mar720 - Umweltsysteme und Biodiversität (USB) (Vollständige Modulbeschreibung)

Die Studierenden besitzen die erforderlichen Fertigkeiten über Umweltsysteme und Biodiversität, um selbständig unterschiedlichen Probleme modellieren zu können.

Ökologie der Pflanzen in Landschaften (VL) / Stoffhaushalte der Pflanzen in Landschaften (VL) / Ökologie der Tiere in Landschaften (VL)

• vertieftes Wissen über die Umweltbedingungen und die biologischen Mechanismen, die zum Überleben von Pflanzenarten in Landschaften führen.
• vertieftes Wissen über die regionale Differenzierung hydrologischer Prozesse in verschiedenen Landschaften
• vertieftes Wissen über den Stoffhaushalt von Pflanzen in Landschaften
• vertieftes Wissen über die Umweltbedingungen und die biologischen Mechanismen, die zum Überleben von Tierarten in Landschaften führen.

Erfolgreiche Studierende dieses Moduls verfügen in der Anfangsphase des Masterstudiums hinreichende Kenntnisse über Theorien und Modelle zu den Bedingungen des Überlebens von Pflanzen- und Tierarten in heterogenen Landschaften.

Hydrogeologie (VL)

• vertieftes Wissen über Methoden zur Modellierung hydrologischer Prozesse in Landschaften
• vertieftes Wissen über die regionale Differenzierung hydrologischer Prozesse in verschiedenen Landschaften
• vertieftes Wissen über Ursachen der Bodengefährdung, Prozesse der chemisch-physikalischen Bodenveränderungen und Maßnahmen zum prophylaktischen und therapierenden Bodenschutz
• vertieftes Wissen über physikalisch/chemische Prozesse in Böden und deren Merkmalsausprägung.

Erfolgreiche Studierende dieses Moduls verfügen in der Anfangsphase des Masterstudiums über vertiefte Kenntnisse zu Theorien und Modellen zu den hydrologischen Prozessen, zu physikalisch-chemischen Prozessen in Böden sowie Gefährdung und Schutz in unterschiedlichen Landschaften.

Grundlagen des Gewässerschutzes (VL)
Die Studierenden haben ein vertieftes Wissen über biologische Aspekte der Umweltwissenschaften im terrestrischen und marinen Bereich. Sie verstehen umweltwissenschaftlich bedeutsame biologische und biogeochemische Prozesse in Atmosphäre, Boden und Gewässern und können die anthropogene Überprägung natürlicher Ökosysteme beurteilen. Sie kennen die Grundlagen der Limnologie und die Anforderungen an den Gewässerschutz. Sie kennen moderne Forschungsansätze aus den Umweltwissenschaften und können diese diskutieren. Sie haben Umweltsysteme und Ansätze zu deren Untersuchung exemplarisch vor Ort kennen gelernt.

Umweltchemie (VL), Umweltphysik (VL)
Die Studierenden haben ein vertieftes Wissen über die organisch- und anorganisch-chemischen und physikalisch-analytische sowie physikalisch-systemare Aspekte der Umweltwissenschaften im terrestrischen und marinen Bereich. Sie können Modelle für Prozesse im Umweltbereich verstehen und bewerten. Sie kennen moderne Forschungsansätze aus den Umweltwissenschaften und können diese diskutieren. Sie haben Umweltsysteme und Ansätze zu deren Untersuchung an Beispielen aus Umweltchemie und Umweltphysik kennen gelernt.

Basic Ecological Processes (VL)
In diesem Kurs werden die Grundlagen der Ökologie behandelt. Ausgehend von der Adaptation von Individuen an ihre Umwelt werden Prinzipien der Populationsökologie und der Interaktionen zwischen Arten (Konkurrenz, Räuber-Beute Prozesse, Mutualismen) erklärt. Abschließend werden die Struktur und Funktion von Lebensgemeinschaften sowie die Ökologie von Ökosystemen erläutert. Zahlreiche Beispiele aus der empirischen udn theoretischen Ökologie werden genutzt, um elementare Prinzipien der Ökologie zu beschreiben. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Darstellung der menschlichen Überformung von Ökosystemen und ihren Prozessen.

Interdisciplinary analysis of ecosystem processes and water and nutrient transport in landscapes (Ü)
Studierende besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls

• Handlungswissen über bodenkundlich-hydrologische-vegetationsökologische Feldaufnahmen
• Vertiefte Kenntnisse in der Laboranalyse von Boden-, Pflanzen- und Wasserproben
• vertiefte Kenntnisse ökosystemarer Prozessabläufe
• vertiefte Kenntnisse bezüglich aktueller Forschungsthemen

Ecological functions:
Scaling (VL)
The successful student will understand that ecological processes have to be studied at the appropriate scale. Top-down and bottom-up are not only important concept in ecological theory but should also be considered to find the appropriate ecological methodology. Larger entities are not simply the sum of their components, but are likely to show emergent properties.

Biodiversität der Pflanzen (VL)
Die Studierenden haben ein vertieftes Wissen über die Verteilung von Biodiversität und die Ursachen und Konsequenzen ihrer Veränderung. Dabei wird neben ökologischen Parametern insbesondere die phylogenetische Geschichte der Pflanzen betont.

Functional consequences of marine biodiversity change (S)
Aktuelle Fragen der Biodiversitätsforschung werden in einem Workshop vermittelt, daran anschliessend folgt die Ausarbeitung eines Projektthemas, zu dem die Studierenden eine eigenständige Literaturarbeit durchführen. Die Ergebnisse werden in einem Abschlusskolloquium vorgestellt. Der Kurs findet in Zusammenarbeit mit der Universität Groningen statt.

Dieses Modul dient der Spezialisierung auf das Anwendungsgebiet Umweltsysteme und Biodiversität. Aus dem gesamten Angebot können die Studierenden Veranstaltungen entsprechend der von ihnen gewünschten Ausrichtung auf terrestrische und/oder marine Umweltsysteme wählen.

VL Ökologie der Pflanzen in Landschaften
Nischentheorie, Habitatmodelle, Beziehungen zwischen biologischen Merkmalen und Umweltbedingungen, Populationsbiologie, Sukzessionen, Ausbreitung.

VL Stoffhaushalte der Pflanzen in Landschaften
Ökophysiologie von Pflanzen, vor in Bezug auf Umweltstress

VL Ökologie der Tiere in Landschaften
Biologische Mechanismen, die zum Überleben von Tierarten in Landschaften führen, Habitatmodelle, Fragmentierung, Isolation

VL Hydrogeologie
Vertiefende theoretische Grundlagen der Hydrogeologie: Hydrochemie, Wasser/Gesteins-Wechselwirkungen, Stoffkreisläufe, Stofftransport, Isotopenhydrogeologie, Altersdatierungen im Grundwasser, Grundwasser-kontamination, Gewässer- und Grundwasserschutz

VL Grundlagen des Gewässerschutzes
Allgemeine limnologische Grundlagen, Störungen natürlicher Gewässer, Eutrophierung, Phosphor- und Stickstoffbelastung natürlicher Gewässer, Saprobien-systeme, Gewässerversauerung, hygienische Belastung, Trinkwasserversorgung und –aufbereitung, Abwasser¬klärung, hormonell wirksame Substanzen; Implikationen für die Anforderungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie.

VL Umweltchemie
In der Vorlesung wird ein vertieftes Wissen über die organisch- und anorganisch-chemischen Aspekte der Umweltwissenschaften im terrestrischen und marinen Bereich vermittelt, unter besonderer Berücksichtigung umweltwissenschaftlich bedeutsamer Prozesse in Atmosphäre, Boden und Gewässern. Das Ausmaß der anthropogenen Überprägung natürlicher Ökosysteme wird anhand von exemplarischen Beispielen behandelt.

VL Umweltphysik:
Einführung in die Physik von Ozean und Atmosphäre, Kopplung zwischen Ozean und Atmosphäre, Kompartimente des Klimasystems, Klimaphänomene wie z.B. ElNino, thermohaline Ozeanzirkulation, Tiefenkonvektion des Ozeans

VL Basic Ecological Processes
In diesem Kurs werden die Grundlagen der Ökologie behandelt. Ausgehend von der Adaptation von Individuen an ihre Umwelt werden Prinzipien der Populationsökologie und der Interaktionen zwischen Arten (Konkurrenz, Räuber-Beute Prozesse, Mutualismen) erklärt. Abschließend werden die Struktur und Funktion von Lebensgemeinschaften sowie die Ökologie von Ökosystemen erläutert. Zahlreiche Beispiele aus der empirischen und theoretischen Ökologie werden genutzt, um elementare Prinzipien der Ökologie zu beschreiben. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Darstellung der menschlichen Überformung von Ökosystemen und ihren Prozessen.

Ü Interdisciplinary analysis of ecosystem processes and water and nutrient transport in landscapes
Mit diesem Modul wird Handlungs- und Verfügungswissen zu Datenaufnahme, Probenanalyse und Dateninterpretation im System Boden-Wasser-Pflanze vermittelt. Die Geländearbeiten erfolgen im Zusammenhang mit aktuellen Forschungsfragen. Die Arbeiten dienen der Prognose der Auswirkungen von Umweltveränderungen auf die Wasser- und Stoffflüsse in Landschaften auf unterschiedlichen Skalen sowie der Hinführung zu vertiefender forschender Tätigkeit. Die erhobenen Felddaten bilden außerdem die Grundlage für Arbeiten im Labor innerhalb des Moduls und in weiterführenden Modulen, z.B. im Rahmen von Modellierungen

Ecological functions:
VL „Scaling“: Physiological Ecology from individual organ to ecosystem
In-depth understanding of the scale-dependency of ecological processes in time and space (basic concepts of allometry, scaling, non-linearity, intraspecific variability, emergent properties)

Biodiversität der Pflanzen
Quantifizierung von Artenzahlen, Ausbreitung, Gradienten, Biogeographie, Biome, Funktionelle Diversität, Bestäubungssysteme, Life history, Seltenheit, Koexistenz, Invasive Pflanzen, Global Change, Artenschutz

S Functional consequences of marine biodiversity change
Das Seminar besteht aus einem Startworkshop in Wilhelmshaven, Projektarbeiten und einem Abschlusssymposium in Groningen

Ökologie der Pflanzen in Landschaften/Stoffhaushalte der Pflanzen in Landschaften/Ökologie der Tiere in Landschaften
Tilman, D., Kareiva, P. (eds.) (1997): Spatial ecology. Princeton University Press, Princeton,NJ
Tilman, D. (1988): Plant strategies and the dynamics and structure of plant communities. Princeton University Press, Princeton,NJ.
Bazzaz, F.A. (1996): Plants in changing environments. Cambridge University Press, Cambridge
Hubbell, S.P. (2001): The unified neutral theory of biodiversity and biogeography. Princeton University Press, Princeton,NJ.
Grime, J.P. (2001): Plant strategies, vegetation processes and ecosystem properties. Wiley, Chichester.

Hydrogeologie
Adler, G.H., Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Institut für Hydrologie (2000): Hydrologischer Atlas von Deutschland. Deutschland.
Baumgartner, A. & Liebscher, H.-J. (1996): Allgemeine Hydrologie – Quantitative Hydrologie. Lehrbuch der Hydrologie, Band 1. Bornträger, Berlin.
Beven, K.-J. (2001): Rainfall-Runoff Modelling: The Primer. John Wiley & Sons.
Blume, H.-P. (2007): Handbuch des Bodenschutzes. Ecomed. 3. Auflage.
Blume, H.-P., Felix-Henningsen, P. & Fischer W. R. (1998): Handbuch der Bodenkunde. Verlag Hüthig Jehle Rehm. 7. Auflage.
Dyck & Peschke (1995): Grundlagen der Hydrologie; Verl. f. Bauwesen, 3. Auflage.
Knapp, B. (1989): Elements of geographical hydrology, Unwin Hyman, London.
Scheffer, F., Schachtschabel, P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde. Spektrum Akademischer Verlag. 15. Auflage.
Schultz, J. (2002): Die Ökozonen der Erde, UTB, 3. Auflage.

Grundlagen des Gewässerschutzes
C. Bliefert, 2002. Umweltchemie, 3. Aufl. Wiley-VCH, Weinheim,
F. Press, R. Siever, 1995. Allgemeine Geologie, Spektrum, Heidelberg
J. Matschullat, H.J. Topschall, H.-J. Voigt, 1997. Geochemie und Umwelt, Springer, Heidelberg

Umweltchemie
C. Bliefert, 2002. Umweltchemie, 3. Aufl. Wiley-VCH, Weinheim,
F. Press, R. Siever, 1995. Allgemeine Geologie, Spektrum, Heidelberg
J. Matschullat, H.J. Topschall, H.-J. Voigt, 1997. Geochemie und Umwelt, Springer, Heidelberg

Umweltphysik
j. P. Peixoto, A.H. Oort: Physics of Climate AIP 1993.
G. Guyot: Physics of the environment and climate. Wiley 1997

Basic Ecological Processes
Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Interdisciplinary analysis of ecosystem processes and water and nutrient transport in landscapes
Wird zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.

Ecological functions:
Scaling
Niklas, K.J., 1994. Plant allometry: the scaling of form and process. Chicago University Press, Chicago.
Schulze, E. D., E. Beck and K. Müller-Hohenstein. 2002. Pflanzenökologie. Berlin, Springer

Biodiversität der Pflanzen
Kevin Gaston & John Spicer – 1998 - Biodiversity – An Introduction, Blackwell Publ.

Functional consequences of marine biodiversity change
Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

12 KP | VL; Ü; SE | 1. und 2. FS | Kleyer

1 benotete Prüfungsleistung:
Mündliche Prüfung (ca. 30 Min.) oder Klausur (zeitlich teilbar aber als Ganzes zu bewerten) mit Inhalten aus zwei Veranstaltungen; Art der Prüfungsleistung wird bei Semesterbeginn von den entsprechenden Prüfenden bekannt gegeben

Unbenotete Prüfungsleistungen:
Mündliche Prüfung oder Klausur oder Portfolio oder fachpraktische Übung oder aktive Teilnahme; Art der Prüfungsleistung wird bei Semesterbeginn von den entsprechenden Prüfenden bekannt gegeben

Aktive Teilnahme umfasst z.B. die regelmäßige Abgabe von Übungen, Anfertigung von Lösungen zu Übungsaufgaben, die Protokollierung der jeweils durchgeführten Versuche bzw. der praktischen Arbeiten, die Diskussion von Seminarbeiträgen oder Darstellungen von Aufgaben bzw. Inhalten in der Lehrveranstaltung in Form von Kurzberichten oder Kurzreferat oder Kurztestaten (schriftlicher Kurztest).