University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
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Prozessparameter
No full textGeschiebefrachten spielen neben der Hochwasserbemessung eine zentrale Rolle in Dimensionierungsfragen in Wildbacheinzugsgebieten. Das grundsätzliche Ziel dieser Arbeit liegt darin, plausible Wertebereiche für Geschiebefrachten österreichischer Wildbacheinzugsgebiete zu definieren. Es existieren bereits verschiedenste Ansätze zur Geschiebefrachtermittlung, diese gehen dabei entweder mit großen Ungenauigkeiten oder mit großem Aufwand einher. Diese Arbeit will dabei mit dem neuen Grundprinzip, aus erhobenen Wildbachereignissen Aussagen über zukünftig zu erwartende Geschiebefrachten zu tätigen, möglichst einfache und dennoch akkurate Bestimmungswerte für Geschiebefrachten erzeugen. Als Datengrundlage fungieren hierfür standardisiert dokumentierte Verlagerungsprozesse innerhalb des Wildbach- und Lawinenkatasters (WLK). Die Geschiebefrachten dieser erhobenen Wildbachereignisse werden in Abhängigkeit unterschiedlicher Einzugsgebietsparametern und Prozesseigenschaften untersucht. Der Fokus liegt dabei auf dem Einfluss ausgewählter geomorphologischer, geologischer und hydro-meteorologischer Faktoren. Letztlich gilt es, einfache Abhängigkeitsmodelle dieser einzelnen Faktoren zu erstellen, mit deren Hilfe potentielle Geschiebefrachten für zukünftige Planungen leichter abschätzbar sind. Die besten Ergebnisse zeigen dabei die geomorphologischen Einflussfaktoren. Zur genaueren Abschätzung kommt es zu einer Kombination von geomorphologischen und geologischen Parametern, wodurch ein praktikables System zur Geschiebefrachtermittlung entsteht. Ein weiterer Interessenspunkt stellt der Einfluss von prozessauslösenden Niederschlagseigenschaften. Interessanterweise gehen die einzelnen Niederschlagsfaktoren mit nur wenig aussagekräftigen Auswirkungen auf die erhobenen Geschiebefrachten einher. Ungeachtet davon können mit dieser Arbeit durchaus einige plausible und vor allem praxistaugliche Ergebnisse für die Geschiebefrachtbestimmung in Wildbacheinzugsgebieten gewonnen werden.For flood design, sediment loads play a central role in dimensioning issues in torrent catchments. The basic aim of this work is to define plausible value ranges for sediment loads in Austrian torrent catchments. Various approaches already exist for determining bedload loads, but these are either associated with great inaccuracy or with great effort. This work aims to utilize the new basic principle of using documented torrent events to make statements about expected future sediment loads in order to generate the simplest and yet most accurate sediment load determination values possible. Standardized documented displacement processes within the austrian torrent and avalanche register serve (“Wildbach- und Lawinenkataster”) as the data basis for this. The sediment loads of these recorded torrent events are se in relation to different catchment parameters and process characteristics. The focus here is primarily on the influence of selected geomorphological, geological and hydro-meteorological factors. Ultimately, the aim is to create simple dependency models of these individual factors, which will make it easier to estimate potential sediment loads for future planning. The best results are shown by the geomorphological influencing factors. For a more precise estimation and subdivision of the value ranges, the geomorphological parameters are combined with geological information, resulting in an entirely practicable system for sediment load determination. Another point of interest is the influence of hydro-meteorological triggering conditions, whereby the focus here is on the precipitation conditions that trigger the torrent processes. Interestingly, the individual precipitation factors are associated with only minor or little meaningful effects on the bedload loads recorded. Irrespective of this, this work can provide some constructive, plausible and, in particular, practical results for determining sediment loads in torrent catchments.verfasst von Maximilian Wolfgang EnderMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit englischer Zusammenfassun
Don't get lost! Memory retention and spatial cognition of juvenile edible dormice (Glis glis L.) in a maze
No full textMehrere überlebenswichtige Merkmale (z.B.: Nahrungssuche, Fortpflanzung) hängen von präziser räumlicher Wahrnehmung und dem Erinnerungsvermögen ab. Diese Studie untersuchte die Gedächtnisleistung und kognitiven Fähigkeiten bei juvenilen Siebenschläfern (Glis glis L.). Einer nachtaktiven, baumbewohnenden Art mit einer der längsten Winterschlafperioden. Ein langer Winterschlaf ist kostspielig, wobei einige Studien darauf hindeuten, dass die Gehirnerhaltung während des Torpors durch oxidativen Stress beeinträchtigt wird und so zu kognitiven Einschränkungen führt. Um mögliche Auswirkungen des Winterschlafs auf das Gedächtnis und die kognitiven Fähigkeiten zu bewerten, wurden 20 juvenile Siebenschläfer untersucht. Sie wurden in einem vertikalen Labyrinth trainiert und in den Jahren 2022 und 2023 vor und nach dem Winterschlaf getestet. Die kognitiven Fähigkeiten wurden anhand der Leistung bewertet, die sich durch die zurückgelegte Strecke (cm), die Anzahl der Abweichungen vom richtigen Weg, die Versuchsdauer (s) und die Geschwindigkeit (cm/s) im Labyrinth darstellte. Die Individuen zeigten nach dem Winterschlaf eine verringerte Leistung. Im Rahmen dieser Studie war es jedoch nicht möglich festzustellen, ob dieses Phänomen direkt mit dem Hypometabolismus während des Winterschlafs oder der langen Trainingspause zusammenhing. Die Ergebnisse zeigten auch, dass das Geschlecht keinen signifikanten Einfluss auf die Leistung der Siebenschläfer hatte. Es war geplant, festzustellen, ob intra-individuelle Wiederholbarkeit der Leistung nachgewiesen werden kann. Varianzen zwischen und innerhalb der Individuen, insbesondere in der Geschwindigkeit, waren deutlich. Dies deutet darauf hin, dass Motivation und Stimmung ein erheblicher Faktor in Verhaltensstudien sein könnten. Die Ergebnisse dieser Studie geben einen ersten Einblick in das Thema und zeigen, dass zusätzliche Forschung, insbesondere im Bereich der Persönlichkeit, das Potenzial für spannende Ergebnisse bietet.Several traits, that may affect survival, like foraging, reproduction, avoiding predators, and defending a territory, hinge on precise spatial awareness. Animals rely on memory to recall crucial locations and pathways, especially when sensory cues are limited. This study aims to investigate memory retention and cognition in juvenile edible dormice (Glis glis L.), a nocturnal, arboreal species with one of the longest hibernation periods of up to 11.4 months. Hibernating for a long period of time is costly. Some studies indicate that brain maintenance during hibernation is affected by oxidative stress, leading to cognitive impairment. To assess the possible effects of hibernation on memory and spatial cognition, 20 juvenile edible dormice, born and hand reared in 2022, were trained during the active season to perform in a vertical maze. The dormice were then tested pre- and post-hibernation in 2022 and 2023. Cognitive abilities were assessed based on performance represented by the distance moved (cm), the number of transitions (leaving the correct pathway), trial duration (s) and velocity (cm/s) within the maze. Individuals showed decreased performance when challenged in the maze after hibernation. Although, within the scope of this study, it was not possible to determine whether this phenomenon was directly linked to hypometabolism during hibernation or the extended period of time without training. The results also showed that sex had no significant effect on dormice’ performance. It was further intended to determine whether intra-individual repeatability in performance could be detected. Variances among and within individuals, especially in velocity, imply that motivation and mood are considerable factors in behavioural testing. The results of this study offer an initial glimpse into the subject and indicate that additional research, particularly focusing on personality, holds the potential for compelling outcomes.submitted by Carina NeuwirthMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
The effect of different soil tillage intensities and cover cropping systems on microbial-mediated soil organic carbon sequestration
No full textBiodiverse Zwischenfruchtanbausysteme und reduzierte Bodenbearbeitungsintensitäten könnten dabei helfen Humus (SOC) aufzubauen und die Bodengesundheit zu fördern, um zukünftigen Klimawandel und Bodenzerstörung zu verringern. Allerdings wurde der kombinierte Einfluss von reduzierter Bodenbearbeitung und fortgeschrittenem Zwischenfruchtanbausystemen auf Bodengesundheitsindikatoren und den Humusaufbau durch mikrobielle Pfade selten ausgewertet. Daher war das Ziel dieser Arbeit herauszufinden, wie diese mikrobielle Bodenparameter beeinflussen, da jüngste Studien darauf hinweisen, dass Mikroorganismen eine zentrale Rolle für die Bodenfunktion spielen. Vom Langzeitversuch in Hollabrunn gab es vier verschiedene Bearbeitungssysteme (konventionell, reduziert, minimal und keine Bearbeitung), bei denen drei verschiedene Zwischenfruchtanbausysteme (brachliegend, standard, biodivers) kultiviert wurden. Die Analysen beinhalteten Messungen von organischem, verfügbarem und mikrobiellem Kohlenstoff (C); gesamten, verfügbaren und mikrobiellen Stickstoff (N); und mikrobiellem Phosphor (P). Weiters analysierten wir die Bodenaggregatstabilität, Aminozucker, Ergosterol und hydrolytische C-, N- und P- akquirierende Enzymaktivitäten als ein Indikator von Bodengesundheit und -aktivität. Unsere Resultate haben einen signifikanten Effekt von Bearbeitungsintensitäten und Zwischenfruchtanbausystemen ohne eine direkte Interaktion gezeigt. Die Effekte der Bodenbearbeitung zeigten einen insgesamt abnehmenden Trend im konventionellen Bodenbearbeitungssystem auf die Bodenparameter, wobei es kaum signifikante Effekte zwischen reduzierter, minimalen und keiner Bodenbearbeitung gab. Es gab weniger signifikante Effekte vom Zwischenfruchtanbau im Vergleich zur Bodenbearbeitung, welche hauptsächlich für SOC, potenzielle enzymatische Aktivitäten und mikrobiellen P gefunden wurden. Das kann damit erklärt werden, dass die Bodenbearbeitung 16 Jahre und der Zwischenfruchtanbau erst ein Jahr auf dem Standort praktiziert wurde. Wir schlussfolgern, dass allerdings reduzierte Bodenbearbeitung sowie Zwischenfruchtanbau Effekte zeigen und förderlich für die mikrobielle SOC-Akkumulation sind.Biodiverse cover cropping systems and reduced soil tillage intensities could help to increase soil organic carbon (SOC) sequestration and facilitate soil health to cope with future climate change and land degradation. However, the combined effect of reduced tillage and an advanced cover cropping system on soil health indicators and SOC sequestration through microbial pathways has rarely been evaluated. Accordingly, the aim of this study was to investigate how different tillage intensities and cover cropping systems affect different soil parameters since recent studies suggest that microorganisms play a crucial role in soil functioning. There were four different tillage systems (conventional, reduced, minimum and no tillage) from the long-term research site in Hollabrunn, upon which three different cover cropping systems (fallow, standard and biodiverse) were cultivated. The analyses contained measurements of organic, available and microbial carbon (C); total, available and microbial nitrogen (N); and microbial phosphorus (P). Furthermore, we measured soil aggregate stability, amino sugars, ergosterol and analysed hydrolytic C-, N- and P- acquiring enzyme activities as a soil health and activity indicator. Our results showed significant effects of different tillage intensities and cover cropping systems on several soil parameters, without a direct interaction. Cover cropping effects were less as compared to tillage effects, which were mainly found for SOC, potential enzymatic activities, and microbial P. This can be explained that on the site, tillage was practiced since 2005 (16 years) and cover cropping since 2021 (one year). We conclude that both reduced tillage and cover cropping can show effects and are beneficial for microbial-mediated SOC sequestration.submitted by Miriam HartmannMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Auswirkungen von Preisvolatilitäten auf die Wirtschaftlichkeit typischer Milchviehbetriebe in Österreich unter Umsetzung verschiedener Produktionsstrategien
No full textÖsterreichs Milchviehbetriebe werden auf den Agrarmärkten mit zunehmenden Preisvolatilitäten konfrontiert, welche maßgeblichen Einfluss auf deren Rentabilität üben. Indessen ist die implementierte Produktionsstrategie determinierend für die Risikoexposition gegenüber Preisrisiken. Das Ziel dieser Arbeit ist es demnach, die Auswirkungen von Preisvolatilitäten auf die Rentabilität unterschiedlicher Strategien von Milchviehbetrieben zu analysieren. Zudem sollen potenzielle Optimierungsmaßnahmen aufgezeigt und Fixkosten mitberücksichtigt werden. Basierend auf einer Deckungsbeitragsrechnung werden vier verschiedene Produktionsstrategien (High-Output-Konventionell, High-Output-Biologisch, Low-Input-Konventionell, Low-Input-Biologisch) für zwei Modellbetriebe (Bergbauernbetrieb, Acker-Grünlandbetrieb) im Rahmen einer Linearen Planungsrechnung gegenübergestellt. Eine Szenarioanalyse wird herangezogen, um die Auswirkungen von Preisvolatilitäten auf ökonomische Kennzahlen, einschließlich Gesamtdeckungsbeitrag und Betriebserfolg, zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass biologische Strategien tendenziell wettbewerbsfähiger sind als konventionelle und Strategien, die High-Output anstreben, innerhalb der Produktionsweise vorzüglicher sind als Low-Input-Strategien. High-Output-Strategien bieten mehr Potenzial für höhere Rentabilität, sind aber dafür anfälliger für Preisvolatilitäten. Low-Input-Strategien weisen unter schwankenden Preisen mehr Stabilität in ökonomischen Kennzahlen auf und profitieren relativ bei Betrachtung von Kennzahlen pro Arbeitskraftstunde sowie unter Berücksichtigung von Fixkosten. Als kurz- bis mittelfristige Reaktion auf Preisvolatilitäten stehen Milchviehbetrieben unter den angestellten Prämissen kaum Adaptionsmöglichkeiten zur Verfügung. Die Strategiewahl hat neben individuellen Gegebenheiten des Milchviehbetriebes maßgebenden Einfluss auf dessen Rentabilität unter Preisvolatilitäten, weshalb dieser hohe Relevanz zukommt.Dairy farms in Austria are confronted with increasing price volatility on agricultural markets, which have a substantial impact on their profitability. Especially the implemented production strategy is decisive for the exposition towards price risks. The aim of this thesis is thus to analyze the effects of price volatilities on the profitability of different dairy farm strategies. Moreover, potential adaption measures are identified, and fixed costs taken into account. Based on a gross margin calculation, four different production strategies (high-output-conventional, high-output-organic, low-input-conventional, low-input-organic) are compared for two model-farms (mountain farm, arable-grassland farm) in the framework of a linear planning calculation. A scenario analysis is applied to assess the impact of price volatilities on economic indicators, including total gross margin and farm profit. Results outline, that organic strategies are more competitive than conventional ones by tendence, and strategies pursuing high-output are economically more favorable than low-input strategies within a production mode. High-output strategies show more potential for higher profitability but are also more susceptible to lower prices. Low-input strategies exhibit more stability in economic indicators under fluctuating prices and further benefit in terms of indicators per working hour as well as by consideration of fixed costs. With regard to short to medium-term adaptations to price volatility, dairy farms have only few options available under the modelling assumptions. Besides individual conditions of a dairy farm, the selection of the production strategy has a decisive influence on its profitability under price volatility, which is why it is of considerable relevance.verfasst von Stefan GruberMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit englischer Zusammenfassun
Understanding environmental sustainability strategies within urban gardening projects in Christchurch, New Zealand : a case study analysis
No full textMit der stetig wachsenden Bevölkerungsdichte steigt auch der Bedarf an Grünflächen im städtischen Raum. Um ein gesundes städtisches Wachstum zu gewährleisten, sollte der nachhaltigen Nutzung von Raum und Ressourcen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Es ist bekannt, dass urbane Gärten eine breite Palette nachhaltiger Ökosystemleistungen für den städtischen Kontext zur Verfügung stellen, jedoch ist nur wenig über die effektive Umsetzung der nachhaltigen Arbeitsmethoden und Strukturen bekannt. In dieser Masterarbeit wird ein indikatorbasierter Untersuchungsrahmen eingeführt, um den potenziellen Beitrag von urbanen Gärten zur ökologischen Nachhaltigkeit in Städten zu bewerten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Themen: Bereicherung der biologischen Vielfalt, Verbesserung der Wasserqualität und Effizienz der Nutzung von Abfällen (natürlichen Ressourcen). Die Anwendung erfolgte anschließend durch eine Fallstudienanalyse von fünf städtischen Gemeinschaftsgartenprojekten in Chrischurch (NZ). Ziel war es, herauszufinden, welche Nachhaltigkeitsstrategien in den Gärten vorhanden sind, wie sie umgesetzt werden und wo es Verbesserungspotenzial gibt. Die Ergebnisse zeigten, dass viele grundlegende Nachhaltigkeitsstrategien der Gärten auf natürliche Weise entstehen (z.B. Kompostierung und Recycling) und, dass spezifischere Strategien auf der Grundlage individueller lokaler Bedingungen beruhen, wie z.B. dem Wissen der ManagerInnen. Die Untersuchung schließt mit Empfehlungen für ökologisch nachhaltige Praktiken und Verfahren für urbane Gärten ab, die aus dem neuseeländischen Fall abgeleitet wurden. Die Ergebnisse können als Anregung für urbane Gartenprojekte auf internationaler Ebene dienen und von StadtplanerInnen, LandschaftsarchitektInnen und politischen EntscheidungsträgerInnen genutzt werden, um die Bedeutung des gemeinschaftlichen Gärtnerns im städtischen Kontext und seinen Beitrag zu einer Reihe von ökologischen Nachhaltigkeitsergebnissen besser zu verstehen.With the steadily increasing population density the need for green spaces in the urban environment rises equally. To secure healthy urban growth, particular attention should be paid to the sustainable use of space and resources. Urban gardening is known to provide a wide range of sustainable ecosystem services to the urban environment, however, little isknown about the effective implementation of sustainable operation methods and structures within urban community gardens.This thesis first introduces an indicator-based assessment framework to assess the contribution that urban gardening projects potentially have to urban environmental sustainability. The focus lies on three environmental sustainability topics: biodiversity enrichment, water quality improvement, and waste (natural resources) use efficiency. Subsequently, an applied case study analysis was conducted for five urban community garden projects of Christchurch (NZ). The aim was to identify which sustainability strategies are already present in the gardens, how they are implemented, and in which directions there is potential for improvement. Results indicated that many basic sustainability strategies emerged naturally within the gardens (e.g., composting and recycling) and that more specific strategies were implemented based on individual local conditions, such as proximity to the sea, knowledge of the manager and cooperation withsurrounding facilities. As a result, different projects contribute to urban sustainability in different ways. This research concludes with recommendations for strategies to implement environmentally sustainableurban gardening practices and systems, learnt from the New Zealand case. This should inspire urban gardening projects internationally and can be used by urban planners and policymakers to better understand the importance of community gardening within the urban context and their contributions to a range of environmental sustainability outcomes.Julia Marie KasprowskiMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien June 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Principles of regulatory-sequence organization in bryophytes
No full textDie transkriptionelle Regulation ist entscheidend für die Kontrolle der Genexpression. Sie bestimmt, wann, wie und in welchem Ausmaß Gene exprimiert werden, was wiederum die zelluläre Funktion und den Phänotyp beeinflusst. Es wird oft angenommen, dass Erkenntnisse aus Tieren und Hefen, die zusammen zur Supergruppe der Opisthokonta gehören, auf alle Eukaryoten extrapoliert werden können. Pflanzen dienen als ideales Studienobjekt, um diese Annahme zu überprüfen, erstens aufgrund ihrer einzigartigen Position in einem separaten Zweig des eukaryotischen Evolutionsbaums und zweitens wegen ihrer vitalen Rolle bei der Erhaltung des Lebens und der Verfügbarkeit zahlreicher Modellorganismen für eingehende Studien.Interessanterweise hat eine kürzlich veröffentlichte Studie gezeigt, dass die regulatorischen Regionen von Pflanzengenen, die sogenannten Enhancer, grundlegende Unterschiede zu denen von Tieren aufweisen.Es zeigte sich, dass Genabschnitte, die sich "downstream" von der Transkriptionsstartstelle (TSS) befinden, besonders wichtig für die Regulierung der Transkription in Blütenpflanzen sowie in anderen Gefäßpflanzen sind. In meiner Masterarbeit habe ich mich der Frage gewidmet, ob diese "downstream" gelegenen Regionen der TSS in allen Landpflanzen zentral für die Transkriptionsregulation sind. Daher konzentrierte sich meine Studie auf die evolutionär frühen Landpflanzen, die Bryophyten. Meine Arbeit trägt zu einem neuen Konzept der Transkriptionsregulation in Pflanzen bei.Transcriptional regulation is pivotal in controlling gene expression. It determines when, how, and to what extent genes are expressed, which in turn impacts cellular function and phenotype. It is often presumed that findings in animals and yeast, together belonging to the Opisthokonta supergroup, can be extrapolated to all eukaryotes. Plants serve as an ideal subject to test this assumption, firstly due to their distinct position in a separate branch of the eukaryotic evolutionary tree, and secondly, because of their vital role in sustaining life and the availability of numerous model organisms for in-depth study. Interestingly, a recently published study has shown that regulatory regions of plant genes, called enhancers, display fundamental differences compared to those of animals.It was revealed that gene segments located "downstream" of the transcription start site (TSS) are particularly important for the regulation of transcription in flowering plants as well as in other vascular plants. My master thesis was dedicated to the question whether these downstream regions of the TSS are central for transcriptional regulation in all land plants. Therefore, my study focused on the evolutionary early land plants, the bryophytes. My work contributes to a novel concept about the regulation of transcription in plants.submitted by Lidia BobrovnikovaMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 202
Analyse photosynthetischer Aktivitäten an grünen Infrastrukturen im Wiener Stadtgebiet
No full textDer Klimawandel erhöht den Druck auf urbanen Lebensraum. Steigende Temperaturen erfordern neue Gestaltungslösungen im öffentlichen Raum, wobei Grüne Infrastrukturen (GI) zur Regulierung des Mikroklimas beitragen. Ziel dieser Arbeit ist es, mittels dem LCi T Photosynthesemesssystem photosynthetische Aktivitäten von GI mit ausgewählten Pflanzenarten nachvollziehbar zu messen und deren Nutzen darzustellen.Dazu erfolgen monatliche Messungen zwischen Juni und Oktober 2023 zu drei Tageszeiten mithilfe des LCi T an GI mit Klettergehölzen, Stauden und Gräsern. Begleitend dazu, konnte die Praktikabilität im Feld getestet werden. Eine Literaturauswertung wurde zur Erstellung eines Messkonzeptes und zur Erhebung des Leaf Area Index (LAI) durchgeführt.Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Messgerät benutzer:innenfreundlich bedienen lässt. Dennoch lohnt es sich, die Messwerte hinsichtlich Validität laufend zu kontrollieren und den Messvorgang gegebenenfalls zu adaptieren. Hinsichtlich Erstellung eines Messkonzepts liefert eine Literaturanalyse wertvollen Input, jedoch muss das Setting und die Messdurchführung spezifisch auf die jeweilige Zielsetzung abgestimmt werden. Bei der Flächenberechnung der photosynthetischen Rate (A) zeigten sich bei den Testpflanzen starke Unterschiede, hier nehmen Vitalität und Umweltfaktoren einen Einfluss. Durch die unterschiedlichen LAI-Werte aus Literatur und Feldmessung ist eine Vergleichbarkeit nur bedingt gegeben. Die gewonnenen Werte bieten durch die zunehmende Vereinheitlichung nur wenig Aussagekraft. Der verwendete Ansatz wird als nicht zielführend eingestuft. Eine statistische Auswertung der Daten ermöglicht den Nachweis einer Mittagsdepression der untersuchten Klettergehölze. Es sind Signifikanzen zwischen den Faktoren „Morgen“ und „Mittag“ bei fast allen Parametern erkennbar.Die gewonnen Erkenntnisse sollen zukünftig bei der Planung des passgenauen Einsatzes von GI und bei der grünen Entwicklung von Stadtquartieren zur Anwendung kommen.Climate change is increasing the pressure on urban living space. Rising temperatures require new design solutions in public spaces, with green infrastructures (GI) contributing to regulation of microclimate. The aim of this work is to use the LCi T Accessible Photosynthesis System to measure photosynthetic activities of GI with selected plant species and to demonstrate their benefits.Monthly measurements were carried out between June and October 2023 at three times of day using the LCi T on GI with climbing plants, perennials, and grasses. In addition, the practicability could be analysed on site. A literature analysis was carried out to create a monitoring concept and to survey Leaf Area Index (LAI).The results show that the LCi T is user-friendly to operate. Nevertheless, it is worthwhile checking the measured values for validity and to adapt the measurement process if necessary. A literature analysis provides valuable input for a monitoring concept, but the setting and procedure must be specifically tailored to the individual aims. The calculation of the photosynthetic rate (A) showed strong differences between the test plants; vitality and environmental factors have an influence here. Due to the different LAI values in literature and field measurements, comparability is only possible to a limited extent. The obtained results are of little relevance due to the increasing standardisation. This approach is not considered appropriate. A statistical analysis of data provides evidence of midday depression in the climbers tested. Significances between the factors ‘morning’ and ‘midday’ are recognisable for almost all parameters.The knowledge gained can be used in the future for planning a customised use of GI and for green development of urban districts.verfasst von Udo Emanuel ButtingerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit englischer Zusammenfassun
Oberflächenbeschichtung für Holz auf Basis hydrophobierter Zellulose-Nanokristalle
No full textDiese Arbeit verfolgt 2 experimentelle Ansätze mit dem Ziel eine nanostrukturierte Holzbeschichtung zu entwickeln, welche die hydrophoben Eigenschaften der Lotuspflanze nachahmt. Mikrokristalline Zellulose soll durch Hochdruckhomogenisation zu Zellulosenanokristallen (CNCs) aufgeschlossen, sprühgetrocknet und einmal über einen biobasierten Ansatz mittels Fettsäuremethylester aus Leinöl (LME-CNCs) und alternativ mit Lauroylchlorid (L-CNCs) hydrophobiert werden. Die modifizierten CNCs wurden in Öle und Testbenzin eingebracht und mittels Sprühtechnik bei geringster Auftragsmenge von 1-2wt% Feststoffgehalt an Zellulose auf 40g/m2 Zielauftrag auf Buchenholz appliziert. Die Charakterisierung aller CNCs, der zellulosemodifizierten Öle und Suspensionen sowie der beschichteten Oberflächen erfolgte mit Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR), Magnetresonanzspektroskopie (NMR), über Massezuwachs, Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie, Lichtmikroskopie und Kontaktwinkelmessung. Für den biobasierten Ansatz konnte im FT-IR und NMR keine Modifikation nachgewiesen werden. Eine Substitution der OH-Gruppen der L-CNCs im FT-IR und NMR konnte jedoch nachgewiesen werden. Hergestellte L-CNC Presslinge erzielten einen durchschnittlichen Kontaktwinkel CA(M) von 148° und Holzbeschichtungen mit L-CNCs in Lösungsmittel erreichten Initialkontaktwinkel bis zu 125°. Diese Beschichtungen konnten über einen Zeitraum von 10min den stetig abnehmenden Kontaktwinkel >100° halten. Die L-CNC beschichteten Oberflächen erzielten um bis zu 10-20° höhere Initialkontaktwinkel als Leinöl sowie kommerzielle Ölformulierungen wie Leinölfirnis mit einem CA(M) 99°, und ein wachshaltiges Öl mit einem CA(M) 115°. Zusätzlich konnten L-CNC Beschichtungen ohne nennenswerte Farb- und Helligkeitsveränderung in Farb- und Glanzgradmessungen ähnliche Werte wie unbehandeltes Buchenholz im CIE L*a*b-Farbraum aufweisen. Insgesamt konnte erfolgreich eine transparente hydrophobe Oberflächenbeschichtung auf Basis von lauroylierten CNCs erzeugt werden.This work pursues 2 experimental approaches with the aim of developing a nanostructured wood coating that mimics the hydrophobic properties of the lotus plant. Microcrystalline cellulose will be digested by high-pressure homogenization to cellulose nanocrystals (CNCs), spray-dried, and hydrophobized once via a bio-based approach using fatty acid methyl ester from linseed oil (LME-CNCs) and alternatively with lauroyl chloride (L-CNCs). The modified CNCs were introduced into oils and solvent and applied to beech wood using a spray technique at the lowest application rate of 1-2wt% solid cellulose content on 40g/m2 target application. The characterization of all CNCs, the cellulose-modified oils, and suspensions, as well as the coated surfaces was carried out using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), magnetic resonance spectroscopy (NMR), mass gain, electron microscopy, atomic force microscopy, optical microscopy, and contact angle measurement. No modification could be detected in FT-IR and NMR for the biobased approach. However, a substitution of the OH groups of the L-CNCs in FT-IR and NMR could be detected. The produced L-CNC compacts achieved an average contact angle CA(M) of 148°, and the wood coated with L-CNCs in solvent achieved initial contact angles of up to 125°. These coatings were able to maintain the steadily decreasing contact angle >100° over a period of 10 min. The L-CNC coated surfaces achieved up to 10-20° higher initial contact angles than linseed oil and commercial oil formulations such as linseed oil varnish with CA(M) 99°, and a wax-containing oil with CA(M) 115°. In addition, L-CNC coatings showed similar values to untreated beech wood in the CIE L*a*b color space in color and gloss measurements without any significant change in color and brightness. Overall, a transparent hydrophobic surface coating based on lauroylated CNCs was successfully produced.verfasst von Nina Christina StraubMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit englischer Zusammenfassun
Effects of floodplain restoration on nutrient retention and multi-functionality on the river reach and basin scales
No full textAuen gelten als Hotspots der Biodiversität, den Nährstoffumsatz und der Multifunktionalität von Ökosystemleistungen (ÖSL), sind aber weltweit stark bedroht. Durch Eindeichungen und hydro-morphologischen Eingriffe gingen im Donaueinzugsgebiet bereits mehr als 70 % ihrer Fläche verloren. Die ÖSL der verbleibenden Auen sind aufgrund multipler Belastungen gefährdet. Aktuell gibt es Bemühungen zur Wiederanbindung von Seitenarmen und Überschwemmungsflächen, jedoch ist nicht bekannt, wie sich diese Belastungen und Maßnahmen auf ÖSL wie z.B. den Nährstoffrückhalt auswirken. Diese Arbeit hat zum Ziel mithilfe von Modellierungs-, indikatorbasierten und partizipativen Ansätzen unser Wissen über die Möglichkeiten und Grenzen von Wiederanbindungen zur Verbesserung des Nährstoffrückhalts und der Multifunktionalität von der Flusstrecken- bis hin zur Einzugsgebietsebene zu erweitern. Mit meiner Forschung zeige ich auf, dass Auen großräumig betrachtet einen wertvollen Beitrag zur Wasserqualität leisten können und dass, unabhängig vom Maßstab, Wiedervernetzungen die Nährstoffrückhaltekapazität erhöhen. Zusätzlich dominierten Synergien mit anderen ÖSL. Die Multifunktionalität nahm flussabwärts generell zu und wurde insbesondere durch intensive Landnutzung, Rückstau und morphologische Veränderungen beeinträchtigt. In drei Untersuchungsabschnitten erhöhten gemeinsam erarbeitete Restaurierungsszenarien die Multifunktionalität, trotz lokaler Konflikte mit Freizeitaktivitäten und stagnotopen Lebensräumen in einem Abschnitt. Großräumige Bewertungen der Belastungen und der Multifunktionalität unter Einbeziehung lokaler Stakeholder erwiesen sich als nützlich, um integrative Managementmaßnahmen zu priorisieren. Die Erkenntnis aus den Gemeinsamkeiten und Diskrepanzen zwischen datenbasierten Bewertungen und den Stakeholdermeinungen erweitert unser Verständnis über die Nutzung und den Wert multifunktionaler Auen, um deren Management in Zukunft inklusiver und nachhaltiger zu gestalten.Floodplains are considered hotspots of nutrient turnover, biodiversity, and the multi-functionality of ecosystem services (ES) but are critically threatened globally. Due to dyking and hydro-morphological river alterations, more than 70% of their area has been lost in the Danube River Basin. The ES of the remaining active floodplains are vulnerable due to the prevailing human pressures. Currently, there are efforts in the basin to reconnect side-channels and inundated areas. Yet, it remains unknown to which degree the pressures and restoration measures affect the provision of multiple ES such as nutrient retention. Therefore, by developing and applying modelling, indicator-based, and participatory approaches, this thesis aims to advance our knowledge of the potentials and limitations of floodplain restorations to improve nutrient retention and multi-functionality from the reach to the basin scale. With my research, I demonstrated that floodplains contribute considerably to water quality improvement when assessed at large scales and that reconnections enhance their nutrient retention capacity independent of scale. Furthermore, synergistic effects between nutrient retention and other ES dominated. Multi-functionality increased downstream but was particularly impaired by intensive land use, impoundments, and morphological alterations. Along three study reaches, all jointly elaborated restoration scenarios increased multi-functionality despite some localized trade-offs with recreational activities and stagnotopic habitat in an Austrian stretch. Large-scale pressure and multi-functionality assessments, in combination with local stakeholder involvement, proved to be useful to prioritize adaptive and integrative measures. The synthesis of data-based assessments and stakeholders’ opinions will extend our understanding of the state, response, use and value of multi-functional floodplain systems to make future management more sustainable and inclusive.submitted by Martin TschikofDissertation BOKU University 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Characterization of lignocellulosic polymers using spectroscopy and chemometrics
No full textDie Kombination von Spektroskopie (z. B. Nahinfrarot- und Ultraviolett-Spektroskopie) mit multivariater Kalibration ist hervorragend für die qualitative und quantitative chemische Analyse geeignet. Dieser Ansatz hat auch in der Zellstoff- und Papierindustrie Anwendung gefunden, z. B. bei der Bestimmung der Kappa-Zahl oder des Ligningehalts. Die Bestimmung anderer Zellstoffeigenschaften in Zellstoffproben aus unterschiedlichen Holzquellen und Herstellungsprozessen ist bisher vergleichsweise selten.In der vorgestellten Arbeit wurde die Anwendbarkeit von Spektroskopie und multivariater Kalibrierung für die quantitative Bestimmung und Klassifizierung von lignozellulosehaltigen Proben wie Schwarzlauge, Industriezellstoff, historisches Hadernpapier, Papyrus und Büchern untersucht. Folgende Parameter wurden für die Kalibrierung berücksichtigt: Konzentration von Lignin, Gehalt an Hemicellulosen und Pektin in historischen Hadernpapieren, Charakterisierung von Zellstoffeigenschaften wie Kappa-Zahl, R18, R10, Viskosität, Helligkeit, Klassifizierung verschiedener historischer Papyrusproben, und schließlich die Datierung historischer Bücher. Diese Kalibrierungen basieren auf Referenzwerten, die von aus nasschemischen Referenzanalysen im Labor, der 14C-Datierung für Papyrusproben und den Angaben im Impressum historischer Bücher stammen. Die erstellten Modelle ermöglichen die Bestimmung mehrerer Eigenschaften von Lignocelluloseproben aus einem einzigen, schnell gemessenen Spektrum. Dadurch können mehrere langwierige, nasschemische Analysen ersetzt werden. Weiters ermöglicht es die Bestimmung von Charakteristika historischer Objekte ohne vorherige Hintergrundinformationen.In den fünf Erstautor-Publikationen dieser Arbeit werden verschiedene Zugänge zur erfolgreichen Analyse und Quantifizierung verschiedenster Charakteristika lignozellulosehaltiger Materialien erforscht: die direkte Quantifizierung von Lignin und anderen Rückständen, die zerstörungsfreie Charakterisierung von historischem Hadernpapier, neue Strategien für die chemische Charakterisierung von Zellstoff, die Klassifizierung von Papyrusproben auf der Grundlage ihres Alters und die Datierung historischer Objekte unter Verwendung der Nested Analysis of Variance zur Überprüfung des Einflusses ihrer Heterogenität.Combining spectroscopy technics (e.g. near-infrared and Ultraviolet-Visible Spectroscopy) with multivariate calibrations is an effective tool for determining chemical components and their concentration. The approach has found applications in the puld and paper industry and biorefineries, for example, in determining kappa number or lignin content. So far, determination approaches for other pulp properties of diverse pulp samples from different wood sources and processes are comparatively scarce.This thesis investigated the applicability of spectroscopy and multivariate calibration for the quantitative determination and classification of lignocellulosic samples, such as black liquor, industrial pulp, historical rag paper, papyrus, and books. The following parameters were considered for calibration: concentration of technical lignin; content of hemicelluloses and pectin of historical rag papers; characterization of pulp properties, such as kappa number, R18, R10, viscosity, brightness; classification of different historical papyrus samples; and finally, dating historical books. These calibrations are based on reference values provided by independent wet- chemical reference analysis in the laboratory, the radiocarbon method for papyrus samples, and the data provided by the publisher for historical books. The prepared models allow the determination of several characteristics of lignocellulosic polymer samples from a single, quickly measured spectroscopic scan instead of several tedious wet-chemical analyses or predictions of the data of historical objects without further assessments.The five first-author publications out of this thesis explore various methods for successfully analyzing and quantifying different aspects of lignocellulosic materials, including direct quantification of lignin and other residuals, non-destructive profiling of historical rags paper, new strategies for chemical pulp characterization, classification of papyrus samples based on their ages, and dating of historical objects using nested analysis of variance for checking the effect of heterogeneity of samples using spectroscopy and chemometrics.submitted by Hajar KhaliliyanDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun