Background: Although our knowledge about diatom photosynthesis has made huge progress over the last years, many aspects about their photosynthetic apparatus are still enigmatic. According to published data, the spatial organization as well as the biochemical composition of diatom thylakoid membranes is significantly different from that of higher plants. Results: In this study the pigment protein complexes of the diatom Thalassiosira pseudonana were isolated by anion exchange chromatography. A step gradient was used for the elution process, yielding five well-separated pigment protein fractions which were characterized in detail. The isolation of photosystem (PS) core complex fractions, which contained fucoxanthin chlorophyll proteins (FCPs), enabled the differentiation between different FCP complexes: FCP complexes which were more closely associated with the PSI and PSII core complexes and FCP complexes which built-up the peripheral antenna. Analysis by mass spectrometry showed that the FCP complexes associated with the PSI and PSII core complexes contained various Lhcf proteins, including Lhcf1, Lhcf2, Lhcf4, Lhcf5, Lhcf6, Lhcf8 and Lhcf9 proteins, while the peripheral FCP complexes were exclusively composed of Lhcf8 and Lhcf9. Lhcr proteins, namely Lhcr1, Lhcr3 and Lhcr14, were identified in fractions containing subunits of the PSI core complex. Lhcx1, Lhcx2 and Lhcx5 proteins co-eluted with PSII protein subunits. The first fraction contained an additional Lhcx protein, Lhcx6_1, and was furthermore characterized by high concentrations of photoprotective xanthophyll cycle pigments. Conclusion: The results of the present study corroborate existing data, like the observation of a PSI-specific antenna complex in diatoms composed of Lhcr proteins. They complement other data, like e.g. on the protein composition of the 21 kDa FCP band or the Lhcf composition of FCPa and FCPb complexes. They also provide interesting new information, like the presence of the enzyme diadinoxanthin de-epoxidase in the Lhcx-containing PSII fraction, which might be relevant for the process of non-photochemical quenching. Finally, the high negative charge of the main FCP fraction may play a role in the organization and structure of the native diatom thylakoid membrane. Thus, the results present an important contribution to our understanding of the complex nature of the diatom antenna system.

Oft gehen wir im Wald spazieren, genießen das Grün der Bäume und Sträucher. Dabei übersehen wir aber leicht, dass es am Boden zahlreiche Gräser und Kräuter gibt. Sie erfüllen eine wichtige ökologische Funktion für viele andere Lebewesen, besonders für Insekten. Es lohnt sich, diese Arten kennenzulernen. Dazu soll diese handliche Bestimmungshilfe beitragen. Wesentliche Informationen zur Bestimmung ausgewählter Pflanzen des Waldes und seiner Saumbereiche sind in kompakter Form dargestellt. Detaillierte Zeichnungen illustrieren die wichtigsten Merkmale. Eine gezeichnete Hummel symbolisiert die Bedeutung der jeweiligen Art für Insekten. Redaktionsschluss: 23.02.2023

The crustose genus Staurothele (Verrucariaceae, Ascomycota) is a common component of the lichen flora from subneutral to alkaline silicate rocks in temperate to cold-temperate climates. Our field study in the karst system of northern Vietnam showed that it is also common on dry to humid limestone in the wet tropics. Molecular data revealed that species of Staurothele from Vietnam belong to an unnamed clade sister to the genus Endocarpon, together with the tropical Australian species Staurothele pallidopora and Staurothele diffractella, a North American species recently transferred to Endocarpon based on molecular data. The genus Willeya is here resurrected for this clade of crustose epilithic Staurothele with pale ascospores. Eight new combinations are proposed and three new species of Willeya are described from Vietnam. Sampling tropical members of a lichen family previously mostly known from temperate areas contributed significantly to improving its generic classification.

Climate-triggered forest disturbances are increasing either by drought or by other climate extremes. Droughts can change the structure and function of forests in long-term or cause large-scale disturbances such as tree mortality, forest fires and insect outbreaks in short-term. Traditional approaches such as dendroclimatological surveys could retrieve the long-term responses of forest trees to drought conditions; however, they are restricted to individual trees or local forest stands. Therefore, multitemporal satellite-based approaches are progressing for holistic assessment of climate-induced forest responses from regional to global scales. However, little information exists on the efficiency of satellite data for analyzing the effects of droughts in different forest biomes and further studies on the analysis of approaches and large-scale disturbances of droughts are required. This research was accomplished for assessing satellite-derived physiological responses of the Caspian Hyrcanian broadleaves forests to climate-triggered droughts from regional to large scales in northeast Iran. The 16-day physiological anomalies of rangelands and forests were analysed using MODIS-derived indices concerning water content deficit and greenness loss, and their variations were spatially assessed with monthly and inter-seasonal precipitation anomalies from 2000 to 2016. Specifically, dimensions of forest droughts were evaluated in relations with the dimensions of meteorological and hydrological droughts. Large-scale effects of droughts were explored in terms of tree mortality, insect outbreaks, and forest fires using field observations, multitemporal Landsat and TerraClimate data. Various approaches were evaluated to explore forest responses to climate hazards such as traditional regression models, spatial autocorrelations, spatial regression models, and panel data models. Key findings revealed that rangelands’ anomalies did show positive responses to monthly and inter-seasonal precipitation anomalies. However, forests’ droughts were highly associated with increases in temperatures and evapotranspiration and were slightly associated with the decreases in precipitation and surface water level. The hazard intensity of droughts has affected the water content of forests higher than their greenness properties. The stages of moderate to extreme dieback of trees were significantly associated with the hazard intensity of the deficit of forests’ water content. However, the stage of severe defoliation was only associated with the hazard intensity of forests’ greenness loss. Climate hazards significantly triggered insect outbreaks and forest fires. Although maximum temperatures, precipitation deficit, availability of soil moisture and forest fires of the previous year could significantly trigger insect outbreaks, the maximum temperatures were the only significant triggers of forest fires from 2010‒2017. In addition to climate factors, environmental and anthropogenic factors could control fire severity during a dry season. The overall evaluation indicated the evidence of spatial associations between satellite-derived forest disturbances and climate hazards. Future studies are required to apply the approaches that could handle big-data, use the satellite data that have finer wavelengths for large-scale mapping of forest disturbances, and discriminate climate-induced forest disturbances from those that induced by other biotic and abiotic agents. / Klimagbedingte Waldstörungen nehmen entweder durch Dürre oder durch andere Klimaextreme zu. Dürren können langfristig die Struktur und Funktion der Wälder verändern oder kurzfristig große Störungen wie Baumsterben, Waldbrände und Insektenausbrüche verursachen. Traditionelle Ansätze wie dendroklimatologische Untersuchungen könnten die langfristigen Reaktionen von Waldbäumen auf Dürrebedingungen aufzeigen, sie sind aber auf einzelne Bäume oder lokale Waldbestände beschränkt. Daher werden multitemporale satellitengestützte Ansätze zur ganzheitlichen Bewertung von klimabedingten Waldreaktionen auf regionaler bis globaler Ebene weiterentwickelt. Es gibt jedoch nur wenige Informationen über die Effizienz von Satellitendaten zur Analyse der Auswirkungen von Dürren in verschiedenen Waldbiotopen. Daher sind weitere Studien zur Analyse von Ansätzen und großräumigen Störungen von Dürren erforderlich. Diese Forschung wurde durchgeführt, um die aus Satellitendaten gewonnenen physiologischen Reaktionen der im Nordosten Irans gelegenen kaspischen hyrkanischen Laubwälder auf klimabedingte Dürren auf lokaler und regionaler Ebene zu bewerten. Auf der Grundlage der aus MODIS-Daten abgeleiteten Indizes wurden die 16-tägigen physiologischen Anomalien von Weideland und Wäldern in Bezug auf Wassergehaltsdefizit und Grünverlust analysiert und ihre Variationen räumlich mit monatlichen und intersaisonalen Niederschlagsanomalien von 2000 bis 2016 bewertet. Insbesondere wurden die Dimensionen der Walddürre in Verbindung mit den Dimensionen der meteorologischen und hydrologischen Dürre bewertet. Großräumige Auswirkungen von Dürren wurden in Bezug auf Baumsterblichkeit, Insektenausbrüche und Waldbrände mit Hilfe von Feldbeobachtungen, multitemporalen Landsat- und TerraClimate Daten untersucht. Verschiedene Ansätze wurden ausgewertet, um Waldreaktionen auf Klimagefahren wie traditionelle Regressionsmodelle, räumliche Autokorrelationen, räumliche Regressionsmodelle und Paneldatenmodelle zu untersuchen. Die wichtigsten Ergebnisse zeigten, dass die Anomalien von Weideland positive Reaktionen auf monatliche und intersaisonale Niederschlagsanomalien aufweisen. Die Dürren in den Wäldern waren jedoch in hohem Maße mit Temperaturerhöhungen und Evapotranspiration verbunden und standen in geringem Zusammenhang mit dem Rückgang von Niederschlägen und des Oberflächenwasserspiegels. Die Gefährdungsintensität von Dürren hat den Wassergehalt von Wäldern stärker beeinflusst als die Eigenschaften ihres Blattgrüns. Die Stufen mittlerer bis extremer Baumsterblichkeit waren signifikant mit der Gefährdungsintensität des Defizits des Wassergehalts der Wälder verbunden. Das Ausmaß der starken Entlaubung hing jedoch nur mit der Gefährdungsintensität des Grünverlustes der Wälder zusammen. Die Klimagefahren haben zu deutlichen Insektenausbrüchen und Waldbränden geführt. Obwohl Maximaltemperaturen, Niederschlagsdefizite, fehlende Bodenfeuchte und Waldbrände des Vorjahres deutlich Insektenausbrüche auslösen konnten, waren die Maximaltemperaturen die einzigen signifikanten Auslöser von Waldbränden von 2010 bis 2017. Neben den Klimafaktoren können auch umweltbedingte und anthropogene Faktoren den Schweregrad eines Brandes während einer Trockenzeit beeinflussen. Die Gesamtbewertung zeigt Hinweise auf räumliche Zusammenhänge zwischen aus Satellitendaten abgeleiteten Waldstörungen und Klimagefahren. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um Ansätze anzuwenden, die mit großen Datenmengen umgehen können, die Satellitendaten in einer hohen spektralen Auflösung für die großmaßstäbige Kartierung von Waldstörungen verwenden und die klimabedingte Waldstörungen von denen zu unterscheiden, die durch andere biotische und abiotische Faktoren verursacht werden.

Die übliche Art und Weise der Pflege unserer Grünflächen hat europaweit zu einem drastischen Rückgang der Tagfalter geführt. Dies betrifft auch die Pflege von Freiflächen in den Siedlungsbereichen. Dabei ließen sich die negativen Auswirkungen für Tagfalter reduzieren, indem man die Art und Weise der Mahd an ihre Lebensgewohnheiten anpasst. Wie dies funktioniert, erklären wir in dieser Broschüre anhand von acht Tagfalterarten. Redaktionsschluss: 01.05.2015

In der vorliegenden Dissertation wurde die Eignung von Flechten als Biomonitor für die retrospektive Ermittlung der Luftqualität im Hinblick auf Spurenstoffe systematisch untersucht. Dazu wurde die ubiquitär verbreitete Krustenflechte Lecanora muralis ausgewählt und mit ihrer Hilfe der Einfluss von Lokalität, Probennahmehöhe und -position, Sammelmethodik, Präparationsmethodik, Wachstum etc. eingehend bearbeitet. Die Luftqualität in Nordrhein-Westfalen galt es als regionales Beispiel mit hochdifferenzierten Einflüssen zu charakterisieren. Hierfür wurden Flechten an ihren natürlichen Standorten gesammelt und auf die folgenden Elementgehalte analysiert (sog. passives Biomonitoring): Ag, As, Ba, Ce, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Sn, Tl, V und Zn.

Im Rahmen der Untersuchungen wurde die N-Rhizodeposition verschiedener Futter- und Körnerleguminosen mittels Split-Root-Technik und kontinuierlicher 15N-Anreicherung quantifiziert. Anteilig an der gesamtpflanzlichen N-Menge unterschieden sich die durch Rhizodeposition abgegebenen N-Mengen zwischen den geprüften Leguminosenarten weder im Gewächshaus noch im Feld signifikant voneinander, so dass der Einflussfaktor Pflanzenart und –sorte auf die Höhe der spezifischen N-Rhizodeposition als eher gering einzuschätzen ist. Der Einfluss der Umwelt (Gewächshaus versus Freiland) auf die untersuchten Kenngrößen der Trockenmassen und N-Akkumulationen sowie der N-Rhizodeposition fiel hingegen sehr viel deutlicher aus. Die Untersuchungen zeigten zudem positive Zusammenhänge zwischen den N-Rhizodepositionsmengen und den Trockenmasseerträgen bzw. akkumulierten N-Mengen der Leguminosen.

Ein wichtiger Aspekt bei der Kultur von Pfirsichen (Prunus persica) ist die optimale, bedarfsgerechte N-Versorgung. Durch diese werden Höhe und Qualität der Erträge sowie die Gesundheit der Pflanzen beeinflusst, aber auch unerwünschte Effekte auf die Umwelt vermieden. Ziel der Arbeit waren daher Empfehlungen zur zukünftigen Handhabung der N-Versorgung an zwei Beispielstandorten und zur praktikabelsten Kulturweise. Es wurden Nmin-Bestimmungen, Inkubationsversuche und Thermogravimetrische Bodenanalysen durchgeführt, um die N-Nachlieferung aus der organischen Bodensubstanz an den Standorten zu beschreiben. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Überversorgung der Kultur im Hausgarten auf - die Pfirsiche auf der untersuchten Obstwiese sind hingegen optimal mit N versorgt. Empfohlen wird deshalb eine Reduzierung der organischen Düngung im Hausgarten, verbunden mit einem Verzicht auf frisches organisches Schnittmaterial als Dünger. Bei der Pfirsichkultur auf der Obstwiese ist die Einführung von Mulchmaßnahmen überlegenswert. Der Standort mit begrünter Bodenoberfläche ist gegenüber dem Hausgarten mit offener Bodenoberfläche vorzuziehen, da die N-Nachlieferung bei einer Begrünung einfacher handhabbar ist und weniger Risiken hinsichtlich einer N-Überversorgung vorhanden sind. / An important aspect in the cultivation of peaches (Prunus persica) is the optimal, demand-oriented N-supply. This influences the amount and quality of yields and the health of the plants, but also prevents undesirable effects on the environment. The aim of the work was therefore to make recommendations for future use of the N-supply at two sample locations and for the most practicable cultivation method. Nmin determinations, incubation experiments and thermogravimetric soil analyses were carried out to describe the N-supply from the organic soil substance at the sites. The results show a clear oversupply of the crop in the house garden - the peaches on the investigated fruit meadow, on the other hand, are optimally supplied with N. Therefore, it is recommended to reduce the amount of organic fertiliser in the garden, combined with the elimination of fresh organic cuttings as fertiliser. In peach cultivation on the fruit meadow, the introduction of mulching methods is worth considering. The location with a planted ground surface is preferable to the garden with an open ground surface, as the N-supply is easier to handle if greenery is present and there are fewer risks with regard to an N-oversupply.

Die Verwendung geeigneter Herkünfte forstlichen Vermehrungsgutes bei der Bestandesbegründung entscheidet wesentlich über die künftige Gesundheit, Stabilität und Leistungsfähigkeit der Wälder. Zur optimalen Erfüllung der Nutz-, Schutz- und Erholungsfunktionen des Waldes und zur Stärkung seiner Widerstandskraft gegen abiotische und biotische Schäden ist neben der standortsgerechten Baumartenwahl die Verwendung örtlich geeigneter und bewährter Herkünfte mit hoher Anpassungsfähigkeit von größter Bedeutung. 5. Ergänzung, Stand 31.01.2020

Kommen Sie mit auf eine Weltreise! Das Arboretum beherbergt rund 300 Bäume und Sträucher aller Kontinente. Der angrenzende Waldlehrpfad lädt zu weiteren Erkundungen ein. Redaktionsschluss: 08.01.2021