University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
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Mendel in Vienna : A source book
No full textGregor Mendel is the founding father of genetics. Mainly based at Brno in today's Czech Republic, Gregor Mendel had numerous links to Vienna, Austria. Between 1851 and 1853, Gregor Mendel was enrolled as a student at the University of Vienna. There, he was part of a vibrant scientific community, and his professors of natural sciences were standing at the forefront of scientific discussions of the time. Undoubtedly, this was a source of inspiration for Mendel, so that after returning to Brno Mendel started plant hybridization experiments. In 1866, his famous paper “Versuche über Pflanzen-Hybriden“ was published, which laid the foundation of scientific plant and animal breeding as well as of the new science of genetics. In 2022, 200 years after Gregor Mendel‘s birthday, this source book and “walking guide“ illustrates his presence in Vienna: Places and monuments named after Mendel, his teachers Franz Unger, Christian Doppler and Eduard Fenzl from the University of Vienna, Erich Tschermak (one of the rediscoverers of Mendel in the year 1900), institutions commemorating his work and continuing his science are presented. In addition to these illustrations, over 20 examples of newspaper records from the period between 1850 and 1884 reveal Mendel's links to Vienna.This publication is supported by the project nr . ATCZ278, G.J. Mendel's legacy to science, culture, and humanity, co financed by Interreg Austria Czech Republi
Erfassung des Verjüngungszustands und des Wildeinflusses auf Vaia-Windwurfflächen in Südtirol
No full textSturmereignisse, wie jene durch Sturmtief Vaia im Herbst 2018, verursachen große Schäden und werden laut Vorhersagen in Zukunft häufiger auftreten. Auf diesen Windwurfflächen soll sich möglichst rasch Naturverjüngung entwickeln, damit sich wieder ein geschlossener, vitaler Bestand bilden kann. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von unterschiedlichen Windwurfgrößen auf die Verjüngungszahlen analysiert, wobei auf 30 Transekten die Bedingungen im „Zentrum des Windwurfs“, am „Rand des Windwurfs“ und im „Bestand“ miteinander verglichen wurden. Auf 94 Stichprobenpunkten konnten Standorts-, Bestandes- und Verjüngungsmerkmale entlang der Transekte auf allen drei Lokalitäten im Sommer 2020 erhoben werden. Die Fichte (Picea abies L.) dominierte in der Verjüngung, Verjüngung von Lärche (Larix decidua) kam vor allem auf mittleren/großen Windwurfflächen beim Vorhandensein von Samenbäumen gut auf. Der relative Verjüngungsanteil der Tanne (Abies alba L.) nahm mit zunehmender Überschirmung zu und war im Bestand in der Nähe von Samenbäumen der Tanne am höchsten. Die Vogelbeere (Sorbus aucuparia) kam im Zentrum über mehrere Höhenklassen relativ häufig vor. Die mittleren Verjüngungszahlen/ha zwischen dem Zentrum und dem Rand bzw. dem Zentrum und dem Bestand unterschieden sich signifikant. Im Zentrum von kleinen und mittleren Windwürfen gab es zwischen den Klassen mit unterschiedlicher Menge an Schlagrücklass signifikante Unterschiede. Keine signifikanten Unterschiede in den Verjüngungszahlen/ha traten bei den Faktoren Bestandesdichte, Lokalität*Windwurfgröße, Dichte der Bodenvegetation und dem Vorhandensein von Samenbäumen auf. Es konnten aber Unterschiede in den Verjüngungszahlen/ha zwischen Zentrum und Rand im hoch- und tiefsubalpinen Bereich festgestellt werden. Der Wildverbiss konnte aufgrund des geringen Wertes von 5 % nicht weiter analysiert werden. Der Anteil der Losungshaufen war im Zentrum am geringsten und am Rand am höchsten, wobei die Werte zwischen den Flächengrößen variierten.Storm events, such as those caused by Storm Vaia in autumn 2018, cause major damages and are predicted to occur more frequently in the future. Natural regeneration should allow to restore these windthrow areas as quickly as possible, so that a closed, vital stand can develop again. In this thesis, the influence of different windthrow sizes on the amount of regeneration was analysed, comparing conditions in the "center of the windthrow", at the "edge between windthrow and closed stand" and in the "forest stand" on 30 transects. On 94 sample points, site, stand and regeneration characteristics could be surveyed on all three localities along the transects in summer 2020. Norway Spruce (Picea abies L.) dominated the natural regeneration, European larch (Larix decidua) regeneration occurred especially on medium/large windthrow areas in the presence of seed trees. The relative proportion of silver fir (Abies alba L.) regeneration increased with increasing canopy cover and was highest on the plots in the stand near the seed trees of adult silver fir. Rowan (Sorbus aucuparia) was relatively common on the plots in the centre over several height classes. The mean numbers/ha of the natural regeneration between the center and the edge as well as the center and the stand differed significantly. In the center of small and medium windthrows, there were significant differences of the mean numbers/ha of the natural regeneration between different classes with slash. No significant differences in regeneration numbers/ha occurred for the factors stand density, locality*windthrow size, density of ground vegetation and presence of seed trees. Differences in the amount of natural regeneration between the center and the edge in the high and low subalpine altitudinal range were found. Game browsing was not analyzed further due to the low value of 5 %. The proportion of loose piles was lowest in the center and highest at the edge, with values varying between the plot sizes.verfasst von Simon FeichterMit englischer ZusammenfassungMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 202
Comparison of different sampler performances in a bioaerosol chamber with three different organisms
No full textExperimente mit Hilfe einer Bioaerosolkammer ermöglichen es Organismen durch die Imitation von realistischen Umweltbedingungen auf eine sterile und sichere Art zu erforschen. Diese Masterarbeit legt ihren Fokus auf den Vergleich von zwei Aerosolsammelgeräten, den SKC BioSampler und eine 37mm closed-face Luftsammelkassette, welche einen Polykarbonat-Membran-Filter enthält. Durch drei verschiedene experimentelle Methoden werden sie anhand der Sammeleffizienz von Penicillium chrysogenum, Geobacillus stearothermophilus und der Bacteriophage PhiX174 verglichen. Der Aerosolisierungsprozess wurde in der Bioaerosolkammer CCB3000 mit einem Liquid Sparging Aerosolizer ermöglicht. Die Organismen wurden als eine gemischte Lösung ohne eine Aerosolisierung untersucht, danach in Aerosolisierung- und Sammelexperimenten für jeden Organismus einzeln und für einen Mix aus allen drei. Durch mikro- und molekularbiologische Analysemethoden wurden die KBE/m3, PBE/m3, Sporen/m3 und Kopienzahl/m3 berechnet. Beide Sammelgeräte lieferten zuverlässige und konsistente Ergebnisse für alle Organismen und Konzentrationsstufen. Dennoch konnte der BioSampler in allen Experimenten signifikant höhere Werte erreichen. In den Versuchen mit Penicillium chrysogenum allein, erreichte die Filterkassette 32.43% – 59.79% der KBE/m3 verglichen mit dem BioSampler. Im Fall von Geobacillus stearothermophilus waren es 45.33% – 57.20% der KBE/m3 und für die Bakteriophage ergaben sich 7.62% - 59.11% PBE/m3. Ähnliche Prozentspannen ergaben sich beim Vergleich der Sammelgeräte in Bezug auf erreichte Kopienzahl/m3. Als die drei Organismen in einem Mix aerosolisiert wurden, erreichte die Filterkassette noch niedrigere Effizienzwerte. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der BioSampler der verwendeten Filterkassette vorzuziehen ist, unabhängig davon welcher Organismus oder welche Konzentration gesammelt wird. Vor allem die einfache Handhabung und der geringe Schaden an den Partikeln, sprechen für den SKC BioSampler.The investigation with a bioaerosol chamber enables the study of organisms by the imitation of realistic environmental conditions in a sterile and safe manner. This master thesis has focused on the comparison of two different aerosol sampling devices, the SKC BioSampler and the 37mm closed face air sampling cassette, containing a polycarbonate membrane filter. In three experimental settings they were compared regarding the sampling efficiency of Penicillium chrysogenum, Geobacillus stearothermophilus and the bacteriophage PhiX174. The aerosolization process was accomplished in the bioaerosol chamber CCB3000 with a Liquid Sparging Aerosolizer. The organisms were first analysed in a mixed suspension without aerosolization, then in aerosolization and sampling experiments for each organism individually as well as for a mix of all three. By micro- and molecular-biological analysis methods, the CFU/m3, PFU/m3, spores/m3 and copy number/m3 were calculated. Both sampling devices were able to generate reliable and consistent values for all organisms and concentrations steps. However, the SKC BioSampler sampled significantly higher values throughout all experiments. In those with Penicillium chrysogenum alone, the filter cassette reached 32.43% – 59.79% of CFU/m3 compared to the SKC BioSampler. In case of Geobacillus stearothermophilus it was 45.33% – 57.20% of CFU/m3, whereas for the bacteriophage PhiX174 it ranged between 7.62% to 59.11% of PFU/m3. The molecular-biological analysis resulted in similar percentage ranges, if the two sampling devices are compared regarding the copy number/m3. When all three organisms were aerosolized as a mix, the filter cassette delivered even lower efficiency values. In summary it can be said, that the SKC BioSampler is preferable to the filter cassette regardless of the species or concentration which is sampled. Above all, the simple handling, and the minimization of damage to the collected particles speak in favour for the SCK BioSampler.submitted by Piglmann LenaMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit deutscher Zusammenfassun
Erhaltung der natürlichen Vorkommen der Weißtanne im Außerferner Wald
No full textDie Weißtanne (Abies alba) weist im Tiroler Außerfern Verjüngungsdefizite auf. Aus diesem Grund wurden im Bezirk Reutte 94 Verjüngungsflächen mit Tanne angelegt und gezäunt. Ziel der Masterarbeit war es, diese Tannenverjüngungsflächen zu analysieren und den Erfolg der durchgeführten Maßnahmen (Naturverjüngung, Saat, Aufforstung, Bodenverwundung) miteinander zu vergleichen. Ebenso sollte mittels Vergleichsflächen der Wildeinfluss untersucht und der Einfluss von Konkurrenzvegetation auf die Tanne ermittelt werden. Für den Maßnahmenvergleich wurde die Quantität und die Qualität der Tannen untersucht. Zur Bestimmung des Wildeinflusses wurden Stammzahlen, Verbissprozente und Höhenzuwächse zwischen den Vergleichsflächenpaaren verglichen. Mithilfe eines multiplen logistischen Modells wurde der Einfluss der unterschiedlichen Faktoren auf die Verjüngung bestimmt. Der Anwuchs auf den Naturverjüngungsflächen war erfolgreich, auch die Ergebnisse der Aufforstungsflächen sind beachtenswert. Auf 82 % der 60 untersuchten Zaunflächen wurde Tannenverjüngung gefunden, dabei konnten im Mittel 4.500 Tannen pro Hektar festgestellt werden. Bei den Vergleichsflächen waren bereits nach wenigen Jahren signifikante Unterschiede bei den Stammzahlen, Verbissprozenten und Höhenzuwächsen festzustellen. Die Analysen der Konkurrenzvegetation zeigten, dass vor allem Kräuter und Gräser einen negativen Effekt auf die Tannenverjüngung haben, Bodenverwundung wirkt sich positiv auf die Ansamung aus. Es wird empfohlen, Tannenverjüngungsflächen mit Verjüngungsdefiziten mittels Tannen aus standortsangepasstem Saatgut nachzubessern, wobei lokale Herkünfte zu bevorzugen sind.Silver fir (Abies alba) shows regeneration deficits in the Tyrolean Außerfern. For this reason, 94 fenced silver fir regeneration plots were established in Reutte in Tyrol (Austria). The aim of this master thesis was to analyse the regeneration plots with silver fir and compare the success of the various measures carried out (natural regeneration, afforestation, seeding, soil wounding). The influence of ungulates was to be investigated by comparing fenced and unfenced plots. Furthermore, the influence of competing ground vegetation on silver fir was investigated. The quantity and quality of the silver fir seedlings was examined for comparison purposes. To determine the influence of ungulates, stem numbers, browsing percentages and height increments were compared between the fenced and unfenced plots. A multiple logistic model was used to determine the influence of competing ground vegetation. The establishment of the natural regeneration on the plots was successful, and the results of the reforestation plots were also considerable. 82 % of the investigated 60 fenced plots had silver fir regeneration, with a mean of 4.500 seedlings per hectare. In the comparison between fenced and unfenced plots significant differences in stem numbers, browsing percentages and height increments could be observed after only a few years. The analyses of the competing ground vegetation showed that especially herbs and grasses have a negative effect on silver fir regeneration, soil wounding had a positive effect on the establishment of seedlings. For successfully regenerating native silver fir forest, reforestation activities are highly recommended, especially when the natural recruitment shows deficits in silver fir. Local provenances should be preferred.verfasst von Thomas NoflatscherMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit englischer Zusammenfassun
Development of non-targeted analysis workflows for analysing organic molecules in natural waters by using LC-HRMS
No full textDie anthropogene Verunreinigung aquatischer Systeme mit synthetischen und natürlichen chemischen Verbindungen stellt ein ernstes Umweltproblem und eine große Herausforderung für analytische Chemiker*innen bei der Überwachung erstmalig auftretender Schadstoffe dar. Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und Optimierung von ungezielten massenspektrometrischen Methoden für die Analyse organischer Moleküle in Wasserproben unter Verwendung von LC-TOFMS. Im ersten Teil der Arbeit wird der entwickelte Arbeitsablauf bei der räumlichen und zeitlichen Untersuchung einer Uferfiltrationsstelle an der Donau angewendet. Die räumliche Untersuchung zeigte, dass die Probenahmestellen in der Uferfiltrationsanlage vergleichbare Gehalte an organischen Verbindungen aufwiesen, mit Ausnahme einer Probenahmestelle, welche unter signifikant unterschiedlichen hydrogeologischen Bedingungen verwendet wurde. Die zeitliche Untersuchung lieferte wichtige Daten zur Filtrationseffizienz der Stelle und zur Verweilzeit ausgewählter Verbindungen während der unterirdischen Passage. Im zweiten Teil der Arbeit wurden großvolumige Direkt-Injektionen mit der Festphasenextraktion hinsichtlich der gezielten und ungezielten Analyseleistung verglichen. Zusätzlich zu diesem Vergleich wurde ein neuartiges Normalisierungsverfahren entwickelt. Diese Normalisierungsmethode verringerte die Signalintensitätsdrift innerhalb einer Messsequenz erheblich und verbesserte die Zuverlässigkeit des Vergleichs der Probenvorbereitungsmethoden. Während die Direkt- Injektion eines großen Volumens von 1000 μL bei der zielgerichteten Analyse besser abschnitt, wurden bei der ungezielten Analyse durch die Festphasenextraktion mehr unbekannte Verbindungen nachgewiesen, was auf die stärkere Anreicherung der Probe und die bessere Retention polarer Verbindungen durch die Injektion kleinerer Volumina in die analytische Säule zurückzuführen ist.Anthropogenic contamination of aquatic systems with various synthetic and natural chemical compounds is a serious environmental problem and poses a challenge to analytical scientists in monitoring emerging contaminants. The objective of this thesis was to develop and improve non-targeted analysis workflows for analysing organic molecules in water samples by using LC-TOFMS. In the first part of this thesis, a developed workflow is applied in the spatial and temporal investigation of a riverbank filtration site at river Danube. The spatial investigations revealed that the sampling locations in the riverbank filtration site were having comparable organic compound content except for one sampling location with significantly different hydrogeological conditions. The temporal investigation revealed the filtration efficiency and the residence time of selected compounds during the underground passage. In the second part of this thesis, large volume injection was compared with solid-phase extraction regarding their performance in targeted and non-targeted analysis. In addition to this comparison, a novel post-acquisition normalization method was developed. This normalization method significantly reduced the bias caused by within-batch signal intensity drift and improved the reliability of the comparison of sample preparation methods. While 1000 μL large volume injection performed better in targeted analysis, in non-targeted analysis solid-phase extraction detected a higher number of unknown compounds, due to the increased enrichment of the sample and better retention of polar compounds by injecting smaller volumes onto the analytical column.submitted by Kutlucinar Kaan GeorgDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit deutscher Zusammenfassun
Umweltauswirkungen im Lebenszyklus von Textilien
No full textDie Herstellung von Textilien dient auf der einen Seite der Erfüllung essenzieller menschlicher Bedürfnisse und steht andererseits häufig in engem Zusammenhang mit negativen gesellschaftlichen sowie ökologischen Auswirkungen. Verstärkt werden diese Probleme durch „Fast Fashion“ und damit verbunden einem gesteigertem Konsum und einer verringerten Nutzungshäufigkeit von Kleidung. Die folgende Arbeit untersucht die Massenflüsse, sprich den Konsum und Verbleib von (Alt-)Textilien auf globaler, europäischer und österreichischer Ebene sowie die Umweltauswirkungen entlang des gesamten Lebenszyklus von Textilien und ausgewählter Behandlungsoptionen am Nutzungsende von Textilien. Weiters werden Innovationen zur Optimierung im abfallwirtschaftlichen Bereich beschrieben. Die Ergebnisse der vorliegenden Literaturstudie weisen darauf hin, dass der Konsum von Kleidung in den letzten Dekaden erheblich zugenommen hat und gleichzeitig die Quoten von getrennter Sammlung, Reuse und Recycling niedrig blieben Die Sammelquote in Österreich liegt beispielweise bei 34,1 %. Die Herstellung von Textilien verursacht je nach Betrachtungsebene Emissionen in der Größenordnung von 273 - 442 kg CO2-Äquivalenten pro Kopf und Jahr und hat einen Anteil an den globalen Treibhausgasemissionen von 6,7 %. Umweltauswirkungen wurden, sofern möglich, quantitativ betrachtet. Schwer quantifizierbare Umweltauswirkungen wie z.B. Toxizität wurden vorrangig in Form von Problemfeldern dargestellt. Die Untersuchung von End-of-Life-Optionen in Form von Szenarien für Österreich zeigt, dass mit Hilfe des Ausbaus der getrennten Sammlung die vermiedenen CO2-Emissionen durch Reuse und Recycling der Alttextilien um bis zu 144 % gesteigert werden könnten. Mit der automatisierten Sortierung von Alttextilien und der chemischen sowie enzymatischen Separierung von Materialmischungen werden abschließend Technologien beschrieben, welche in Zukunft vermehrt ein werterhaltenderes Recycling erlauben könnten.On one hand, the production of textiles serves to fulfil essential human needs and, on the other hand, is often closely associated with negative social and ecological impacts. These problems are exacerbated by "fast fashion" and the associated increased consumption and reduced frequency of use of clothing. The following work examines the mass flows, i.e. the consumption and fate of (used) textiles on a global, European and Austrian level as well as the environmental impacts along the entire life cycle of textiles and selected treatment options at the end of use of textiles. Furthermore, innovations for optimization in the waste management sector are described. The results of this literature study indicate that the consumption of clothing has increased significantly in recent decades, while at the same time the rates of separate collection, reuse and recycling have remained low. The collection rate in Austria, for example, is 34.1 %. The production of textiles causes emissions in the range of 273 - 442 kg CO2 equivalents per capita and year, depending on the level of consideration, and accounts for 6.7 % of global greenhouse gas emissions. Environmental impacts were analysed quantitatively where possible. Environmental impacts that are difficult to quantify, such as toxicity, were primarily presented in terms of problem areas. The investigation of end-of-life options in the form of scenarios for Austria shows that with the help of the expansion of separate collection, the avoided CO2 emissions by reuse and recycling of used textiles could be increased by up to 144 %. With the automated sorting of used textiles and the chemical as well as enzymatic separation of material mixtures, technologies are described which could increasingly allow a more value-preserving recycling in the future.verfasst von Jonas BielkeMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Zusammenfassung in englischer Sprach
Towards enhanced predictability of enzyme reactions for energy reduction and recycling in lignocellulose processing
No full textPapierprodukte sind allgegenwertig in unserem Leben, aber deren Produktion ist sehr energieaufwendig. Enzyme kamen als umweltfreundliche Alternative in den Fokus, um den Energieverbrauch zu senken oder Abfall abzubauen. Die Mahlung von Zellstoffen ist ein Schritt der Papierherstellung, um Papiereigenschaften wie die Zugfestigkeit zu erhöhen. Obwohl dabei mit Enzymen bis zu 40% an Energie eingespart werden kann, macht die hohe Vielfalt an kommerziellen Enzymformulierungen die Vorhersage des Enzymverhaltens schwierig. Mehr Wissen über Enzymmechanismen ist notwendig zur Auswahl der besten Enzyme. Kommerzielle Enzymformulierungen wurden charakterisiert bezüglich Aktivitäten auf Modellsubstraten sowie auf Laubholz und Nadelholz Zellstoffen. Endoglucanase Enzyme, die für die Energieeinsparung verantwortlich sind, wurden aufgereinigt. Dosierung basiered auf traditionelle reduzierende Zuckerassays führte zu gemischtem Verhalten in Mahlungsexperimenten. Daher wurde das neue CellG5 Substrat (derivatisierte Cellopentaose) getestet. Das führte zu verbesserter Dosierung, aber verbleibenden Unterschieden, was die Notwendigkeit einer mechanistischen Studie hervorhebt. Die Untersuchung der Zuckerfreisetzung zeigte die höchsten Konzentrationen bei den effektivsten Enzymen. Die Größenanalyse hat zur höchsten Abnahme des Molekulargewichtes von Carboxymethylcellulose geführt, jedoch war der Effekt bei den Formulierungen durch synergistische Zusammenarbeit höher. Beim Laubholz Zellstoff wurden niedrigere Molekulargewichtsfraktionen gebildet und das gesamte Molekulargewicht war nicht geeignet für die Vorhersage. Änderungen von amorpher und kristalliner Cellulose wurden mit Kohlenstoffbindungsmodulen visualisiert, die Enzyme in deren Substratbindung helfen. Die effektivsten Enzyme zeigten die stärkste Abnahme der amorphen Region. Eine Korrelation zwischen Endoglucanase Bindung zu amorpher Cellulose und Mahlungsleistung wurde gefunden, da die effektivsten Enzyme zu hoher Bindung führten.Paper products are omnipresent in our lives, but their production is energy demanding, which impacts the environment. Enzymes came into focus as an environmentally friendly alternative to reduce energy consumption or degrade waste materials. Pulp refining is one step of paper production, which improves paper properties such as tensile strength. Although up to 40% of energy can be saved with enzymes in the process, the high variety of commercial enzyme products makes prediction of enzyme behaviour challenging. More information about enzyme mechanisms for selection of the best enzymes is required. Commercial enzyme formulations were characterized regarding activity on model substrates as well as on hardwood or softwood pulp. Endoglucanase enzymes responsible for energy reduction were purified. Dosing based on the traditional reducing sugar assays resulted in mixed refining performance. Therefore, the new CellG5 substrate (derivatized cellopentaose) was tested, resulting in improved dosing, however, some variation remained, emphasizing the need for an in-depth mechanistic study. Investigation of sugar release exhibited the highest concentrations for most efficient enzymes. Size analysis showed the highest decrease in molecular weight on carboxymethylcellulose, however, the effect of formulations was a higher, suggesting additional degradation through synergistic action. On hardwood pulp low molecular weight fractions were formed and the total molecular weight was unsuitable for prediction. Changes in amorphous and crystalline cellulose were visualized by carbohydrate binding modules, which assist enzymes in substrate binding, with the most efficient enzymes having the highest decrease in the amorphous region. A correlation between binding of endoglucanases to amorphous cellulose and refining performance was found, as the most efficient enzymes resulted in high binding.submitted by Martin NaglDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit deutscher Zusammenfassun
Mensuration using modern sensor technology in forest inventory
No full textDie Waldinventur ist eine wichtige Grundlage für die Entscheidungsfindung und Planung forstlicher Maßnahmen und stellt sicher, dass diese in ihrem Ausmaß ökonomisch sowie ökologisch nachhaltig durchgeführt werden können. Daher sind neue Entwicklungen und Technologien hinsichtlich einer verbesserten Effizienz und erhöhten Genauigkeit der Waldinventur immer stärker in den Fokus forstwissenschaftlicher Untersuchungen gerückt. Bei einer dieser Innovationen handelt es sich um den Einsatz von terrestrischen (TLS) und personengetragenen Laserscannern (PLS) in der Waldinventur, auf dessen Evaluierung und Weiterentwicklung das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt. Trotz der Vielzahl an Vorteilen der digitalen im Vergleich zur traditionellen Waldinventur zeigte sich, wie viel Verbesserungspotential nach wie vor in diesem Anwendungsbereich der Lasertechnologie steckt. So übertreffen beispielsweise die relativ neuen PLS die bereits länger am Markt verfügbaren TLS hinsichtlich ihrer Effizienz bei weitem und können dabei auch in den meisten Anwendungen bezüglich der erzielten Genauigkeit mit ihren Vorgängern Schritt halten. Eine mögliche Alternative zu herkömmlichen, relativ teuren Laserscannern stellt das 2020 auf den Markt gekommene Apple iPad Pro mit integriertem Laserscanner dar, welches für 1.000 € erhältlich ist und ähnliche Ergebnisse liefert wie der PLS. In dieser Arbeit wurden Algorithmen entwickelt, mit denen die Bäume anhand von Laserscan-Daten (TLS, PLS und iPad) automatisch präzise identifiziert und vermessen werden können.Forest inventory is mandatory for management and decision making in forestry to ensure an economic and ecological sustainability of the future forest development. In recent decades, novel technologies and developments were released that could increase the accuracy and efficiency of traditional forest inventory. Major focus of the thesis was on the development and evaluation of appropriate software algorithms for the mensuration in forest inventory using laser scan data from terrestrial (TLS) and personal laser scanning (PLS) systems. Despite the numerous advantages of the novel digital solutions, progress is still ongoing. The relatively new PLS, for example, outperforms the TLS in efficiency and accuracy. Professional laser scanning systems are expensive, and its high price is nowadays hindering their broad application in forest inventory practice. However, as an alternative to the laser scanning systems, the Apple iPad Pro was released with an integrated laser scanner and costs only 1.000 €. The potentials of these developments and innovations require intensive research to make them useful and profitable for practical applications. In this thesis, software algorithms were successfully developed for the automatic detection and mensuration of trees on forest inventory sample plots using laser scanning data from TLS, PLS, and iPad.submitted by Christoph GollobDissertation Universität für Bodenkultur Wien 202
Untersuchung des Erddrucks und des Porenwasserdrucks von Muren mittels eines physikalischen Modells
No full textGravitative Massenbewegungen wie Muren treten als natürliches Phänomen in alpinen Regionen auf und besitzen ein enormes Gefahren- und Schadenspotenzial für Infrastruktur und Menschen. Da die vollständige Berechnung mit theoretischen Modellen noch nicht realisierbar ist, sind physikalische Modelle unverzichtbar.Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Konstruktion eines Modells und dessen Validierung anhand von physikalischen Parametern, die während des Anpralls von Murgängen auftreten. Dazu wird ein kleinmaßstäbliches, physikalisches Modell (M 1:30) mit einem Halbkreisprofil, einer Neigung von 20°, geschlossenem Rinnenende sowie einer Fließstrecke von 5,16 m nach dem Froud'schen Modellgesetz konzipiert und konstruktiv umgesetzt. Die Parameter Fließgeschwindigkeit, Fließhöhe, Porenwasserdruck und Normalspannung werden in Versuchen mit einer granularen und einer viskosen Materialzusammensetzung gemessen. Zudem wird innovatives Sensorgehäuse, welches das Messen von Normalspannung und Porenwasserdruck exakt positionsgleich erlaubt, entwickelt. Die simulierten, prototypischen Muren repräsentieren die phänomenologischen Eigenschaften sowie Prozesse von natürlichen Muren. Aus den gemessenen Parametern werden die Froudezahl und der passive Erddruckbeiwert abgeleitet, die dem Vergleich und der Charakterisierung der Murversuche dienen. Die Ergebnisse zeigen hinsichtlich des Erddruckbeiwerts einen signifikanten Unterschied zwischen granularer und viskoser Materialmischung. Ferner deuten die Ergebnisse daraufhin, dass unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten auf die verschiedenen Materialzusammensetzungen und deren Porenwasserdrücke zurückzuführen sind. Die Messwerte ordnen sich gut in die Literaturwerte ein, weshalb die Funktionsweise des Versuchstandes validiert werden kann. Ebenso ist eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gegeben. Zukünftig ermöglicht das valide Modell die während eines Muranpralls wirkenden Kräfte auf sensible Bauwerke zu erforschen.Gravitational mass movements such as debris flows occur as a natural phenomenon in alpine regions and have a vast potential to cause danger and damage to infrastructure and people. Since the complete calculation with theoretical models is not yet feasible, physical models are indispensable.The objective of this study is to construct a model and to validate it measuring various physical parameters that occur during debris flow impact. For this purpose, a small-scale physical model (M 1:30) with a semicircular profile, a slope of 20°, a closed channel end, and a flume length of 5,16 m is designed and constructed according to Froude’s model law. The parameters flow velocity, flow height, pore water pressure and normal stress are measured in experiments with a granular and a viscous material. In addition, an innovative sensor body is being developed which allows the measurement of normal stresses and pore water pressure in the exact same position. The simulated prototypical debris flows represent the phenomenological characteristics as well as processes of natural debris flows. The Froude number and passive earth pressure coefficient, which are derived from the measured parameters, are used to compare and characterize the debris flow experiments. The results show a significant difference between granular and viscous material in terms of the passive earth pressure coefficient. Furthermore, the results indicate that different flow velocities occur due to the different material compositions and their pore water pressures. The measured values are in line with the current literature values, which is why the functioning of the test rig can be validated. For future research, a valid model is available to investigate the forces acting during a debris flow impact on sensitive structures.verfasst von Anna Lisa DankwerthMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit englischer Zusammenfassun
How does the ectomycorrhizal community change along a chronosequence of spruce and oak on an afforested area
No full textAufforstung ist ein Versuch, das Land durch Baumpflanzungen wiederherzustellen. Das Ziel hierbei ist die Verbesserung der Biodiversität sowie die Bindung von Kohlenstoff, wodurch der Klimawandel eingedämmt wird. Obwohl unter Ökologen zunehmendes Verständnis besteht, dass oberirdische und unterirdische Gemeinschaften stark miteinander verbunden sind, konzentrieren sich die meisten Studien auf den oberirdischen Beitrag zur Kohlenstoffspeicherung. Ektomykorrhiza-Pilze (ECM) verbinden sich mit 80-90% der Baumarten in gemäßigten Waldökosystemen und stellen eine Verbindung zwischen Bäumen und Boden dar, indem sie photosynthetisch gebundenen Kohlenstoff in das Bodenökosystem übertragen. Daher verdient diese Gruppe von Pilzen Berücksichtigung hinsichtlich ihrer Wiederansiedlung nach Aufforstung und der Fähigkeit zur Kohlenstoffspeicherung. In diesem Bericht habe ich die Auswirkungen der Aufforstung mit Fichten- und Eichenmonokulturen auf die ECM-Artenzusammensetzung und deren Abbaubarkeit anhand von zwei in Dänemark verfügbaren Chronosequenzen untersucht. Ziel der Studie war es, die Auswirkungen einer einheimischen und einer eingeführten Baumart auf die Zusammensetzung und Zersetzungsfähigkeit von ECM-Pilzen im Zeitverlauf zu vergleichen. Als externe Parameter, die die Zersetzungsfähigkeit beeinflussen, wurden der pH-Wert des Bodens, das C/N-Verhältnis und die Streudecke untersucht. Die beprobten ECM wurden zudem molekular identifiziert, um die Artenzusammensetzung und die Pilzsukzession zu untersuchen. Als „Zersetzungsmerkmal“ wurde die Melanisierung berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Fichtenbestände im Vergleich zu den Eichenbeständen Bedingungen boten, die die Zersetzungsfähigkeit verlangsamten und eine geringere Pilzbiodiversität aufwiesen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass einheimische Baumarten die Pilzbiodiversität durch Aufforstung besser fördern, jedoch möglicherweise nicht die effizienteste Wahl für die Kohlenstoffspeicherung im Boden.Afforestation is an attempt to restore the land by planting trees, aiming to both improve biodiversity and as a powerful tool to sequester carbon, therefore applied for climate change mitigation. Although there is a growing understanding among ecologists that above and belowground communities are strongly connected, the majority of studies are focused on the above-ground contribution to carbon storage. Ectomycorrhizal (ECM) fungi form associations with 80-90% of tree species in temperate forest ecosystems and constitute the connecting link of the trees with the soil by transferring photosynthetically fixated carbon into the soil ecosystem. It is therefore an important group of fungi that deserves attention with regard to their re-establishment after afforestation, as well as their potential for carbon storage of both livings as well as dead tissue. In this report, I investigated the effect of afforestation with Norway spruce and oak monocultures on ECM species composition and their decomposability, through two chronosequences available in Denmark. The aims of the study were to compare the effects of a native and an introduced tree species on ECM fungi composition and decomposability, over time. The external investigated parameters that affect ECM decomposability included soil pH, C/N ratio, and litter cover. The sampled ECM were additionally molecularly identified to study the species composition and fungal succession. Melanization of the fungi was taken into consideration as a “decomposition trait”. Results showed that the spruce stands provided conditions that retard decomposability and had lower fungal biodiversity compared to the oak stands. These results suggest that native tree species may be better for promoting fungal biodiversity through afforestation, but might not be the most efficient choice for carbon storage in the soil.submitted by Robin Mikaela KotsiaMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Masterarbeit University of Copenhagen 202