bestimmten
Merkmalen und einer umfassenden Repräsentanzanalyse ausgewählt, lassen sich durch
klassische statistische Verfahren, wie Clusteranalyse oder Korrespondenzanalyse, enge
quantitative Beziehungen zwischen Regenwurmbesatz und Bodeneigenschaften nachweisen
(z.B. Krück et al., in press). Auch in anderen Studien konnten auf diese Weise enge
Beziehungen zwischen Regenwurmbesatz und Bodeneigenschaften nachgewiesen werden
(Makeschin 1991, 1993). Problematisch an diesem Ansatz ist, daß eng beieinanderliegende
bodenzoologische Einzelproben häufig räumlich korreliert sind, Mittelwertbildungen
strenggenommen nicht zulässig sind und Anwendungen klassischer Regressionsverfahren zu
Fehlinterpretationen führen (Legendre 1993, Diniz-Filho et al. 2003).
Ein alternativer Forschungsansatz nutzt die Beobachtung, dass Bodentierabundanzen in eng
beieinanderliegenden Bodenproben in den meisten Fällen eine räumliche Struktur aufweisen,
d.h. autokorreliert sind. Die räumliche Struktur von bodenzoologischen Daten wird bei
diesem Ansatz, der eine große Zahl von Einzelproben voraussetzt, häufig mit Hilfe
geostatistischer Verfahren quantifiziert (Poier und Richter 1992, Cannavacciolo et al. 1998,
Nuutinen et al. 1998, Rossi et al. 1995, 1997). Beziehungen zwischen Bodenfauna und
Bodeneigenschaften können dann zum Beispiel mit Hilfe von Crossvariogrammen
quantifiziert werden (Rossi et al. 1995). Geostatistische Verfahren setzen allerdings
bestimmte Eigenschaften von Datenserien voraus, wie zum Beispiel die Stationarität der
Beobachtungen (Rossi et al. 1995). Diese Voraussetzungen sind jedoch oftmals in
Landschaftsuntersuchungen nicht gegeben. Im geplanten Projekt soll ein daher ein anderer
Weg beschritten werden.
6
Die Grundannahme der geplanten Untersuchungen ist, daß angesichts der großen Variabilität
bodenzoologischer Befunde und der vielfältigen zufälligen Einflußgrößen, welche die an
einem Ort und zu einem Zeitpunkt ermittelten Abundanzwerte bestimmen, nur räumlich
korrelierte, d.h. autokorrelierte Werte reproduzierbare Meßwerte darstellen (Wendroth 1999,
Nielsen und Wendroth 2003). Die räumlichen Muster, welche einer Datenreihe zugrunde
liegen, müssen allerdings zunächst vom (zufälligen) Rauschen getrennt, d.h. mit geeigneten
Methoden gefiltert werden. Ein solches Filterverfahren stellt die autoregressive State-Space
Analyse dar (Kalman 1960, Shumway und Stoffer 2000, Nielsen und Wendroth 2003). In der
State-Space Analyse werden sowohl deterministische als auch stochastische Eigenschaften
von Datenreihen berücksichtigt (........., Timmer.paper [18,99].... ,Wendroth et al. 2001,
Joschko et al. 2006). Der für die State-Space Analyse verwendete Kalman-Filter ist darüber
hinaus vielseitig und auch in funktionellen Zusammenhängen einsetzbar (Nielsen und
Wendroth 2003, Timmer.** paper [24] **).
Die State-Space Analyse wurde in den 60er Jahren entwickelt (Kalman 1960). Das Verfahren
wurde zunächst im Bereich der Weltraumforschung angewandt, aber auch auf Fragestellungen
in der Ökonomie (Shumway und Stoffer 2000), Medizin (Timmer 1998), Astrophysik
(Timmer et al. 2000) und Bodenkunde übertragen (Nielsen und Alemi 1989, Wendroth et al.,
1992, Nielsen et al., 1994, Nielsen und Wendroth 2003). Das Prinzip der Methode ist, dass
das zu untersuchende System auf seinem Weg durch den Raum (oder die Zeit) betrachtet
wird. Der durch ein oder mehrere Zustandsvariablen gekennzeichnete Zustand des Systems an
einem Ort i wird mit seinem Zustand am davorliegenden Ort
i-1
verglichen. Beide Zustände
sind durch die sogenannte Zustands-Gleichung miteinander verknüpft:
Z i = Φ Z i-1 + ω i
(1)
(Nielsen & Wendroth 2003). Die Matrix der Zustandskoeffizienten Φ wird durch lineare
multiple Regressionsverfahren bestimmt. ω i ist ein unkorrelierter Modell-Fehlerterm mit dem
Mittelwert 0. Im Unterschied zu anderen autoregressiven Modellen wird nun davon
ausgegangen, daß Zi nicht direkt beobachtet, sondern nur verzerrt, d.h. mit „Störsignalen“
versehen, erfaßt werden kann: Zi ist in die sogenannte Beobachtungs-Gleichung
yi=MiZi+νi
(2)
eingebettet (Nielsen & Wendroth 2003). νi ist ein unkorrelierter Messungs-Fehlerterm mit
Mittelwert 0. Gleichung (1) und (2) werden simultan gelöst; Übergangsmatrix ** nein:
7
Beobachtungsmatrix M ** und Zustands-Kovarianzen werden mit Hilfe des Kalman-Filters
(Kalman 1960) geschätzt. Auf diese Weise ist es möglich, stochastische von räumlich
strukturierter Variabilität in Datenreihen zu trennen. Aufgrund der großen Variabilität
bodenzoologischer Daten ist das Verfahren der state-space Analyse ist besonders für
bodenzoologische Fragestellungen gut geeignet (Joschko et al. 2004). Mit Hilfe des KalmanFilters wird „das Rauschen“ reduziert, und das zugrundeliegende räumliche Muster
identifiziert. Es ist daher möglich, mit dieser Methode Beziehungen zwischen Datenreihen
festzustellen, die bei Anwendung von klassischen Verfahren nicht oder kaum erkennbar sind.
In den geplanten bodenzoologischen Untersuchungen sollen mit Hilfe dieses Verfahrens
spezifische
Konstellationen
von
Biozönoseeigenschaften
(Abundanzen
bestimmter
Bodentierarten, Biodiversitätsparameter wie Artenzahl oder Artenkombination) in ihrer
Beziehung zu Bodeneigenschaften (Corg , Nt, pH, Tongehalt) analysiert werden.
Bisher wurde die State-Space Analyse nur selten in bodenzoologischen Arbeiten eingesetzt.
Nielsen and Alemi (1989) zeigten mit Hilfe dieses Verfahrens Korrelationen zwischen
Nematodenabundanzen (Paratrichodorus) und Ertragsdaten (Baumwolle) auf. Sampson
(1996)
wendete
die
Methode
der
Zustandsraummodellierung
erfolgreich
auf
Regenwurmbesatzdaten in ihrer Beziehung zu Stickstoffgehalten des Bodens in kalifornischen
Obstplantagen an. Erste eigene Anwendungen der Methode bei der Auswertung
bodenzoologischer Datenreihen (Joschko et al., 2003a,b, 2004, 2006) belegen die prinzipielle
Eignung des Verfahrens für die Analyse von bodenzoologischen Freilanddaten von genutzten
Böden im nordostdeutschen Raum.
So zeigte sich bei einer Auswertung von regionalskaligen Daten zur Biodiversität von
Regenwürmern, daß mit Hilfe der State-Space Analyse eine erheblich exaktere Schätzung der
Regenwurmartenzahl
entlang
eines
150
km
langen
Transektes
aufgrund
von
Bodeneigenschaften möglich war, als mit Hilfe einer multiplen Regression (R² zwischen
geschätzten und gemessenen Werten bei state-space Analyse 0.97, bei multipler Regression
0.55) (Joschko et al. 2006). Sogar bei Berücksichtigung von nur 50 % der Werte war noch
eine relativ gute Schätzung der Regenwurmartenzahl möglich (R² = 0.78). Die bessere
Voraussagekraft des State-Space Ansatzes ist darauf zurückzuführen, dass die Schätzung
unter Berücksichtigung lokaler Variabilitätsstrukturen erfolgt, und daß nicht, wie bei
multiplen Regressionsansätzen, von einem konstanten Mittelwert (siehe oben) innerhalb der
gesamten Datenserie ausgegangen wird (Nielsen und Wendroth 2003). Auch bei ersten
Analysen von feldskaligen Daten zeigte sich die Überlegenheit des State-space Ansatzes
8
gegenüber allgemeiner linearer Regression bei Analysen von Beziehungen zwischen
Enchytraeenabundanzen und Bodeneigenschaften (Joschko et al. 2003b, 2004).
Hauptziel des geplanten Projektes ist es, das Potential der Zustandsraummodellierung für
bodenzoologische bzw. bodenökologische Fragestellungen zu nutzen. Die Anwendung der
State-Space Analyse würde die Bodenökologie in zwei wichtigen Forschungsrichtungen
vorantreiben. Die eine Richtung betrifft die Abschätzung bodenzoologischer Daten in
unbeprobtem Gelände, welche auch das Upscaling auf größere Landschaftsräume einschließt.
Es ist möglich, wie von Wendroth et al. (1997) empfohlen, bei engen Beziehungen zwischen
bestimmten Bodeneigenschaften und Bodentierabundanzen oder –aktivität, zeitaufwändige
bodenzoologische
Untersuchungen
Oberbodeneigenschaften
(z.B.
durch
Temperatur,
die
Erfassung
Bodenfeuchte,
leicht
messbarer
scheinbare
elektrische
Leitfähigkeit) zu „ersetzen“. Das Testen der Vorhersagegenauigkeit mittels räumlich
korrelierter Daten gelingt durch das sukzessive Weglassen ursprünglich gemessener Zieldaten
bei der Modellierung und anschließendem Vergleich von geschätzten und gemessenen Werten
(Nielsen und Wendroth 2003, Joschko et al., 2006). Im Zuge des geplanten Projektes könnten
somit
wichtige
Grundlagen
für
die
Ermittlung
von
leicht
erfassbaren
Oberbodeneigenschaften, wie Temperatur, Bodenfeuchte, elektrische Leitfähigkeit, als
„Indikatorvariablen“ für den Bodentierbesatz erarbeitet werden. Die Beziehung zwischen
Biodiversität und Standort ist allerdings nicht nur im Hinblick auf bodenzoologische
Fragestellungen von größtem Interesse. So bezeichnete kürzlich Loreau (1998) die Analyse
von abiotischen Einflüssen, welche die Reaktion von Ökostystemen auf Änderungen der
Biodiversität überdecken könnten, als entscheidend für zukünftige Experimente zum Thema:
Biodiversität und ökosystemare Prozesse.
Die zweite Richtung, für welche das geplante Projekt von Bedeutung sein könnte, sind
funktionelle Untersuchungen an Bodentierpopulationen im Landschaftsmaßstab. Derzeit
fehlen gänzlich quantitative Abschätzungen des Bodentiereinflusses zum Beispiel auf die
Gefügegenese oder Stoffumsetzungsprozesse in größeren Landschaftsräumen. Es ist denkbar,
daß in der Zukunft funktionelle Analysen an Bodentierpopulationen mit Hilfe einer
Kombination von prozessbeschreibenden Differentialgleichungen und des State-Space
Ansatzes, wie für den Bereich der bodenphysikalischen Forschung von Nielsen und Wendroth
(2003) vorgeschlagen, durchgeführt werden. Ein derartiger Forschungsansatz soll in einem
Anschlußprojekt verfolgt werden.
9
Allerdings
bestehen
hinsichtlich
der
Anwendung
der
State-Space
Analyse
auf
bodenzoologische Fragestellungen noch offene Fragen, welche im Rahmen des Projektes
geklärt werden sollen. Ein Problem stellt die Richtung der Auswertung dar. Während bei
Zeitreihen die Auswertungsrichtung durch ** streichen (das gestaffelte Anfallen) ersetzen
durch: die natürliche Zeitordung** der Daten vorgegeben ist, sind bei bodenökologischen
Auswertungen mit räumlichen Daten grundsätzlich zwei Auswertungsrichtungen denkbar. In
bisherigen Untersuchungen wurde jeweils eine Auswertungsrichtung festgelegt (Joschko et
al., 2003a,b, 2004, 2006). Im Rahmen des Projektes soll ** das State Space Modell und das
Kalman Filter auf räumliche Daten, die keine natürliche Ordnung aufweisen, verallgemeinert
werden, respektive ** geklärt werden **streichen: (wie dieses Problem gelöst werden könnte,
und ) welche Kriterien für eine „optimale“ Auswertungsrichtung angelegt werden könnten.
In bisherigen Analysen (Nielsen und Wendroth 2003) werden Bodeneigenschaften, zwischen
denen Beziehungen ermittelt werden sollen, in dem Zustandsvektor zusammengefasst. Im
Falle von bodenzoologischen Datenserien ist es jedoch auch denkbar, dass bestimmte
Bodeneigenschaften als externe Faktoren mathematisch beschrieben werden. Das hätte den
Vorteil, dass Bodeneigenschaften am Punkt (i) und nicht am Punkt (i-1) für die Schätzung der
Bodentierabundanzen herangezogen würden. Auch diese Problematik, auf die bereits Timm et
al. (2003) hingewiesen haben, soll im Rahmen dieses Projektes untersucht werden.
Im Rahmen des beantragten Projektes sollen außerdem die folgenden Fragen beantwortet
werden: Welche Bodeneigenschaften eignen sich am besten zur Vorhersage von Abundanzen
und Artenzusammensetzung von Bodentierpopulationen in landwirtschaftlich genutzten
sandigen Böden ? Gibt es Beziehungen zu leicht erfassbaren Oberbodeneigenschaften, welche
zum Beispiel durch geophysikalische Methoden gemessen werden können (scheinbarer
elektrischer Widerstand, scheinbare elektrische Leitfähigkeit) ? Sind Beziehungen zwischen
Bodenfauna und Bodeneigenschaften standortspezifisch, und abhängig von der Saison, in
welcher die Daten erhoben worden sind, oder gibt es stabile Muster, welche verallgemeinert
werden könnten ? Gibt es einen Einfluß des Bewirtschaftungssystems auf die Beziehungen
zwischen Fauna und Boden? Gibt es einen standortspezifischen Einfluß auf die Muster im
dem Sinne, dass optimales Probenahmeraster (Abstand zwischen Einzelproben) und optimale
Probengröße der Einzelprobe je nach Standort unterschiedlich sind ?
Hinsichtlich der zu untersuchenden Bodeneigenschaften liegt der Schwerpunkt des geplanten
Projektes auf leicht erfassbaren Oberbodeneigenschaften, wie Körnung, Wassergehalt,
Bodentemperatur, Ct und Nt-Gehalt des Bodens, und geophysikalisch erfassbaren Parameter
10
wie die scheinbare elektrische Leitfähigkeit und der scheinbare elektrische Widerstand (ref...).
Hinsichtlich der zu untersuchenden Tiergruppen liegt der Schwerpunkt auf den Lumbriciden
und Enchytraeiden. Beide Familien weisen enge Beziehungen zu Bodeneigenschaften auf,
erfüllen
wichtige
Funktionen
im
Boden
und
können
als
Indikatoren
von
Landnutzungssystemen dienen (Joschko et al. 2000, 2006, Krück in press, Jänsch und
Römbcke 2003). Während zu Lumbriciden und ihrer Bedeutung in landwirtschaftlich
genutzten Böden umfangreiche Erfahrungen beim Hauptantragsteller vorliegen, werden im
Hinblick auf die Artenbestimmung der Enchytraeiden externes Fachwissen (über die
Arbeitsgruppe U. Graefe, Hamburg) herangezogen. Geophysikalische Untersuchungen sollen
in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Erika Lück, Universität Potsdam, durchgeführt
werden, hier besteht seit einiger Zeit eine enge Kooperation (z.B. Joschko et al., in press).
Der Hauptuntersuchungsraum für das geplante Projekt sind die glazial geprägten
landwirtschaftlich genutzten Böden des nordostdeutschen Tieflands (Nordostbrandenburg).
Diese Böden sind durch eine große Heterogenität der Bodeneigenschaften und
Bodentierabundanzen charakterisiert (Schmidt 1991, Joschko und Höflich 1996, Joschko et
al. 2006) und stellen daher geeignete Untersuchungsräume für das geplante Projekt dar.
Warum ackerbaulich genutzte Standorte ?
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2.2
Eigene Vorarbeiten
Die Antragstellerin Frau Dr. Joschko ist auf die Charakterisierung der Struktur und Funktion
von Bodentiergesellschaften in genutzten Böden spezialisiert. Schwerpunkt ihrer Arbeiten
sind die Lumbriciden. Zunächst wurde in Modellversuchen der Einfluß verschiedener
Regenwurmarten auf verdichteten Boden untersucht. Eine Kombination von morphologischen
Untersuchungen
(Makroporendarstellung
mit
Hilfe
von
Gipsabdrücken,
mikromorphologische Gefügeuntersuchungen) ermöglichte es, funktionelle Effekte der
Bodentiertätigkeit, z.B. im Hinblick auf die Wasserbewegung im Boden, oder in Bezug auf
physikalische Eigenschaften der Losungsaggregate, kausalanalytisch aufzuklären (Joschko
1988, 1989, Joschko und Altemüller 1989, Altemüller und Joschko 1992, Schrader und
Joschko 1991, Roth und Joschko 1991, Joschko et al. 1992). Im Rahmen des DFGSchwerpunktprogrammes „Genese und Funktion des Bodengefüges“ (La 226/7-1,2) wurde, in
weiteren
Untersuchungen
zum
Einfluß
endogäischer
Regenwurmarten
auf
die
Wasserbewegung im Boden, zur dreidimensionalen Visualisierung und Quantifizierung des
Gangsystems der Lumbriciden die Röntgencomputertomographie eingesetzt (Joschko und
Larink 1990, Joschko et al. 1991, 1993). Die Methode bewährte sich im folgenden auch bei
der Charakterisierung von Effekten der Bodenbearbeitung auf das Makroporensystem
ungestörter Freilandproben (Gerschau et al. 1991, Rogasik et al. 1994, 1995, Mulla et al.
1999). Im Rahmen einer vom British Council geförderten Kooperation mit dem Scottish Crop
Research Institute in Dundee, GB, wurde die Anwendung der Methode erweitert und für die
Charakterisierung von Lagerungsdichteverteilungen im Boden eingesetzt (Rogasik et al.
1999).
Bei den weiteren Arbeiten im Freiland zeigte sich bald, daß für die Analyse von
Bodentiergesellschaften in genutzten Böden die Beziehung zu Bodeneigenschaften essentiell
ist und verstärkter Aufmerksamkeit bedarf (Eisenbeis und Joschko 1995, Larink und Joschko
1999, Fox et al. 2003, 2004a, 2004b, 2005). So war bei der Untersuchung von verschiedenen
Bewirtschaftungssystemen (konventionelle vs. konservierende Bodenbearbeitung) (Ellmer et
al. 1995, Krück et al. 1996, Joschko und Höflich 1996, Heisler et al. 1998) offensichtlich, daß
die Reaktion der Regenwurmpopulation auf Änderungen der Bodenbearbeitung von
Bodeneigenschaften, z.B. der Körnung, abhängt (Seyfarth et al. 1999, Joschko et al. 2000).
14
Eine Charakterisierung der Beziehung zwischen Bodenfauna und Bodeneigenschaften unter
Feldbedingungen kann nur gelingen, wenn räumliche Muster sowohl der Fauna als auch von
physikalischen
oder
chemischen
Bodeneigenschaften
berücksichtigt
werden.
Diese
Untersuchungen erforderten neue methodisch Ansätze für Probenahmedesign und
Datenanalyse (Pacholski et al. 1995, 1996, Mulla et al. 1999). In der Folge wurden Verfahren
der Zeitreihenanalyse, aber auch anderer Methoden der räumlichen Statistik (Wendroth et al.
1992, Nielsen und Wendroth 2003) eingesetzt. Erste Ergebnisse wurden in Form von
Kongreßbeiträgen vorgelegt (Joschko et al. 2002; Joschko et al., 2003a, b; Joschko et al. 2004
a, b, 2005 a). Bisher wurden Untersuchungen zur räumlichen Variabilität von Lumbriciden,
Enchyträen und Nematoden, aber auch von Stabilisotopensignaturen durchgeführt (Joschko et
al. 2005 b). Die Untersuchungen bezogen sich überwiegend auf die Feldskala, in einer Studie
auch auf die Regionalskala (Joschko et al., 2006).
Mittelfristiges Ziel der Arbeiten ist es, den Einfluss von Bodentieren auf Bodenprozesse auf
Landschaftsebene zu quantifizieren (Joschko et al. 2003a, 2005a, Don et al., eingereicht).
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Der Mitantragsteller Herr Prof. Dr. Jens Timmer arbeitet im Bereich der mathematischen
Modellierung komplexer Systeme. Seine Arbeiten umfassen sowohl die Entwicklung [Zitate
**paper [115,111,104,93,88,80] **] als auch die interdisziplinäre Anwendung [Zitate **paper
[122, unser paper,118,100,97,94,85]**] der Methoden. Die enge Kopplung der Entwicklung
und der Anwendung der mathematischen Methoden stellt sicher, dass die entwickelten
17
Methoden für die Anwendungen adäquat sind.
Ein Schwerpunkt der Arbeit stellt die Modellierung partiell beobachteter verrauschter
dynamischer Systeme dar [Zitate ** paper [102,101,99,74,71,64,63,58]**]. Diese
Modellierung geschieht im Falle einer zu Grunde liegenden stochastischen Dynamik mit Hilfe
des
Zustandsraummodells.
In
bisherigen
Projekten
sind
Methoden
die
Zustandsraummodellierung für nichtlineare Prozesse [Zitat **paper [99]**] entwickelt
worden. Die Anwendungen der Methodik umfassen neurologische [Zitat**paper [128,124(das
sind neue paper, siehe homepage, 24]**] und astrophysikalische [Zitat**paper [43,20,18 **]
Fragestellungen.
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3.
Ziele und Arbeitsprogramm
3.1
Ziele
Das geplante Forschungsprojekt soll dazu beitragen, durch innovative methodische Ansätze
(State-space Analyse) die Aufklärung der Beziehung zwischen Bodentiergesellschaften und
Umweltparametern (Bodeneigenschaften) in genutzten Böden voranzutreiben. Die zu
erwartenden Erkenntnisse über die Fauna-Boden-Beziehungen könnten die Abschätzung von
Effekten von Landnutzungsmaßnahmen oder anderen Eingriffen auf Boden und Bodenfauna
entscheidend verbessern. Außerdem können mit diesem Forschungsprojekt die Grundlagen
dafür geschaffen werden, funktionelle, kausalanalytische Untersuchungen an Bodentieren auf
Landschaftsebene durchzuführen.
Im einzelnen wird von folgenden Arbeitshypothesen ausgegangen:
1. Der Ansatz der State-space Analyse verbessert entscheidend die Aufklärung der
Beziehung zwischen Bodenfauna und Bodeneigenschaften in genutzten Böden. Mit Hilfe
der
State-space
Analyse
können
Beziehungen
zwischen
dem
Bodentierbesatz
(Lumbricidae, Enchytraeidae) und Bodeneigenschaften aufgedeckt werden, welche bei
Anwendung von Verfahren der klassischen Statistik (einfache Regression, multiple
Regression) nicht erkennbar sind (Wendroth und Nielsen 1994).
2. Die State-space Analyse kann durch methodische Veränderungen verfeinert und an die
speziellen Bedingungen bodenzoologischer Fragestellungen besser angepasst werden, z.B.
durch die Festlegung einer bevorzugten Auswertungsrichtung, ** die Verallgemeinerung
27
auf ungerichtete Datenmodelle,** oder durch die Betrachtung von Umweltvariablen als
externe Faktoren.
3. Die feldskaligen Untersuchungen an zwei verschiedenen Bodentiergruppen und drei
Standorten zeigen, dass die durch die State-space Analyse als entscheidende
Zustandsvariablen identifizierte Bodeneigenschaften a) gruppen- und artspezifisch, b)
standortspezifisch, c) saison-, d.h. witterungsabhängig sind. Aufgrund der großen
Variabilität der Befunde sind Verallgemeinerungen des Zusammenhanges zwischen
Bodeneigenschaften und Bodenfauna, wie sie z.B. bei der Anwendung von
Pedotransferfunktionen vorgenommen werden, nicht zulässig.
4.
Mit geoelektrischen Verfahren charakterisierte Bodeneigenschaften sind eng mit
Verteilungsmustern der Bodenfauna verknüpft, und sind daher wertvolle Hilfsmittel für
bodenzoologische Untersuchungen auf Landschaftsebene.
3.2
Arbeitsprogramm
Das Projekt baut auf bisherigen Untersuchungen zu räumlichen Verteilungsmustern von
Regenwürmern (Lumbricidae) und anderen Bodentieren (Enchytraeiden, Nematoden) in
sandigen Böden unter landwirtschaftlicher Nutzung in Nordostbrandenburg auf. Warum drei
Standorte ?
Auswahl der Standorte
Das Vorhaben soll auf drei größeren landwirtschaftlichen Schlägen mit ähnlicher Ausstattung,
hier als Standorte bezeichnet, durchgeführt werden. Die Standorte sind bereits vorausgewählt.
Sie sind aus früheren Vorhaben gut bekannt und liegen in einem Gradienten im
Jungglazialraum Nordostdeutschlands, wie er in einer ZALF-Forschergruppe zur räumlichen
Verteilung bodenbiologischer Parameter im Landschaftsmaßstab untersucht wurde (Lentzsch
1999, Wirth 2001, Joschko et al. 2006). Sie sind wie folgt charakterisiert:
Standortbeschreibung
Nr. Landschaft:
Standort
1 Lebusplatte:
Lietzen
Beschreibung
Grundmoräne der Frankfurter Staffel der Weichselvereisung
(W1F); Braunerden aus Sand z.T. über Lehm; Bodenschätzung:
S4D-SL4D (Ackerzahlspanne: 24-48)
28
2
3
Südl.Uckermark:
Bölkendorf
Grundmoräne
der
Pommerschen
Haupteisrandlage
der
Weichselvereisung (W2); Pseudogley-Fahlerden aus Lehmsand
über Lehm; Bodenschätz.: lS5D-SL4D(Ackerzahlspanne: 33-48)
Nördl. Uckermark: Grundmoräne der Gerswalder Staffel der Weichselvereisung W2G);
Quillow*
Braunerden und Fahlerden aus Lehmsand über Lehm;
Bodenschätzung**: Sl4D-SL2D (Ackerzahlspanne31-63)
* Vorläufige Standortbezeichnung; im Untersuchungsraum Quillow (300km²) stehen über 20 gut beschriebene
Standorte des Basisprogramms Acker zur Verfügung, aus denen nach einer bodenbiologischen Inventur
ausgewählt wird. (**Hier BAAD05 Schönermark)
Die Auswahl der Standorte erfolgte in Abstimmung mit der Abteilung Landschaftsinformationssysteme (Dr. Hierold) und dem Institut für Bodenlandschaftsforschung des ZALF (Prof.
Sommer).
Der Standort 1 wurde bereits im Rahmen mehrerer Projekte untersucht (Joschko et al. 2000,
2003a, 2004a, 2005). So liegen Informationen über die Entwicklung der Lumbriciden- und
Enchytraeidenpopulation in den vergangenen 10 Jahren, sowie über die grobe räumliche
Struktur von relevanten Bodeneigenschaften (Tongehalt, FAT-Gehalt, Corg, Nt, pH) und
Faunaverteilungsmustern vor. Für das beantragte Projekt wird allerdings ein neues
Probenahmedesign entwickelt (siehe unten). An diesem Standort liegen nebeneinander zwei
langjährige
unterschiedliche
Bearbeitungsvarianten
vor
(konservierend-konventionelle
Bodenbearbeitung ohne und mit Pflug), welche für das beantragte Projekt genutzt werden
sollen. Aufgrund der relativ geringen mittleren Lumbricidendichte an diesem Standort (ca. 20
Individuen pro m²) ist dieser Standort allerdings nur für eine Enchytraeiden-Untersuchung
vorgesehen. In Bezug auf diese Tiergruppe liegen die mittleren Besatzdichten im Bereich der
für Ackerstandorte üblichen Werte (Graefe 2005).
Der Standort 2 trägt zwei Bodendauerbeobachtungsflächen des Landes Brandenburg, so dass
die hier vorgeschlagenen Untersuchungen zur wissenschaftlichen Vertiefung der hoheitlichen
Umweltbeobachtung beitragen können, insb. zur räumlichen und zeitlichen Einordnung
bodenbiologischer Befunde aus großen Messintervallen. Damit sind grundlegende
methodische Aspekte besser als bisher diskutierbar. Er wurde bereits vor einigen Jahren
intensiv untersucht (Joschko et al. 1994, 1998): Bei einem hohen Regenwurmbesatz (> 200
Tiere / m2) zeigte sich eine deutliche räumliche Strukturierung wichtiger Bodeneigenschaften
(Mulla et al.,1999).
Für den Standort 3 wird ein Vertreter aus einem Spektrum von 22 landwirtschaftlichen
Schlägen
des
Basisprogrammes
Acker
im
ZALF-Referenzraum
Quillow,
einem
Teileinzugsgebiet der Ucker (als Tieflandsfluss zur Ostsee), ausgewählt, der seit 2000 in einer
29
jährlichen landwirtschaftlichen Dauerbeobachtung steht. Die Auswahl wird dabei auf ein zu
den Standorten 1 und 2 vergleichbares bodenkundliches Inventar abzielen und erfolgt nach
einer bodenbiologischen Erstinventur, um zu gewährleisten, dass aufgrund einer genügend
dichten Besiedelung der Zielorganismen Muster gefunden und einer Korrelationsanalyse
zugeführt werden können.
Intensität der Probenahme
Die Entfernung der Standorte vom Institutssitz Müncheberg bestimmt die Intensität der
Untersuchungen an den einzelnen Standorten. Standort 1, ca. 20 km von Müncheberg
entfernt, wird am intensivsten untersucht, mit insgesamt 8 Probenahmen während des
Projektzeitraumes. Am Standort 2, welcher ca. 70 km von Müncheberg entfernt ist, werden
insgesamt fünf Untersuchungen durchgeführt. Standort 3, ca. 130 km von Müncheberg
entfernt, wird zweimal beprobt.
2006
RW
2007
EN
EN
2008
RW
EN
RW
EN
RW
EN
RW
Standort
RW
EN
1
RW
EN
2
EN
3
RW = Regenwürmer, EN = Enchytraeiden
Probenahmedesign
Die Probenahme erfolgt in Form von Transekten, welche eine räumliche Analyse der Daten
ermöglicht (Nielsen und Wendroth 2003). Die Transekte umfassen eine Probenanzahl von 80
Einzelproben für die Enchytraeiden bzw. 40 Einzelproben für die Lumbriciden. Beide
Transekte liegen parallel und eng nebeneinander. Damit sollen Informationen über
Bodeneigenschaften, welche an zusätzlichen Bodenproben ermittelt werden, optimal genutzt
werden können.
Die Orientierung der Transekte richtet sich nach der Bearbeitungsrichtung auf den
ackerbaulich genutzten Standorten. Die Transekte werden quer zur Bearbeitungsrichtung
angelegt, um evtl. zyklische Strukturen in den Verteilungsmustern der Bodentiere adäquat
erfassen und analysieren zu können (Nielsen und Wendroth 2003, Joschko et al. 2004b).
30
Am Standort 1 erfolgt die Orientierung des Transektes quer zur Trennlinie zwischen beiden
Bodenbearbeitungssystemen, sodass eine Hälfte der Proben unter konservierender, die andere
Hälfte unter konventioneller Bodenbearbeitung liegt (Abb. 1).
Die Festlegung der genauen Lage der Transekte erfolgt an jedem Standort nach einer
geophysikalischen Voruntersuchung mit Hilfe eines EM38 (.........). Kriterium für die
Orientierung des Transektes ist eine größtmögliche Variabilität von Bodeneigenschaften
entlang des zukünftigen Transektes. Nachdem das erste Transekt in der beschriebenen Weise
festgelegt worden ist, erfolgen die weiteren Transektbeprobungen in einem Abstand von 1 m
zum vorhergehenden Transekt. Für jede Tiergruppe wird je ein Block für die zukünftigen
Transekttrassen ausgewählt. Die Distanz zwischen den Blöcken am Standort 2 und 3 sollte
mindestens 20 m betragen; am Standort 1 werden nur Enchytraeiden beprobt.
konventionell
konservierend
conservation
N
Transekt
680 m
Bearbeitungsrichtung
Abb.1: Lage des ersten Transektes am Standort 1 (Lietzen)
Nach Festlegung des ersten Transektes für jeden Standort wird auf einer Probenlinie der
optimale Einzelabstand zwischen den Proben ermittelt. Kriterium für den Abstand der
Einzelproben ist der größtmögliche Abstand, der bei der gewählten Probengröße (siehe unten)
noch eine räumliche Struktur, d.h. eine Autokorrelation der Einzelprobenwerte erkennen lässt.
Die optimale Distanz der Proben für die Ermittlung der Enchytraeiden liegt vermutlich
zwischen 2 und 5 m. Voruntersuchungen an verschiedenen Standorten hatten entsprechende
31
Distanzen ergeben (Pacholski et al. 1995, Joschko et al. 2004a, 2004b). Die optimale Distanz
zwischen den Einzelproben für die Lumbricidenuntersuchung liegt vermutlich in einem
Bereich von 10-30 m. Untersuchungen am Standort Lietzen hatten noch Autokorrelationen
zwischen Einzelproben bei einem mittleren Abstand von 70 m ergeben.
Lumbriciden-Untersuchung
Die Lumbriciden werden durch Handsortierung von ¼ m² großen und 20 cm tiefen
Bodenkernen (= Einzelprobe) erfasst. Die Regenwürmer werden vor Ort aus den
Bodenproben aussortiert und später im Labor nach Sims und Gerard (1985) bis zur Art
bestimmt und gewogen (Joschko et al. 2006).
Eine zusätzliche Austreibung mit Formalaldehyd, wie sie nach DIN ISO (23612-1, in
Vorbereitung) empfohlen wird, ergab bisher auf den hiesigen trockenen Böden keine
signifikante Verbesserung der Ergebnisse (Joschko, unveröff.). Im Rahmen des beantragten
Projektes soll jedoch noch einmal am Standort 2 die Effizienz der Handsortierung gegenüber
einer Kombination von Handsortierung + Formalinaustreibung überprüft werden.
Enchytraeiden-Untersuchung
Für diese Tiergruppe werden Bodenproben von 0-20 cm mit einem Bodenprobennehmer mit
4.1 cm Durchmesser entnommen. Die Bodenkerne werden vor Ort in 5 cm lange Abschnitte
geteilt. Die Teilstücke werden in Plastikschalen ins Labor transportiert und bis zur
Weiterverarbeitung kühl gelagert. Die Austreibung der Enchytraeiden aus der Bodenprobe
erfolgt mit Hilfe der Nasssaustreibung ohne Wärmequelle nach GRAEFE (Dunger und
Fiedler 1997).
Zeitpunkt der Probenahmen
Die Probenahme erfolgt an allen Standorten zur Hauptaktivitätszeit der Fauna, d.h. im
Frühjahr (April, Mai) und Herbst (September, Oktober, November).
Bodenuntersuchungen
In
unmittelbarer
Entfernung
der
Fauna-Proben
(<
20
cm)
werden
bei
jeder
Transektuntersuchung Bodenproben für die Bestimmung ausgewählter Bodeneigenschaften
(siehe unten) entnommen. Zu diesem Zwecke wird ein Probenehmer mit einem Durchmesser
von 10 cm (wo vorhanden ?) eingesetzt. Dabei werden Bodenproben aus einer Tiefe von 0-15
32
cm entnommen. Diese Tiefe entspricht auf den ackerbaulich genutzten Standorten dem
Bearbeitungshorizont.
Die Untersuchungen werden überwiegend im Zentrallabor des ZALF durchgeführt. Die
Bestimmung
der
Körnung
erfolgt
nach
Aufschlämmung
des
Bodens
mit
Natriumpyrophosphat mit der Köhn-Pipettenmethode (Hartge und Horn 1992). Der pH-Wert
des Bodens wird potentiometrisch in 0.1 m KCl-Suspension gemessen. Der Ct- und Nt-Gehalt
des Bodens wird nach Elementaranalyse im CNS 2000 (LECO) gemessen (DIN ISO 10694,
1996;
DIN
ISO
13878,
1998).
Der
Carbonat-Kohlenstoff
wird
nach
Phosphorsäurebehandlung mit Hilfe der elektrischen Leitfähigkeit (CO2) bestimmt
(Schlichting et al. 1995). Der Gehalt des organischen Kohlenstoffs wird aus der Differenz
zwischen dem Ct-Gehalt und dem Carbonat-Kohlenstoffgehalt bestimmt.
Der Wassergehalt des Bodens wird gravimetrisch nach Trocknung bei 105°C (24 h) bestimmt.
Die Bodentemperatur wird unmittelbar neben der Entnahmestelle mit einer Infra-RotMesspistole bestimmt. Dabei werden alle Einzelproben eines Transektes in möglichst kurzer
Zeit hintereinander gemessen.
Geophysikalische Untersuchungen
Geotom und 4-Punkt-Light
Statistische Analyse
** Das State Space Modell und das Kalman-Filter werden auf den Fach ungerichteter Daten
wie sie im Falle räumlicher Daten vorliegen verallgemeinert. Dieses bedarf einer
Neuformulierung der Modellgleichungen und einer Verallgemeinerung des Kalman- und des
Glättungsfilters. Es ist zu untersuchen, ob in diesem Falle weiterhin der numerisch sehr
stabile Expectation-Maximization Algorithmus anwendbar bleibt, oder ob der numerisch
aufwendigere direkte Maximum Likelihood-Ansatz zu verwenden ist. In letzterem Falle
werden Methoden zu entwickeln sein, die die Konvergenz des Algorithmus sichern. Für die
spezielle Struktur des Modells werden die statistischen Eigenschaften der Schätzer, z.B.
33
Vertrauensintervalle, ermittelt. In realistischen Simulationstudien werden die Eigenschaften
der entwickelten Methoden mit den Standardmethoden nach Nielsen und Wendroth (2003)
verglichen**
Für die statistische Verrechnung liegen nach Abschluß der Feldarbeiten 15 Datenserien mit
Abundanzwerten für Enchytraeiden und Lumbriciden sowie die entsprechenden Bodendaten
vor. Die in EXCEL eingearbeiteten Fauna- und Bodendaten werden nach folgendem Muster
ausgewertet:
1. Lineare Regressionsanalyse (STATISTICA 6.0)
2. Multiple Regressionsanalyse (STATISTICA 6.0)
3. Bestimmung der Autokorrelations- und Kreuzkorrelationsfunktion (STATISTICA 6.0).
4. Multivariate State-Space Analyse nach Skalierung der Daten mit dem Programm „State“
(Nielsen und Wendroth 2003, Joschko et al. 2006)
**5. Multivariate State-Space Analyse basierend auf den neu entwickelten A-lgorithmen **
6. Test der Modellqualität (Vorhersagegenauigkeit) durch sukzessives Weglassen von
Messwerten (Crossvalidierung) (Nielsen und Wendroth 2003).
..................................................................................................................................................
Für die
vorgesehenen
Untersuchungen werden eine
Doktorandenstelle und eine
Technikerstelle beantragt. Die Technikerstelle ist aufgrund des hohen manuellen Aufwandes,
welcher mit der Untersuchung der Bodenfauna in einer Vielzahl von Proben verbunden ist,
dringend erforderlich. Der Doktorand wird **die für das Projekt notwendigen
mathematischen Methoden entwickeln und die im Projekt erhobenenDaten analysieren. Sie/Er
wird ** streichen: ( im Falle einer Bewilligung) von Seiten der Universität Freiburg, **
streichen (Lehrstuhl für Systembiologie)** Prof. Timmer, betreut. Literatur:
DIN ISO 23612-1 (in Vorbereitung): Sampling of soil invertebrates 1. Hand-sorting and formalin extraction of
earthworms.
Graefe, U. (1993): Die Gliederung von Zersetzergesellschaften für die standortökologische Ansprache.
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Sims, R.W. , Gerard, B.M. (1985): Earthworms. Brill/Backhuys, London
4.
Beantragte Mittel
4.1
Personalkosten
1 BAT-O IIa/2 ** Der Doktorand muss doch bei mir sitzen => West-Gehalt **
1 BAT Va
Gewünschte Dauer der Beschäftigung: 36 Monate
Studentische Hilfskräfte (FHS Eberswalde, Universität Potsdam)
4.2
Wissenschaftliche Geräte
Olympus Stereo-Zoom-Mikroskop für Auf und Durchlicht
6000,-
Infra-Rot-Messpistole "Scan Temp 440"
100,- €
Stahlprobenehmer (Eigenanfertigung)
400,- €
4.3
Verbrauchsmaterial
Probenahme: Plastikgefäße, Werkzeug, Campingtisch, Stühle, Spaten, Stiefel, Kisten
Elektrokühlboxen
Bestimmung, Mikroskopie (Enchytraeidae): Glasgefäß, Chemikalien, Pinzette,
Uhrfederpinzetten, Petrischalen, Skalpelle, Präpariernadeln, Gaze für Netzbeutel,
Köderstreifen, Lupe, Stehhilfe
6.000,- €
36
4.4
Reisen
Fahrten zu den Probeflächen:
Müncheberg-Bölkendorf - und zurück:
140 km x 0,22 € = 30,80 €
750 €
24 Fahrten in 3 Jahren
Müncheberg-Dedelow - Quillow - und zurück:
300 km x 0,22 € = 66,00 €
1320 €
20 Fahrten in 3 Jahren
6 Fahrten Müncheberg-Freiburg und zurück, Aufenthalt 1 Woche
Zugfahrt 240 €
1440€
Übernachtungskosten: 6 Tage x 50 € x 6 Wochen
1800€
Tagung der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft
500€
(Dresden, 2007)
Die Fahrten mit dem PKW sind notwendig, da schweres Gerät zu transportieren ist
(z.B.Probenehmer und Kisten mit Probebeuteln) und da die Versuchsflächen nicht durch
öffentliche Verkehrsmittel zu erreichen sind.
4.5
Publikationskosten
Zuschuß für je eine Farbtafel in zwei Publikationen
700,- Euro
4.6 Sonstige Kosten
Untersuchungen von Bodenproben im ZALF-Zentrallabor
5000,- €
Betreuung des Feldversuches Seelow/Lietzen durch ZALF-Versuchsstation
in drei Jahren
1800,- €
37
Geophysikalische Untersuchungen
Aufträge an Dritte: Artenbestimmung von Enchytraeiden
(durch Ulfert Graefe, IFAB Hamburg)
16000,- €
2 x 40 Proben, 0-20 cm, incl. Mehrwertsteuer
Begründung:
Eine Artenbestimmung dieser Tiergruppe, welche Spezialkenntnisse erfordert und von der
Arbeitsgruppe in Müncheberg nicht bewerkstelligt werden kann, ist für die Identifizierung
räumlicher
Muster
von
Enchytraeiden
dringend
erforderlich.
Bei
Gesamtabundanzbestimmungen können sich Verteilungsmuster verschiedener Arten so
überlappen, dass keine eindeutigen Strukturen mehr zu erkennen sind.
1-24 Monate
25-36 Monate
1 BAT-O IIa/2 **nix -O**
1 BAT-O IIa/2 **nix -O**
1 BAT Va
1 BAT Va
Geräte
6500 €
-
Verbrauchsmaterial
4000 €
2000 €
Reisekosten
4040 €
1770 €
Publikationskosten
700 €
-
Sonstige Kosten
5200 €
1600 €
Aufträge an Dritte
16000 €
-
Personalkosten
5.
Voraussetzungen für die Durchführung des Vorhabens
5.1 Zusammensetzung der Arbeitsgruppe
Wissenschaftler: Dr. Monika Joschko
Prof. Dr. Jens Timmer
NN
5.2 Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern
Dr. Wilfried Hierold, ZALF; LIS
Dr. Dietmar Barkusky, ZALF; Forschungsstation Landwirtschaft
Prof. Dr. Michael Sommer, ZALF, BL
38
Dr. Erika Lück, Universität Potsdam
5.3 Arbeiten im Ausland und Kooperation mit ausländischen Partnern
Dr. C.A. Fox, Agriculture and Agri-Food Canada
5.4 Apparative Ausstattung
5.5 Laufende Mittel für Sachausgaben
Von Seiten des ZALF können 1500 Euro an Verbrauchsmaterial zur Verfügung
gestellt werden
5.6
Sonstige Voraussetzungen
6.
Erklärungen
“Ein Antrag auf Finanzierung dieses Vorhabens wurde bei keiner anderen Stelle
eingereicht. Wenn ich einen solchen Antrag stelle, werde ich die Deutsche
Forschungsgemeinschaft unverzüglich benachrichtigen”.
7.
Unterschriften
8.
Verzeichnis der Anlagen