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Climatic seasonality drives ecosystem processes (e.g. productivity) and influences plant species distribution. However, it is poorly understood how different aspects of seasonality (especially regarding temperature and precipitation) affect growth continuity of trees in climates with low seasonality because seasonality is often only crudely measured. On islands, exceptionally wide elevational species distribution ranges allow the use of tree rings to identify how growth continuity and climate–growth relationships change with elevation. Here, we present a novel dendroecological method to measure stem growth continuity based on annual density fluctuations (ADFs) in tree rings of Pinus canariensis to indicate low climatic seasonality. The species ranges from 300 to >2000 m a.s.l. on the trade wind-influenced island of La Palma (Canary Islands), where we measured three decades of tree-ring data of 100 individuals distributed over 10 sites along the entire elevational range. The successfully implemented ADF approach revealed a major shift of stem growth continuity across the elevational gradient. In a remarkably clear pattern, stem growth continuity (percentage of ADFs) showed a hump-shaped relationship with elevation reaching a maximum at around 1000 m a.s.l. Low- to mid-elevation tree growth was positively correlated with the Palmer Drought Severity Index (PDSI; indicating aridity) and sea surface temperature (indicating trade wind-influenced moderation of water supply), while high-elevation tree growth was positively correlated with winter temperature (indicating a cold-induced dormancy period). We conclude that ADFs are a useful method to measure stem growth continuity in low-seasonality climates. Growth of P. canariensis on the Canary Islands is more frequently interrupted by winter cold at high elevations and by summer drought at low elevations than in the trade wind-influenced mid elevations, where growth sometimes continues throughout the year. Climate change-associated alterations in trade wind cloud formation might cause non-analogue growth limitations for many unique island species.
Background: The European beech is arguably the most important climax broad-leaved tree species in Central Europe, widely planted for its valuable wood. Here, we report the 542 Mb draft genome sequence of an up to 300-year-old individual (Bhaga) from an undisturbed stand in the Kellerwald-Edersee National Park in central Germany.
Findings: Using a hybrid assembly approach, Illumina reads with short- and long-insert libraries, coupled with long Pacific Biosciences reads, we obtained an assembled genome size of 542 Mb, in line with flow cytometric genome size estimation. The largest scaffold was of 1.15 Mb, the N50 length was 145 kb, and the L50 count was 983. The assembly contained 0.12% of Ns. A Benchmarking with Universal Single-Copy Orthologs (BUSCO) analysis retrieved 94% complete BUSCO genes, well in the range of other high-quality draft genomes of trees. A total of 62,012 protein-coding genes were predicted, assisted by transcriptome sequencing. In addition, we are reporting an efficient method for extracting high-molecular-weight DNA from dormant buds, by which contamination by environmental bacteria and fungi was kept at a minimum.
Conclusions: The assembled genome will be a valuable resource and reference for future population genomics studies on the evolution and past climate change adaptation of beech and will be helpful for identifying genes, e.g., involved in drought tolerance, in order to select and breed individuals to adapt forestry to climate change in Europe. A continuously updated genome browser and download page can be accessed from beechgenome.net, which will include future genome versions of the reference individual Bhaga, as new sequencing approaches develop.
Landwirtschaft ist der Hauptmotor der westafrikanischen Wirtschaft und Kleinbauern liefern fast 70 % des Nahrungsmittelbedarfs. Traditionell wird hauptsächlich Regenfeldbau betrieben, der durch geringen Agrarinput und die Nutzung von einfachen Werkzeugen wie Hacke und Buschmesser gekennzeichnet ist. Die Ernteerträge sind gering und die Bodenfruchtbarkeit sinkt schnell nach einigen Anbaujahren. Infolgedessen werden Wald- und Weidefläche gerodet und die Landdegradation wird beschleunigt. Dies hat direkte Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktivität und die Ernährungssicherheit der Kleinbauern.
Die vorliegende Arbeit hat sich das Ziel gesetzt, sozio-ökonomische und geo-ökologische Faktoren, die den Landnutzungswandel in zwei Agrarökosystemen der Atakora Gebirgskette steuern, aufzudecken. Schließlich sollen ortsangepasste Maßnahmen vorgeschlagen werden, um die Agrarökosysteme wiederherzustellen und ihre Dienstleistungen für Kleinbauern zu erhalten.
Haushaltsbefragungen und Gruppendiskussionen wurden während Geländeaufenthalten in den Jahren 2014 und 2015 in den Dörfern der beiden Ethnien durchgeführt. Die Landnutzung und ihr Wandel werden über knapp 30 Jahre anhand von Bildern des Satellitensystems LANDSAT aus den Jahren 1987, 2001 und 2015 ausgewertet. Eine überwachte Klassifikation nach dem „Maximum Likelihood“-Klassifkationsalgorithmus und Veränderungs-analysen wurden durchgeführt. Zum Erfassen der Variabilität der Agrarparameter der Böden wurden Bodenprofile nach dem Catena-Prinzip gegraben. Bodenproben wurden aus jedem Horizont genommen. Anschließend wurden einige physische Parameter und die Nährstoffgehalte vom Fachpersonal des bodenkundlichen Labors des Instituts für Physische Geographie (Geowissenschaften) bestimmt.
Innerhalb der knapp letzten dreißig Jahre (1987-2015) ist die natürliche Vegetation bei den beiden Ethnien zugunsten der Landwirtschaft und der bebauten bzw. vegetationsfreien Flächen zurückgegangen. Über die analysierten Zeiträume liegen mehr Flächen bei den Ditamari (47,24%) unter einer negativen Dynamik als bei den Éwé (36,41%). Die Untersuchung der Steuerungsfaktoren des Landnutzungswandels bringt heraus, dass der höhere Anteil an positiv veränderten Flächen bei den Éwé ist nicht durch bessere Landnutzungsstrategien begründet. Vielmehr stellt das Relief der begrenzende Faktor für die Ausdehnung der Ackerflächen und damit die bessere Erhaltung der natürlichen Vegetation bei den Éwé dar.
Die erste Annahme, dass Veränderungen in der Landnutzung die Landdegradation zur Folge haben, wird in den beiden Untersuchungsgebieten bestätigt. Die abnehmende Dichte der Vegetationsdecke begünstigt Prozesse der Flächen-, Rillen- und Rinnenspülung. Zudem werden die ökologischen Bodenfunktionen vermindert. Erscheinungen der Landdegradation bei den Ditamari sind die Ausdehnung von oberflächlich verkrusteten Arealen und die Verbreitung des Unkrautes Striga hermontica. Bei den Éwés tritt eine starke Profilverkürzung der Böden ein und das anstehende Gestein wird an mehreren Stellen freigelegt.
Die zweite Hypothese wird in Hinsicht auf die räumliche und ethnische Differenzierung der Folgen der Landdegradation bestätigt. Allerdings sind nicht, wie vermutet, die Ditamari verletzbarer als die Éwés. Die beiden Ethnien betreiben eine intensive Subsistenzwirtschaft und die Éwé entwickeln weniger Anpassungsstrategien als die Ditamari. Im Hinblick auf die globale Erwärmung könnte die Landdegradation in den beiden Gebieten fortschreiten und die Folgen auf der Landschaft und den Kleinbauern verschärfen. Die Éwé wären, anders als vermutet, verletzbarer als die Ditamari. Eine Fortschreitung der Landdegradation könnte bei den Kleinbauern Éwés langfristig den Zusammenbruch des Agrarökosystemen hervorrufen. Sie könnten langfristig die Grundlage ihrer Existenzsicherung verlieren.
Die Studie zeigt auf, dass traditionell, zurückgezogen lebende Völker wie die Ditamari das Agrarökosystem nachhaltiger bewirtschaften und angesichts der Landdegradation anpassungsfähiger sind als tief umgewandelte Gesellschaften wie die Éwés. Sie bringt heraus, dass Kleinbauern Westafrikas keinesfalls als eine Einheit betrachtet werden sollten. Jede Ethnie ist durch Merkmale gekennzeichnet, die ihre Gestaltung der Landschaft beeinflussen. Diese Vielfältigkeit und Besonderheiten der kleinbäuerlichen Gesellschaften müssen in der Entwicklungszusammenarbeit stärker berücksichtigt werden.
Mit dem Ziel, Erkenntnisse darüber zu gewinnen unter welchen Umständen verkehrspolitische Maßnahmen seitens der Bevölkerung befürwortet und angenommen werden, wurde im Hebst 2020 eine quantitative Haushaltsbefragung (N = 832) in vier Frankfurter Befragungsgebieten durchgeführt. Als Untersuchungsgegenstand wurde die Umwandlung von Auto- in Fahrradspuren ausgewählt – eine Maßnahme, die in Folge des Frankfurter Radentscheids entlang verschiedener Verkehrsachsen in Frankfurt geplant und teilweise bereits umgesetzt wurde. Dabei wurde deutlich, dass die Akzeptierbarkeit für die zukünftige Umsetzung einer solchen Maßnahme zur Neuaufteilung öffentlicher Räume in Frankfurt insgesamt sehr hoch ausfällt. Unter Heranziehung des stage model of self-regulated behavioural change (SSBC) konnte zudem aufgezeigt werden, dass sich eine starke Orientierung am Auto negativ auf die Höhe der Akzeptierbarkeit auswirkt, während eine regelmäßige Nutzung des Fahrrads höhere Zustimmungswerte für die Maßnahme hervorruft. In einem zweiten Schritt wurde weiterhin untersucht, inwiefern die bereits umgewandelten Radspuren zwischen der Alten Brücke am Main und dem Friedberger Platz im Frankfurter Nordend, eine Veränderung in der Wahrnehmung und Verkehrsmittelnutzung der Befragten begünstigen und somit auch wirksam sind. Dabei wurde mitunter ersichtlich, dass es seit der Umwandlung sowohl zu einer gesteigerten Fahrradnutzung als auch zu einer reduzierten Autonutzung entlang der umgewidmeten Strecke gekommen ist.
Urban areas develop on formal and informal levels. Informal development is often highly dynamic, leading to a lag of spatial information about urban structure types. In this work, an object-based remote sensing approach will be presented to map the migrant housing urban structure type in the Pearl River Delta, China. SPOT5 data were utilized for the classification (auxiliary data, particularly up-to-date cadastral data, were not available). A hierarchically structured classification process was used to create (spectral) independence from single satellite scenes and to arrive at a transferrable classification process. Using the presented classification approach, an overall classification accuracy of migrant housing of 68.0% is attained.
Amidst the growing interest in enhancing the academic understanding of the relationships between e-shopping and transport, a key element remains underexplored – the impact of e-shopping on spatial accessibility to in-store retail. The paper studies variations in multimodal accessibility to in-store retail between e-shopper groups and the associated spatial effects. The research is based on a face-to-face questionnaire, administered in the city of Alcalá de Henares (Madrid Metropolitan Area, Spain), which provides data on socio-economic characteristics, e-shopping habits, and travel time preferences to reach in-store retail. Clustering techniques serve to identify three e-shopper groups: occasional e-shoppers with a car, infrequent e-shoppers with a car, and frequent e-shoppers without a car. A comparison of e-shopper distance-decay functions to reach in-store retail is made, revealing significant differences between the three e-shopper groups for car and public transport for any time interval. However, for walking such differences are limited to time intervals between 10 and 40 minutes. Distance-decay functions are processed through a gravity-based model, identifying three main multimodal accessibility places: highly resistant places to e-shopping, moderately resistant places, and vulnerable places. Places that are highly resistant to e-shopping are mainly located in the city centre, while vulnerable places are mostly found in the city’s periphery. The paper closes with concluding remarks on policymaking and a few pathways for future research.
Calcium-deficiency rickets (CDR) is a metabolic bone disease in children that is characterized by impaired mineralization and severe bone deformities. As CDR is often an endemic phenomenon that is almost exclusively restricted to tropical areas, environmental conditions are currently considered to be a possible predisposing factor for the CDR. Apart from a lack of macronutrients and micronutrients, an oversupply of potentially toxic elements (PTEs) in the soil-plant pathway of the CDR areas is thought to be involved in the aetiology of CDR. This study is the first to comprehensively analyze the impact of the environment on Ca deficiency and the resulting CDR.
To analyze the impact of the environment on CDR in developing countries, a rural region near Kaduna City, northern Nigeria, was chosen as a study area. From this area, cases of CDR have been reported since the early 2000s with a prevalence rate of 5%. Within this study area, 11 study sites, including areas with a high CDR prevalence (HR), a low CDR prevalence (LR) and no CDR prevalence (NR), were visited. In these HR, LR and NR study sites, the bedrock was investigated and the types of parent materials were identified. Local farmers were interviewed to determine the type and intensity of the land use. The soil types were determined along toposequences. The soil textures as well as the clay mineral fractions were determined. The pH values were measured, and the contents of organic carbon (OC) were determined. The potential cation-exchange capacity (CECpot) and the base saturation (BS) were analyzed. Furthermore, the total and plant-available macronutrient, micronutrient and PTE concentrations were measured in the soils. The drinking water was analyzed for pH values and the concentrations of Ca, Se and F were measured. The maize was analyzed for the Ca, Mg, K and P, Se and phytic acid (PA) contents.
The field and laboratory analyses on the bedrock showed that the HR, LR and NR study sites near Kaduna City, northern Nigeria, were underlain by Older Granites. A direct link between the distribution of the bedrock, the parent materials and the prevalence of CDR was not found. Interviews with the local farmers showed that the land use in the Kaduna study area is dominated by the cultivation of cash crops and food crops. Field analyzes on the soil types in the Kaduna study area showed that the distribution of the soil types is highly dependent on the topography and the distribution of the parent materials. In near vicinity to the inselbergs, Lixisols had developed on grus slope deposits. In the lower pediment and plain positions, Acrisols had developed on grus slope deposits and pisolite slope deposits. In the upper plains, Plinthosols had developed on pisolite slope deposits and in the river valleys, Fluvisols had developed on river deposits. Such soil types and soil type distributions are typical for granite-underlain areas in the northern guinea savanna of West Africa. Similarly, the physical soil conditions were representative for the soils of the northern guinea savanna: sandy topsoils, clayey subsoils and relatively high contents of kaolinite clay minerals in the clay fractions. With regard to the geochemical composition, no significant difference was found between the soils of the Kaduna study area and the soils of other granite-underlain areas in West Africa. Only the concentrations of P were considerably low in the soils of the Kaduna study area. However, P deficiency is a typical phenomenon in West African savanna soils and is not restricted to CDR areas. The micronutrient concentrations in the soils were low, but not critically low. Laboratory analyses on the amounts of PTEs showed that compared to worldwide background levels and international critical limits the PTE concentrations were very low in the soils of the Kaduna study area. In the drinking water, neither a significant lack of macronutrients and micronutrients, nor a noticeable oversupply of PTEs was found. The maize in the HR, LR and NR study sites contained normal contents of Mg, K and P, low contents of Ca and Se as well as slightly elevated concentrations of PA compared to West African food composition tables. Comparisons between the mineral contents of traditional and modern maize cultivars showed that the traditional maize cultivars contained significantly higher contents of Ca and noticeably lower concentrations of PA than the modern maize cultivars.
A direct link between the environmental conditions and the CDR in the Kaduna study area was considered unlikely, as neither a statistically significant lack of macronutrients and micronutrients, nor a statistically significant oversupply of PTEs was found in the environment of this area. Instead, the results indicated that the nutrition rather than the environmental conditions that impacts the prevalence of CDR.
La biodiversité comprend la plénitude de la vie dans toutes ses formes. Sa protection et son usage durable doivent ainsi être une partie intégrante d’une politique orientée vers l’avenir et ancrer de plus en plus dans la conscience politique et publique. La condition préalable pour cela est une meilleure compréhension des effets des actions humaines sur la biodiversité et une connaissance plus approfondie de sa valeur. La recherche scientifique contribue de façon indispensable à la préservation des biomes, des espèces et gènes. Elle ne se limite pas à fournir les connaissances fondamentales qui sont nécessaires pour arrêter le progrès de la disparition de la biodiversité. Bien plus, ce sont les chercheurs eux-mêmes qui, ensemble avec leurs partenaires locaux, élaborent des stratégies pour un usage durable de la biodiversité. Explorer la flore et la faune du continent africain, et mesurer les changements observés dans leur milieu naturel afin de les réduire, tels sont les objectifs de BIOTA (Biodiversity Monitoring Transect Analysis in Africa / Transect d´Analyse du suivi de la Biodiversité en Afrique de l´Ouest). Ce réseau de recherche a été créé en 1999 ensemble par les chercheurs africains et allemands. Vu la grande importance de BIOTA, cette initiative est non seulement financée par le Ministère fédérale de l’Education et de la Recherche, mais entre-temps aussi par plusieurs Etats africains et institutions partenaires. «BIOTA Ouest» a été lancé au début de 2001. Parmi les résultats de cette coopération réussie figurent le centre de biodiversité à Ouagadougou (Burkina Faso) et l’Atlas «BIOTA Ouest» actuel. Je me réjouis de l’apparition de cet atlas, qui constitue une vue d’ensemble compréhensive aussi bien que compréhensible des nombreux résultats de recherche et recommandations pratiques, car la biodiversité est une condition essentielle pour le fonctionnement de l’écosystème et, partant, le fondement de la vie humaine et de l’activité économique.
La biodiversité comprend la plénitude de la vie dans toutes ses formes. Sa protection et son usage durable doivent ainsi être une partie intégrante d’une politique orientée vers l’avenir et ancrer de plus en plus dans la conscience politique et publique. La condition préalable pour cela est une meilleure compréhension des effets des actions humaines sur la biodiversité et une connaissance plus approfondie de sa valeur. La recherche scientifique contribue de façon indispensable à la préservation des biomes, des espèces et gènes. Elle ne se limite pas à fournir les connaissances fondamentales qui sont nécessaires pour arrêter le progrès de la disparition de la biodiversité. Bien plus, ce sont les chercheurs eux-mêmes qui, ensemble avec leurs partenaires locaux, élaborent des stratégies pour un usage durable de la biodiversité. Explorer la flore et la faune du continent africain, et mesurer les changements observés dans leur milieu naturel afin de les réduire, tels sont les objectifs de BIOTA (Biodiversity Monitoring Transect Analysis in Africa / Transect d´Analyse du suivi de la Biodiversité en Afrique de l´Ouest). Ce réseau de recherche a été créé en 1999 ensemble par les chercheurs africains et allemands. Vu la grande importance de BIOTA, cette initiative est non seulement financée par le Ministère fédérale de l’Education et de la Recherche, mais entre-temps aussi par plusieurs Etats africains et institutions partenaires. «BIOTA Ouest» a été lancé au début de 2001. Parmi les résultats de cette coopération réussie figurent le centre de biodiversité à Ouagadougou (Burkina Faso) et l’Atlas «BIOTA Ouest» actuel. Je me réjouis de l’apparition de cet atlas, qui constitue une vue d’ensemble compréhensive aussi bien que compréhensible des nombreux résultats de recherche et recommandations pratiques, car la biodiversité est une condition essentielle pour le fonctionnement de l’écosystème et, partant, le fondement de la vie humaine et de l’activité économique.