University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
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Biological stability of drinking water in the distribution system of a small town
No full textTrinkwasser enthält von Natur aus eine autochthone bakterielle Gemeinschaft, die in der Regel zwischen 1000 und 1000000 Zellen pro mL liegt. Ist die biologische Stabilität des Trinkwassers gefährdet, entsteht ein förderliches Umfeld für unerwünschte bakterielle Vermehrung im Verteilungssystem. Dieses Phänomen stellt nicht nur eine potenzielle Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar, sondern äußert sich auch in Veränderungen von Geruch, Farbe und Geschmack sowie der Korrosion von Rohrleitungen. Viele Gemeinden setzen daher Chlorung zur Wasserdesinfektion ein. Eine Ortschaft in Österreich entschied sich, die Chlorung zugunsten von UV-Bestrahlung aufzugeben. Diese Studie überwacht die Auswirkungen dieser Änderung der Desinfektion auf die biologische Stabilität des Trinkwassers. Ein holistischer Ansatz wurde verwendet, der traditionelle kultivierungsbasierte Methoden mit kultivierungsunabhängigen direkten Ansätzen wie Durchflusszytometrie, Epifluoreszenzmikroskopie und die Verwendung von radioaktiv markierten Substraten kombiniert, um einen umfassenden Einblick in die Auswirkungen zu ermöglichen. Nach Einstellung der Chlorung unterlag die biologische Stabilität des Trinkwassers deutlichen Schwankungen und möglichen Anzeichen von Instabilität. Die Änderung der Behandlungsmethode löste eine Reaktion in der bakteriellen Gemeinschaft aus, die in allen mikrobiologischen Parametern erkennbar war. Trotz anfänglicher Variabilität stabilisierte sich die bakterielle Gemeinschaft auf leicht erhöhtem, jedoch konstantem Niveau im Vergleich zum Zeitraum unter Chlorbehandlung. Dies deutet darauf hin, dass das Fehlen von Chlor einen Einfluss auf die mikrobielle Dynamik im Wasserverteilungssystem hat. Die Studie zeigt, dass es wichtig ist, nicht nur unmittelbare, sondern auch langfristige Auswirkungen nach Änderungen der Wasseraufbereitung zu berücksichtigen, besonders in Hinblick auf die Aufrechterhaltung der biologischen Stabilität und den Schutz der öffentlichen Gesundheit.Drinking water inherently harbours autochthonous bacterial communities, with cell counts typically ranging from 1000 to 1000000 cells per ml. When the biological stability of drinking water is compromised, a conducive environment for undesired bacterial proliferation is created within the distribution system. This phenomenon not only poses a potential threat to public health but also manifests in issues such as altered odour, colour, and taste, as well as the corrosion of pipe materials. To counteract this, many municipalities rely on chlorination as a method of water disinfection, effectively preventing biological instability. A small town in Austria opted to abandon chlorination and transitioned to UV irradiation for water disinfection. This study monitored the impact of this switch in treatment methods on the biological stability of drinking water. A holistic framework was employed, combining traditional cultivation-based methods with cultivation-independent direct approaches such as flow cytometry, epifluorescence microscopy, and the use of radiolabelled substrates. This provided a comprehensive insight into the effects of the change in treatment method on biological stability. Biological stability fluctuated and showed potential signs of instability following the removal of chlorine. This change prompted a clear response in the bacterial community, evident across all microbiological parameters. Despite the initial variability, the bacterial community eventually stabilised at slightly elevated, yet consistent levels compared to the period under chlorine treatment. This implies that the absence of chlorine had a recognisable impact on the microbial dynamics within the water distribution system. The study illustrates the importance of considering not only the immediate effects but also the long-term consequences of altering water treatment methods, particularly in the context of maintaining biological stability and safeguarding public health.Schlagwortesubmitted by Angelika BauerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Effects of particulate organic carbon supply on microbial nutrient uptake in streams under agricultural land use pressure
No full textIn der Renaturierungsökologie wird diskutiert, die Nährstoffaufnahme in chronisch belasteten landwirtschaftlichen Fließgewässern durch Zugaben von organischem Kohlenstoff zu erhöhen. Ziel dieser Forschungsarbeit war es, in Labor- und Feldstudien die Auswirkungen der Zugabe von partikulärem organischem Kohlenstoff (POC) aus verschiedenen Quellen auf die Nährstoffaufnahme in Fließgewässern zu quantifizieren. Eine erste Laborrinnen-Studie untersuchte die Auswirkungen von Blättern auf die Nährstoffaufnahme durch Sedimentbiofilme, die bei unterschiedlichen Licht- und Nährstoffverhältnissen heranwuchsen. Hier hat ein erhöhtes POC-Angebot die heterotrophe Phosphataufnahme gesteigert, wobei die stimulierende Wirkung von POC-abhängigen (z. B. Atmung, heterotrophe Assimilation, Denitrifikation) und -unabhängigen (z. B. Adsorption, photoautotrophe Assimilation) Prozessen beeinflusst wurde, was die Nährstoffkontrolle durch POC-Management zu einer Herausforderung macht. Eine zweite Studie untersuchte die Auswirkungen von Holzhackschnitzeln auf die Nährstoffaufnahme in kontrollierten Laborrinnen, halbkontrollierten Freiluftrinnen und landwirtschaftlichen Flüssen. Die Ergebnisse zeigten nur in den Laborrinnen eine positive Wirkung von Holzspänen auf die Nährstoffaufnahme, während in den beiden anderen Systemen keine oder negative Effekte beobachtet wurden. Daher sollten für eine wirksame Bewirtschaftung Lösungen auf der Grundlage von organischem Kohlenstoff sowohl unter kontrollierten Laborbedingungen (für die potenzielle Effizienz) als auch unter realistischeren Feldbedingungen (für die tatsächliche Effizienz) bewertet werden. Die Forschungsarbeit zeigt, dass eine erhöhte Verfügbarkeit von terrestrischem POC mit mäßiger Abbaubarkeit potenziell die Nährstoffrückhaltung im Fluss fördern kann und somit gängige Sanierungsstrategien unterstützt, die sich auf die Wiederherstellung von Uferbereichen und Feuchtgebieten konzentrieren.It is a widely discussed topic in restoration ecology to use organic carbon (OC) management to increase nutrient uptake in chronically loaded agricultural streams. This research aimed to quantify effects of particulate OC (POC) addition from different sources on in-stream nutrient uptake through laboratory and field studies. One study investigated the effects of leaves on nutrient uptake by sediment biofilms grown under varying light and nutrient availability in laboratory flumes. The results showed that increased POC supply in nutrient-loaded streams can enhance heterotrophic phosphate uptake. However, the stimulating effect of POC addition depends on POC-dependent (e.g. respiration, heterotrophic assimilation, denitrification) and independent (e.g. adsorption, photoautotrophic assimilation) processes, making nutrient control via POC management challenging. The second study tested the efficiency of woodchips on the nutrient uptake in controlled laboratory flumes, semi-controlled outdoor flumes, and agricultural streams. The findings showed a positive effect of woodchips on nutrient uptake only in laboratory flumes while no or negative effects were observed in outdoor flumes and agricultural streams. This highlights the influence of environmental factors on microbial nutrient uptake in streams. It suggests that for effective management, OC-based solutions must be assessed in both controlled laboratory settings (for potential efficiency) and more realistic field conditions (for actual efficiency). This research sheds light on the emerging field of OC and nutrient cycling in mixed biofilms and the response of heterotrophic and autotrophic components. The findings support common restoration strategies that focus on the restoration of riparian areas and wetlands to increase the availability of terrestrial POC with a moderate degradability, thus keeping the heterotrophic metabolism low but potentially stimulating in-stream nutrient retention.submitted by Elmira AkbariKumulative Dissertation aus zwei ArtikelnDissertation BOKU University 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Chromatin regulatory mechanism and its impact on fungal development and secondary metabolism in the Fusarium fujikuroi species complex
No full textDie Gattung Fusarium umfasst eine artenreiche Gruppe von Pflanzenpathogenen, welche höchst problematisch für die moderne Landwirtschaft sind. Hier gehören zu den ökonomisch wichtigen Vertretern unter anderem Fusarium mangiferae, Fusarium fujikuroi und Fusarium proliferatum, welche dem Fusarium fujikuroi-Spezies-Komplex (FFSK) zugeordnet sind. Generell können Fusarien nicht nur eine Vielzahl an Nutzpflanzen infizieren, sondern dabei auch hoch wirksame Naturprodukte (NP) bilden, welche zur Kontamination von wichtigen Nahrungs- und Futterquellen führt. Um auf Veränderung in der Umgebung zu reagieren, können verschiedene Umwelteinflüsse, mitunter die Infektion von Pflanzen, die Umstrukturierung der Chromatinstruktur verursachen, welches zu einer veränderten Gentranskription führt. Um dieses herbeizuführen, sind bereits verschiedene Mechanismen beschrieben, i.e., die Positionierung von Histon Markierungen, der Einbau von Histonvarianten oder die Nutzung von ATP-abhängigen Chromatin-modifizierenden Komplexen. Im Rahmen dieser Arbeit charakterisierten wir zwei Histon Markierungen, die Kennzeichen von konstitutivem- (H3K9me3) sowie fakultativem (H3K27me3) Heterochromatin sind, sowie die Histon Variante H2A.Z. Hier zeigen wir als erstes, dass H3K9me3 sowie H3K27me3 auch in diesem Genus miteinander interagieren. Als nächstes konnten wir eine H3K9me3-Deletionsmutante nutzen und bestimmen, dass Fusapyron und Fusamarine, zwei NP, ebenfalls von Mitgliedern des FFSK produziert werden. Darüber hinaus konnten wir dessen biosynthetischen Gencluster aufklären und die an der Biosynthese involvierten Gene näher untersuchen. Als Nächstes zeigen wir, dass die Histonvariante H2A.Z in Fusarium essentiell ist, aber durch das generieren einer Knock-down-Mutante konnten wir die Rolle von H2A.Z in F. fujikuroi näher bestimmen. Hier zeigen wir, dass das Vorhandensein von H2A.Z am +1-Nukleosom die positive Gentranskription induziert und dass dieses unabhängig des Chromatinzustandes auftritt.The genus Fusarium is a species-rich group of mycotoxigenic plant pathogens that are detrimental to modern agriculture. Fusaria are not only able to infect a wide range of economically important staple crops but also to produce a large portfolio of natural products (NPs). These include potent mycotoxins, contaminating food and feed sources and thereby threatening food security worldwide. A central position within the genus has the Fusarium fujikuroi species complex (FFSC), harboring important phytopathogens such as Fusarium mangiferae, F. fujikuroi, or Fusarium proliferatum able to cause several plant diseases. Various environmental or developmental cues trigger the rearrangements of the chromatin structure, thus altering the transcriptional output to react to these various changes. To achieve such, different mechanisms have been described, including the deposition of histone marks, the incorporation of histone variants, or the utilization of ATP-dependent chromatin-modifying complexes. Within this work, we functionally characterized two histone marks i.e., H3K9me3 and H3K27me3, hallmarks of heterochromatin, as well as the histone variant H2A.Z. Within the first part of this work, we finally revealed the crosstalk between constitutive- (H3K9me3) and facultative (H3K27me3) heterochromatin also in this genus. Next, we utilized the H3K9me3-deletion mutant to show that two NPs, fusapyrone (FPY) and fusamarins (FMNs), prior not described to be produced by members of the FFSC, are biosynthesized by F. mangiferae. Moreover, we determined and dissected the biosynthetic gene clusters, PKS40 and PKS8, responsible for the biosynthesis of FPY and FMNs, respectively. Secondly, we revealed that the histone variant H2A.Z is essential in Fusarium, but by making use of a depletion mutant we determined the role of H2A.Z in F. fujikuroi. Here, we show that incorporation of H2A.Z at the +1-nucleosome facilitates positive gene transcription, occurring independent of the chromatin state.submitted by Anna K. Atanasoff-KardjalieffErscheinungsjahr 2024Dissertation Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Finanzielle Bürgerbeteiligung an Photovoltaikanlagen auf öffentlichen Gebäuden im Pielachtal
No full textDas Thema finanzielle Bürgerbeteiligungen für PV-Anlagen ist aktuell sehr bedeutsam, da diese die Akzeptanz der erneuerbaren Energien, bei gleichzeitiger erleichterter Finanzierung, erhöhen kann. Durch die aktuelle wirtschaftliche Lage haben sich jedoch die Voraussetzungen für finanzielle Bürgerbeteiligungen für PV-Anlagen auf öffentlichen Gebäuden stark geändert. Ziele der Arbeit sind die aktuellen spezifischen Herausforderungen solcher Beteiligungsmodelle im Pielachtal in den Jahren 2023 bzw. 2024 zu identifizieren, welche Personen in diese investieren bzw. wie sich das Investitionsverhalten verändert hat und wie viel Energie durch dieses Investitionsvolumen erzeugt werden kann. Dazu wurde in dieser Arbeit eine Stakeholderanalyse erarbeitet, Experteninterviews mit relevanten Akteuren abgehalten und eine quantitative Online-Bevölkerungsbefragung im Pielachtal durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass es aktuell Probleme bei PV-Projekten aufgrund der österreichweiten schlechten Netzinfrastruktur und der niedrigen PV-Strom-Einspeisetarife gibt. Trotz der aktuellen wirtschaftlichen Voraussetzungen gibt es in der Bevölkerung vor allem von umweltfreundlichen Bürgerinnen im Mittelstand eine hohe Bereitschaft, um in PV-Anlagen in Form von Sale-and-Lease-Back zu investieren. Die potenzielle Investitionssumme in finanzielle Bürgerbeteiligungen für PV-Anlagen vor allem auf öffentlichen Gebäuden ist beträchtlich und könnte so einen entscheidenden Beitrag zur lokalen Energieversorgung leisten. Mit dieser Arbeit wird die bestehende Literatur um die sozialen Dynamiken der aktuellen wirtschaftlichen Auswirkungen, den aktuellen Daten und Analysen im Bereich Bürgerbeteiligungen für PV-Anlagen erweitert.The topic of public financial participation for PV systems is currently very important, as it can increase the acceptance of renewable energies while at the same time facilitating financing. Due to the current economic situation, however, the conditions for financial citizen participation for PV systems on public buildings have changed considerably. The aim of the work is to identify the current specific challenges of such participation models in the Pielachtal in the years 2023 and 2024, which people invest in them, how investment behaviour has changed and how much energy can be generated by this investment volume. To this end, a stakeholder analysis was carried out, expert interviews were held with relevant stakeholders and a quantitative online population survey of the Pielachtal was conducted. The results show that there are currently problems with PV projects due to the poor grid infrastructure throughout Austria and the low PV electricity feed-in tariffs. Despite the current economic conditions, there is a high level of willingness among the population, particularly among environmentally friendly small and medium-sized enterprises, to invest in PV systems in the form of sale-and-lease-back. The potential investment amount in financial citizen participation for PV systems, especially on public buildings, is considerable and could thus make a decisive contribution to the local energy supply. This work extends the existing literature to include the social dynamics of the current economic impact, data and analyses in the area of citizen participation for PV systems.verfasst von Lukas BodnerMasterarbeit BOKU University 2024Mit englischer Zusammenfassun
Kompensationsflächenplanung im Spannungsfeld zwischen Naturschutz und Landwirtschaft am Beispel des ÖBB-Infrastrukturprojekts Flughafenspange Wien
No full textEine der aktuell drängendsten Thematiken betrifft die zunehmende Versiegelung der wertvollen Ressource Boden durch Verbauung. Vor allem landwirtschaftliche Nutzflächen werden weiterhin auch durch Infrastrukturprojekte verbraucht. Zu der direkten Flächeninanspruchnahme durch die Projektumsetzung kommt bei gewissen Vorhaben eine weitere Flächeninanspruchnahme durch die mit dem Projekt verbundene Kompensation negativer Eingriffsfolgen, was zu einem doppelten Flächenverlust für die Landwirtschaft führen kann. Diese Flächenkonkurrenz mit naturschutzfachlichen Belangen und die Inanspruchnahme von Boden für das Projekt und den Ausgleichsbedarf führen zu steigenden Grundstücks- und Pachtpreisen und damit zu ökonomischen Herausforderungen für landwirtschaftliche Betriebe. Aus ökologischer Sicht ergibt sich zudem ein Spannungsfeld zwischen Naturschutz und Landwirtschaft. Monitoringergebnisse zeigen, dass auch kulturfolgende Arten zurückgehen, die bei der Entwicklung von Ausgleichsmaßnahmen oft unbeachtet bleiben. Die Arbeit untersucht folglich die Möglichkeit, durch produktionsintegrierte Kompensationsmaßnahmen (PiK) nach deutschem Vorbild als potenziellen Lösungsansatz einzusetzen und prüft deren Anwendbarkeit und Umsetzbarkeit. Anhand der Biotoptypen im Planungsgebiet eines Infrastrukturprojekts wird zunächst die Relevanz der Berücksichtigung agrarstruktureller Belange geprüft. Darauf aufbauend wird das Konzept der PiK auf das Planungsbeispiel angewandt. Durch Experteninterviews wird zudem Fachwissen zu rechtlichen Aspekten und der Umsetzbarkeit in Österreich zusammengetragen und diskutiert. Eine Umsetzung von PiK-Maßnahmen ist aus landwirtschaftlicher Sicht bei einer entsprechenden finanziellen Entschädigung möglich, die Schwierigkeiten der langfristigen rechtlichen Sicherung stehen aus Sicht des Kompensationsverpflichteten allerdings einer Umsetzung entgegen.One of the most pressing issues at the moment is the increasing sealing of the valuable resource soil through construction. Agricultural land in particular continues to be consumed by infrastructure projects. In addition to the direct land use caused by project realisation, certain projects also require additional land to compensate for the negative impact of the project, which can lead to a double loss of land for agriculture. This competition for land with nature conservation concerns and the use of land for the project and the need for compensation lead to rising land and lease prices and thus to economic challenges for agricultural businesses. From an ecological perspective, there is also an area of tension between nature conservation and agriculture. Monitoring results show that species that have an impact on crops are also declining and are often ignored when developing compensation measures. This study therefore examines the possibility of using production-integrated compensation measures (PiK) based on the German model as a potential solution and analyses their applicability and feasibility. Based on the biotope types in the planning area of an infrastructure project, the relevance of the consideration of agri-structural issues is first examined. Based on this evaluation, the concept of PiK is applied to the planning example. Expertise on legal aspects and feasibility in Austria is also compiled and discussed based on expert interviews. From an agricultural point of view, the implementation of PiK measures is possible with appropriate financial compensation, but the difficulties of long-term legal secure solutions will hinder the implementation of PIK in Austria by the investors obliged to compensate the enviromental losses.verfasst von Lukas KreitmeierMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit englischer Zusammenfassun
Modelling and data analysis of a thermally activated residential building façade in Vienna
No full textDie Planung hocheffizienter Heiz- und Kühlsysteme insbesondere für Sanierungsobjekte ist eine unabdingbare Notwendigkeit zur Reduktion von Treibhausgasemissionen im Gebäudebereich. Die vorliegende Diplomarbeit analysiert das thermische Verhalten eines aus einer Erdwärmepumpe und einer nachträglich installierten thermischen Fassadenaktivierung bestehenden Heiz- und Kühlsystems eines mehrgeschoßigen Wohnbaus in Wien. Mithilfe der Software IPSEpro werden statische Simulationen zur Berechnung der notwendigen Vorlauftemperaturen des Heiz- und Kühlsystems bei unterschiedlichen Außentemperaturen und Betriebsmodi der Fassade und Bestandsradiatoren ermittelt. Die Effizienz der Wärmepumpe wird mithilfe des COP und der JAZ (für das Beispieljahr 2019) bestimmt sowie die ökologische Bewertung mithilfe der Treibhausgasemissionen durch den jährlichen Strombedarf im Vergleich zu einem Gaskessel sowie des TEWI durchgeführt. Schließlich wird eine Grobabschätzung des realen stündlichen COP sowie der stündlich bereiteten Vorlauftemperatur der Wärmepumpe für 2019 erstellt. Es zeigt sich, dass der effizienteste Betriebsmodus jener ist, bei dem alle verfügbaren Wärmeabgabesysteme verwendet werden (Fassade + Radiatoren), was eine Reduktion des jährlichen Stromverbrauchs von etwa 34% gegenüber der Variante mit der ausschließlichen Nutzung der Radiatoren im Jahr 2019 bewirkt. Im Vergleich zur Wärmebereitung mit einem Gaskessel spart die Nutzung der Erdwärmepumpe abhängig vom Betriebsmodus bis zu 87% (österreichischer Strommix) bzw. bis zu 99% (UZ 46 Grüner Strom) an Treibhausgasemissionen. Der TEWI der Wärmepumpe bei einer Nutzungsdauer von 15 Jahren würde abhängig vom Betriebsmodus zwischen 29.000 und 54.200 kg CO2-Äq. (österreichischer Strommix) und 2.000 und 4.400 kg CO2-Äq. (UZ 46 Grüner Strom) liegen.The design of highly efficient heating and cooling systems especially for refurbishment purposes is a vital necessity to cutting carbon emissions from buildings. This thesis analyses the thermal behaviour of a heating and cooling system consisting of a geothermal heat pump in combination with a retrofitted thermally activated façade for a case study building in Vienna, Austria. Static simulations are conducted using the software IPSEpro to establish the necessary flow temperatures of the heating and cooling system to maintain the desired indoor temperature at various outdoor temperatures for the heating and free cooling mode at various façade and radiator operation options. The efficiency of the heat pump in terms of the COP and the SPF (for the sample year 2019) is established. Additionally, the ecological performance of the heat pump is evaluated via the greenhouse gas emissions caused by electricity consumption in comparison to a gas- fired boiler as well as the TEWI. Finally, an attempt is made to give a more realistic estimation of the heat pump’s operation during 2019 to show the fluctuation of the COP as well as the provided heating water flow temperature on an hourly basis. Results show that the most efficient way to operate the heating system is to use all available heat release capacities (façade + radiators) which saves appr. 34% of electricity in comparison to the case of only the radiators being used during 2019. Compared to a gas- fired boiler, greenhouse gas emissions savings for 2019 amount to up to 87% for the Austrian electricity mix and even up to 99% if only eco- certified electricity is used. The TEWI of the heat pump operating for 15 years would amount to between 29,000 and 54,200 kg CO2-eq. for the Austrian electricity mix depending on the operation option, and to between 2,000 and 4,400 kg CO2-eq. for the eco- certified electricity option.submitted by Constanze RzihacekMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
The impact of snow droughts on extremes in the global carbon cycle
No full textDer Klimawandel verstärkt weltweit die Häufigkeit und Schwere von extremen Wetterereignissen und hydrologischen Bedingungen und beeinträchtigt Sektoren wie Landwirtschaft, Energie und Wassermanagement. Dürren können zu langfristigen Veränderungen in den hydrologischen Bedingungen führen, wie etwa reduzierte Schneeschmelze und Fließgewässer. Laut Gampe et al. (2021) ist das vermehrte Auftreten und die gesteigerte Intensität von „warmen Dürren“ ein wesentlicher Treiber für Anomalien im Kohlenstoffkreislauf. Die Auswirkungen von „Schneedürren“ auf den Kohlenstoffkreislauf sind weitgehend unerforscht, wodurch die Beziehung zwischen beiden weitgehend unbekannt bleibt. Diese Studie untersucht die Beziehungen zwischen „Schneedürren“ und negativen Ereignissen der Brutto-Primärproduktivität (BPP) auf der Nordhalbkugel von 1982 bis 2016 unter Verwendung globaler Datensätze zu GPP-Anomalien und Daten zum Schneewasseräquivalent-Index (SWEI). Die Ergebnisse deuten auf einen signifikanten Anstieg schwerer „Schneedürren“ (Kategorie 4) in der zweiten Hälfte des Untersuchungszeitraums (2000-2016) und einen damit einhergehenden Anstieg negativer GPP-Ereignisse hin, was auf Veränderungen in den Klimamustern und deren eskalierende Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf hindeutet. Die Studie quantifiziert eine Gesamtreduktion von etwa 1,14 Pg C in BPP aufgrund von „Schneedürren“ und unterstreicht die Notwendigkeit integrierter Strategien zur Klimaresilienz. Diese Strategien umfassen verbesserte nachhaltige Land- und Wassermanagementpraktiken sowie den Bau von Stauseen zur Minderung der Auswirkungen zukünftiger Dürren. Diese Studie betont die Notwendigkeit, die Auswirkungen von „Schneedürren“ auf den globalen Kohlenstoffkreislauf im Rahmen von Anpassungsstrategien an den Klimawandel zu adressieren.Climate change is intensifying the frequency and severity of extreme weather events and hydrological conditions globally, impacting sectors like agriculture, energy, and water management. Droughts can lead to long-term changes in hydrological conditions like reduced snowmelt and streamflow, and according to Gampe et al. (2021), the increased occurrence and intensity of warm droughts is a major driver to anomalies in the carbon cycle. The impacts of snow droughts on the carbon cycle remain largely uninvestigated, leaving the relationship between the two largely unknown. This study investigates the relationships between snow droughts and negative Gross Primary Productivity (GPP) events across the Northern Hemisphere from 1982 to 2016, using global datasets of GPP anomalies and Snow Water Equivalent Index (SWEI) data. Results indicate a significant increase in severe snow droughts (Category 4) during the latter half of the study period (2000-2016) and a correlating rise in negative GPP events, suggesting shifts in climate patterns and their escalating impact on the carbon cycle. The study quantifies a total reduction of approximately 1.14 Pg C in GPP due to snow droughts, underscoring the need for integrated climate resilience strategies. These strategies include enhanced sustainable land and water management and the construction of reservoirs to mitigate the effects of future droughts. This study highlights the need to address the impacts of snow droughts on global carbon cycling within climate change adaptation frameworks.submitted by Eyal Natan SharonMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Wiesen der Österreichischen Bundesforste im Wienerwald - aktueller Zustand und Veränderungen
No full textDie Österreichischen Bundesforste sind mit mehreren hundert Flächen der größte Wiesenbesitzer im Wienerwald. Von naturschutzfachlichen Erhebungen aus den Jahren 2007 und 2013 existieren für diese Wiesenflächen, neben Aufzeichnungen der vorkommenden Pflanzenarten, eine Zuordnung zu Wiesengesellschaften und FFH-Lebensraumtypen sowie eine Bewertung des Erhaltungsgrades.Im Rahmen dieser Masterarbeit wurden 127 naturschutzfachlich besonders wertvolle Flächen erneut aufgesucht und vorkommende Pflanzenarten sowie der Erhaltungsgrad von Flachland-Mähwiesen, Kalk-Trockenrasen, Borstgrasrasen, Pfeifengraswiesen, Kalk-Niedermooren und Bach-Kratzdistelwiesen erhoben. Hierfür wurde wie bei den früheren Erhebungen das Bewertungsschema für FFH-Lebensräume des Umweltbundesamtes herangezogen. Für die nicht zu den FFH-Lebensraumtypen zählenden Bach-Kratzdistelwiesen wurde ein daran angelehntes Bewertungsschema erstellt. Es zeigte sich, dass sich insbesondere der Erhaltungsgrad von Kalk-Niedermooren deutlich verschlechtert hat. Manche Flächen, die einst den Borstgrasrasen, Bach-Kratzdistelwiesen und Kalk-Niedermooren zugerechnet wurden, können heute nicht mehr entsprechend eingestuft werden. Infolge der Zerstörung einzelner Wiesen muss das lokale Erlöschen von Beständen gefährdeter Pflanzenarten angenommen werden. Bei Kalk-Trockenrasen, Pfeifengraswiesen und Flachland-Mähwiesen kam es hingegen nur zu geringfügigen Veränderungen des Erhaltungsgrades. Das Ausbleiben der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung und Wildfütterungen stellen dabei die größten Bedrohungen dar. Als wichtigste Erhaltungsmaßnahmen können die Aufnahme der Managementempfehlungen in die Pachtverträge sowie eine verstärkte Kontrolle der Einhaltung der Pachtvereinbarungen genannt werden.With several hundred areas, the Austrian Federal Forests are the largest owner of meadows in the Vienna Woods. Nature conservation surveys were carried out 2007 and 2013, resulting in plant species lists, habitat types according to the Habitats Directive and the assessment of the conservation status. As part of this master's thesis, the most valuable meadows in terms of nature conservation were surveyed again, recording plant species and conservation status of lowland hay meadows, semi-natural dry grasslands, Nardus grasslands, Molinia meadows, calcareous fens and meadows belonging to the association of Cirsietum rivularis. As in the previous surveys, the Federal Environment Agency's assessment scheme was applied. It was found that in particular the conservation status of calcareous fens has deteriorated significantly. Some areas, that were previously categorised as Nardus grasslands, meadows of Cirsietum rivularis and calcareous fens, can no longer be assigned to these habitat types. As a result of the destruction of meadows, the local extinction of endangered species must be assumed. In contrast, there was only a slight deterioration in the conservation status of semi-natural dry grasslands, Molinia meadows and lowland hay meadows. The absence of agricultural management and game feeding represent the greatest threats. The most important conservation measures are the inclusion of management recommendations in the lease agreements and increased monitoring of compliance.verfasst von Simon KellererMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit englischer Zusammenfassun
Susceptibility of Douglas fir provenances to Diplodia sapinea and virulence of Diplodia sapinea isolates to Douglas fir and Austrian pine
No full textDie sich zuspitzende Klimakrise führt zu Verschiebungen in den globalen Klimamustern, höheren Temperaturen, veränderten Niederschlagsregimen und häufigeren extremen Wetterereignissen. Als Reaktion darauf hat sich in der Forstwirtschaft das Interesse an trockenheitsresistenten Baumarten wie der Douglasie (Pseudotsuga menziesii) erhöht. Jüngste Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass Diplodia sapinea, der Erreger des Diplodia-Triebsterbens und ein „Klimawandel-Gewinner“, eine potenzielle Bedrohung für Ps. menziesii darstellt. Diese Masterarbeit hatte zum Ziel, Erkenntnisse über die Anfälligkeit verschiedener Herkünfte von Ps. menziesii und die Virulenz verschiedener Isolate von D. sapinea zu gewinnen. Es wurden zwei Inokulationsversuche durchgeführt. In Versuch 1 wurden Jungpflanzen von Ps. menziesii (n=300) von zehn verschiedenen Herkünften mit einem D. sapinea-Isolat, das aus einer symptomatischen Douglasie gewonnen wurde, inokuliert. In Versuch 2 wurden Jungpflanzen von Ps. menziesii und Pinus nigra (n=100 pro Baumart) mit 10 verschiedenen D. sapinea-Isolaten, die von symptomatischen Douglasien und Schwarzkiefern gewonnen wurden (je 5 Isolate pro Baumart), inokuliert. Die Douglasien-Herkünfte variierten in ihrer Anfälligkeit gegenüber D. sapinea, wobei statistisch signifikante Unterschiede in der Ausdehnung der Rindennekrose beobachtet wurden. Die Herkunft La Luzette wies die geringste Anfälligkeit auf, was die Bedeutung der sorgfältigen Herkunftswahl für die Bewirtschaftung der Douglasie unterstreicht. Darüber hinaus zeigte sich eine signifikant höhere Virulenz von D. sapinea gegenüber P. nigra verglichen mit Ps. menziesii. Durch die Identifizierung weniger anfälliger Douglasien-Herkünfte und der Dokumentation von Unterschieden in der Virulenz von D. sapinea-Isolaten gegenüber Ps. menziesii und P. nigra leistet diese Masterarbeit einen Beitrag zum besseren Verständnis der Wirt-Pathogen-Dynamik zwischen D. sapinea, Ps. menziesii und P. nigra.The escalating climate crisis has led to shifts in global climate patterns, including higher temperatures, altered precipitation regimes and more frequent extreme weather events. In response, drought-resistant tree species such as Douglas fir (Pseudotsuga menziesii) have gained attention for forestry in Europe, promising financial viability and adaptability to drought stress. However, recent findings suggest Diplodia sapinea, the causal agent of Diplodia tip blight and beneficiary of climate change, as potential threat to Ps. menziesii. This master thesis delved into the complex dynamics of host-pathogen interactions between D. sapinea, Ps. menziesii, and Pinus nigra, aiming to gain knowledge on the susceptibility of various Ps. menziesii provenances and the virulence of different D. sapinea isolates. Two inoculation experiments were conducted. In experiment 1, Ps. menziesii saplings (n=300) of ten different provenances were inoculated with an isolate of D. sapinea obtained from a symptomatic Ps. menziesii tree. In experiment 2, both Ps. menziesii and P. nigra saplings (n=100 per tree species) were inoculated with 10 different D. sapinea isolates, 5 each obtained from symptomatic Ps. menziesii and P. nigra trees. Provenances of Ps. menziesii varied in their susceptibility towards D. sapinea, with statistically significant differences in the extension of phloem necrosis observed. Notably, the provenance La Luzette exhibited the lowest susceptibility, underscoring the importance of careful provenance selection for forest management. Furthermore, the experiments showed a significantly higher virulence of D. sapinea towards P. nigra than towards Ps. menziesii. By identifying less susceptible Ps. menziesii provenances and elucidating differences in virulence of D. sapinea isolates towards Ps. menziesii and P. nigra, this master thesis provides a contribution for a better understanding of the host-pathogen dynamics between D.sapinea, Ps. menziesii and P. nigra.submitted by Jakob PerleMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Evaluation of a diverse triticale (x Triticosecale Wittmack) assortment for resistance against Fusarium head blight
No full textÄhrenfusariose ist eine der verheerendsten Pilzkrankheiten in Getreide. In vielen Teilen der Welt wurden Epidemien beobachtet, die zu erheblichen Ertrags- und Qualitätseinbußen führten. Darüber hinaus ist bekannt, dass Fusarium-Arten das Getreide mit Mykotoxinen kontaminieren, was eine Gefahr für die Gesundheit von Mensch und Tier darstellen kann. Der Einsatz resistenter Sorten ist eines der wirksamsten Mittel zur Bekämpfung dieser Krankheit. Bisher sind die Erkenntnisse über Fusarium Resistenz in Triticale, im Gegensatz zu Weizen oder Gerste, eher gering.In dieser Masterarbeit werden Ergebnisse eines im Jahr 2023 durchgeführten Feldversuchs zur Fusarium-Resistenz bei Triticale vorgestellt. Darüber hinaus wurde eine genomweiteAssoziationsstudie (GWAS) durchgeführt. 280 Triticale-Sorten und Versuchslinien wurden untersucht, für alle Linien standen SNP-Markerdaten zur Verfügung. Ein Feldversuch wurde auf den Versuchsflächen der BOKU in Tulln, Österreich, durchgeführt. Im Herbst 2022 wurden zweireihige Parzellen gesät und nach guter agronomischer Praxis bewirtschaftet. Die Parzellen wurden ab Beginn der Blüte künstlich mit einer F. culmorum-Konidien-Suspension inokuliert und 10, 14, 18, 22 und 26 Tage nach Blühbeginn visuell auf den prozentualen Anteil erkrankter Ährchen pro Parzelle untersucht. Zusätzlich wurden die Merkmale Pflanzenhöhe und Blühzeitpunkt erfasst.Bei den Triticale-Genotypen wurde eine große Variation des Schweregrads der FHB-Infektion festgestellt, die von leicht bis schwer reichte. Es wurden mehrere Linien und Sorten mit bemerkenswert hoher Resistenz gefunden, beispielsweise JKI2, Danko 34 oder K08_117. In der genomweiten Assoziationsstudie konnten keine Marker oder QTL-Regionen nachgewiesenwerden, welche signifikant mit Fusarium Infektionsschweregrad assoziiert werden konnten, was auf eine primär quantitative Zusammensetzung der FHB-Resistenz in diesem Triticale-Panel hinweist. Hochresistente Linien können als Kreuzungseltern für die Züchtung resistenter Sorten verwendet werden. Da kein QTL mit großer Effektstärke festgestellt wurde, könnteentweder eine phänotypische Selektion oder eine genomweite Selektion eingesetzt werden. Weitere Untersuchungen, einschließlich einer phänotypischen Bewertung in weiteren Umwelten, sollten durchgeführt werden, um diese Ergebnisse zu bestätigen.Fusarium head blight (FHB) is one of the most devastating fungal diseases in small grain cereals. Epidemics have been observed in many parts of the world, with significant losses in yield and quality. Furthermore, Fusarium species are notorious to contaminate the grain with mycotoxins, posing a risk to animal and human health. The use of resistant cultivars is one ofthe most efficient tools in combating this disease. So far, knowledge in triticale is rather minor in contrast to wheat or barley.This thesis presents results of a field test for FHB-resistance in triticale conducted in 2023, moreover a genome-wide association study (GWAS) was performed. A set of 280 triticale cultivars, and experimental lines were examined, SNP marker data, were available for all lines.A field experiment was carried out at the experimental farm at BOKU in Tulln, Austria. Two-row plots were sown in autumn 2022, and the crop managed according to good agronomic practice. Plots were artificially inoculated with a F. culmorum conidia suspension at floweringand visually assessed for % diseased spikelets per plot, on days 10, 14, 18, 22 and 26 after flowering. Additionally, the traits plant height and flowering date were recorded.A wide variation of FHB-infection severity, ranging from slight to severe, was found among the triticale genotypes. Several lines and cultivars with remarkably high resistance were found such as JKI2, Danko 34 or K08_117. A genome-wide association study did not detect markersor QTL-regions significantly associated with FHB-severity, indicating a primarily quantitative makeup of FHB-resistance in this triticale panel. Highly resistant lines can be used as crossing parents for breeding resistant cultivars. As large effect QTL were not detected, either phenotypic selection or genome wide selection could be employed. Further research, including phenotypic evaluation at additional environments should be performed to confirm these findings.submitted by Maximilian MehoferMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun