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Taking the transdisciplinary research study “Green fingers for a climate resilient city”, funded by the German Ministry of education and research (BMBF), as an example, this paper follows the hypothesis that processes of landscape planning and designing multifunctional green spaces and processes of co-creation need to be combined to stimulate climate resilient city transformation. The findings are that efforts to combine these processes benefit from making complex climate-resilient city planning accessible for people of different professional backgrounds. The paper showcases how storytelling (Schmidt 2019), mapping (Langner 2009) and guided walks (Schultz 2019) are means to mutually engage with, perceive and understand multifunctional green spaces, inspire ownership, and build capacity for the city’s climate-resilient transformation.
Chitin is an abundant waste product from shrimp and mushroom industries and as such, an appropriate secondary feedstock for biotechnological processes. However, chitin is a crystalline substrate embedded in complex biological matrices, and, therefore, difficult to utilize, requiring an equally complex chitinolytic machinery. Following a bottom-up approach, we here describe the step-wise development of a mutualistic, non-competitive consortium in which a lysine-auxotrophic Escherichia coli substrate converter cleaves the chitin monomer N-acetylglucosamine (GlcNAc) into glucosamine (GlcN) and acetate, but uses only acetate while leaving GlcN for growth of the lysine-secreting Corynebacterium glutamicum producer strain. We first engineered the substrate converter strain for growth on acetate but not GlcN, and the producer strain for growth on GlcN but not acetate. Growth of the two strains in co-culture in the presence of a mixture of GlcN and acetate was stabilized through lysine cross-feeding. Addition of recombinant chitinase to cleave chitin into GlcNAc2, chitin deacetylase to convert GlcNAc2 into GlcN2 and acetate, and glucosaminidase to cleave GlcN2 into GlcN supported growth of the two strains in co-culture in the presence of colloidal chitin as sole carbon source. Substrate converter strains secreting a chitinase or a β-1,4-glucosaminidase degraded chitin to GlcNAc2 or GlcN2 to GlcN, respectively, but required glucose for growth. In contrast, by cleaving GlcNAc into GlcN and acetate, a chitin deacetylase-expressing substrate converter enabled growth of the producer strain in co-culture with GlcNAc as sole carbon source, providing proof-of-principle for a fully integrated co-culture for the biotechnological utilization of chitin.
A brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians in intensive care units
(2023)
When exposed to hundreds of medical device alarms per day, intensive care unit (ICU) staff can develop “alarm fatigue” (i.e., desensitisation to alarms). However, no standardised way of quantifying alarm fatigue exists. We aimed to develop a brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians. After developing a list of initial items based on a literature review, we conducted 15 cognitive interviews with the target group (13 nurses and two physicians) to ensure that the items are face valid and comprehensible. We then asked 32 experts on alarm fatigue to judge whether the items are suited for measuring alarm fatigue. The resulting 27 items were sent to nurses and physicians from 15 ICUs of a large German hospital. We used exploratory factor analysis to further reduce the number of items and to identify scales. A total of 585 submissions from 707 participants could be analysed (of which 14% were physicians and 64% were nurses). The simple structure of a two-factor model was achieved within three rounds. The final questionnaire (called Charité Alarm Fatigue Questionnaire; CAFQa) consists of nine items along two scales (i.e., the “alarm stress scale” and the “alarm coping scale”). The CAFQa is a brief questionnaire that allows clinical alarm researchers to quantify the alarm fatigue of nurses and physicians. It should not take more than five minutes to administer.
Background
A peripheral venous catheter (PVC) is the most widely used device for obtaining vascular access, allowing the administration of fluids and medication. Up to 25% of adult patients, and 50% of pediatric patients experience a first-attempt cannulation failure. In addition to patient and clinician characteristics, device features might affect the handling and success rates. The objective of the study was to compare the first-attempt cannulation success rate between PVCs with wings and a port access (Vasofix® Safety, B. Braun, abbreviated hereon in as VS) with those without (Introcan® Safety, B. Braun, abbreviated hereon in as IS) in an anesthesiological cohort.
Methods
An open label, multi-center, randomized trial was performed. First-attempt cannulation success rates were examined, along with relevant patient, clinician, and device characteristics with univariate and multivariate analyses. Information on handling and adherence to use instructions was gathered, and available catheters were assessed for damage.
Results
Two thousand three hundred four patients were included in the intention to treat analysis. First-attempt success rate was significantly higher with winged and ported catheters (VS) than with the non-winged, non-ported design (IS) (87.5% with VS vs. 78.2% with IS; PChi < .001). Operators rated the handling of VS as superior (rating of “good” or “very good: 86.1% VS vs. 20.8% IS, PChi < .001). Reinsertion of the needle into the catheter after partial withdrawal—prior or during the catheterization attempt—was associated with an increased risk of cannulation failure (7.909, CI 5.989–10.443, P < .001 and 23.023, CI 10.372–51.105, P < .001, respectively) and a twofold risk of catheter damage (OR 1.999, CI 1.347–2.967, P = .001).
Conclusions
First-attempt cannulation success of peripheral, ported, winged catheters was higher compared to non-ported, non-winged devices. The handling of the winged and ported design was better rated by the clinicians. Needle reinsertions are related to an increase in rates of catheter damage and cannulation failure.
A comparison study on modeling of clustered and overdispersed count data for multiple comparisons
(2021)
Data collected in various scientific fields are count data. One way to analyze such data is to compare the individual levels of the factor treatment using multiple comparisons. However, the measured individuals are often clustered – e.g. according to litter or rearing. This must be considered when estimating the parameters by a repeated measurement model. In addition, ignoring the overdispersion to which count data is prone leads to an increase of the type one error rate. We carry out simulation studies using several different data settings and compare different multiple contrast tests with parameter estimates from generalized estimation equations and generalized linear mixed models in order to observe coverage and rejection probabilities. We generate overdispersed, clustered count data in small samples as can be observed in many biological settings. We have found that the generalized estimation equations outperform generalized linear mixed models if the variance-sandwich estimator is correctly specified. Furthermore, generalized linear mixed models show problems with the convergence rate under certain data settings, but there are model implementations with lower implications exists. Finally, we use an example of genetic data to demonstrate the application of the multiple contrast test and the problems of ignoring strong overdispersion.
Urban greenspace has gained considerable attention during the last decades because of its relevance to wildlife conservation, human welfare, and climate change adaptation. Biodiversity loss and ecosystem degradation worldwide require the formation of new concepts of ecological restoration and rehabilitation aimed at improving ecosystem functions, services, and biodiversity conservation in cities. Although relict sites of natural and semi-natural ecosystems can be found in urban areas, environmental conditions and species composition of most urban ecosystems are highly modified, inducing the development of novel and hybrid ecosystems. A consequence of this ecological novelty is the lack of (semi-) natural reference systems available for defining restoration targets and assessing restoration success in urban areas. This hampers the implementation of ecological restoration in cities. In consideration of these challenges, we present a new conceptual framework that provides guidance and support for urban ecological restoration and rehabilitation by formulating restoration targets for different levels of ecological novelty (i.e., historic, hybrid, and novel ecosystems). To facilitate the restoration and rehabilitation of novel urban ecosystems, we recommend using established species-rich and well-functioning urban ecosystems as reference. Such urban reference systems are likely to be present in many cities. Highlighting their value in comparison to degraded ecosystems can stimulate and guide restoration initiatives. As urban restoration approaches must consider local history and site conditions, as well as citizens’ needs, it may also be advisable to focus the restoration of strongly altered urban ecosystems on selected ecosystem functions, services and/or biodiversity values. Ecosystem restoration and rehabilitation in cities can be either relatively inexpensive or costly, but even expensive measures can pay off when they effectively improve ecosystem services such as climate change mitigation or recreation. Successful re‐shaping and re-thinking of urban greenspace by involving citizens and other stakeholders will help to make our cities more sustainable in the future.
Acute post-operative delirium (POD) and long-term post-operative cognitive dysfunction (POCD) are frequent and associated with increased mortality, dependency on care giving and institutionalization rates. The POCD-related cost burden on the German long-term care insurance provides an indication for the savings potential from risk-adapted treatment schemes. Comprehensive estimates have not been assessed or published so far.
A model-based cost-analysis was designed to estimate POCD-related costs in the long-term care insurance. Comprehensive analysis of inpatient operations and procedures (OPS-codes) served as the base for case number calculations, which were then used as input to the actual cost model. POCD-incidence rates were obtained from the BioCog study. Various sensitivity analyses were performed to assess uncertainty of the model results.
Total POCD related annual costs in the German long-term care insurance account for approximately 1.6 billion EUR according to the base case of our analysis. Total annual costs for all POCD cases depend on surgery numbers, incidence rates, other assumptions, and uncertain input parameters.
The financial burden to the long-term care insurance is substantial, even in a conservative scenario of the cost model. Variability of results stems from uncertain assumptions, POCD-incidence rates and from uncertain patient numbers who are undergoing surgery and are therefore at risk to develop POCD.
Integration of nutritional and sustainable aspects is a complex task tackled by a few scientific concepts. They include multiple dimensions and functions of food systems trying to provide solutions for harmonic co-evolution of humanity and planet Earth. “Nutritional Sustainability” is differentiated from other concepts which combine nutrition and sustainability as it not only sets environmental sustaining capacity as a baseline level for balanced nutrition, but also aims for the search of food system driving nodes. It does not aim for the support of solutions of producing enough or more food for increasing population (sustainable nutrition), neither does it contradict other similar concepts [sustainable nutrition security, nutritional life cycle assessment (LCA)]. However, it calls for more definite estimation of the carrying capacity of the environment on personal, local, and national levels for the development of more efficient solutions of nutrition balanced in the limits of environmental carrying capacity. The review is providing a few examples of advances in nutritional science (personalized nutrition, nutrigenetics), food technology (personalized food processing, food ecodesign), and food complex systems (artificial intelligence and gut microbiome), which have a great potential to progress sustainable food systems with Nutritional Sustainability set as a guiding concept.
The objective of this review is a global assessment of the economics of second‐generation biorefineries, with a focus on the use of food waste and agricultural residues for chemical production by applying biotechnological processes. Analyses are conducted on feedstock and product distribution, applied economic models, and profitability figures for the period 2013–2018. In a study of 163 articles on different biorefinery systems, the production of chemicals is identified as the second major product class, after bioenergy. Bagasse and straw are frequently analyzed second‐generation feedstocks. Based on the evaluation of 22 articles, second‐generation biorefineries producing chemicals by applying biotechnological processes proves to be economically feasible. On average, both the internal rate of return (IRR) and the return on investment (ROI) are 20% and the payback period (PP) is 6 years. The cost share of feedstock in biorefineries is between 0–50%. The price of the end product and the fermentation yields have the most impact on profitability. The processing of food waste that has industrial and municipal origins appears more economical than the processing of agricultural residues. Scientists, policy makers and entrepreneurs with an appropriate risk tolerance are advised to pay particular attention to municipal food waste and the potential economic production of carboxylic acids. For various economic issues related to biorefineries, dynamic‐deterministic models are recommended, which can be extended by a stochastic model. This review provides an initial overview of the economic feasibility of second‐generation biorefineries. Further techno‐economic analyses are required to produce statistically significant statements on key profitability figures. © 2020 The Authors. Biofuels, Bioproducts, and Biorefining published by Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd.
During gestation, the most drastic change in oxygen supply occurs with the onset of ventilation after birth. As the too early exposure of premature infants to high arterial oxygen pressure leads to characteristic diseases, we studied the adaptation of the oxygen sensing system and its targets, the hypoxia-inducible factor- (HIF-) regulated genes (HRGs) in the developing lung. We draw a detailed picture of the oxygen sensing system by integrating information from qPCR, immunoblotting, in situ hybridization, and single-cell RNA sequencing data in ex vivo and in vivo models. HIF1α protein was completely destabilized with the onset of pulmonary ventilation, but did not coincide with expression changes in bona fide HRGs. We observed a modified composition of the HIF-PHD system from intrauterine to neonatal phases: Phd3 was significantly decreased, while Hif2a showed a strong increase and the Hif3a isoform Ipas exclusively peaked at P0. Colocalization studies point to the Hif1a-Phd1 axis as the main regulator of the HIF-PHD system in mouse lung development, complemented by the Hif3a-Phd3 axis during gestation. Hif3a isoform expression showed a stepwise adaptation during the periods of saccular and alveolar differentiation. With a strong hypoxic stimulus, lung ex vivo organ cultures displayed a functioning HIF system at every developmental stage. Approaches with systemic hypoxia or roxadustat treatment revealed only a limited in vivo response of HRGs. Understanding the interplay of the oxygen sensing system components during the transition from saccular to alveolar phases of lung development might help to counteract prematurity-associated diseases like bronchopulmonary dysplasia.
The increased consumption of reduced-fat or non-fat products leads to a reduced intake of fat-soluble bioactive substances, such as fat-soluble vitamins. Due to their natural role as transport systems for hydrophobic substances, casein micelles (CM) might depict a viable system. The structure of CM is characterized by a lipophilic core stabilized by an electric double layer-like structure. Modification allows accessibility of the core and, therefore, the inclusion of fat-soluble bioactive substances. Well-known modifications are pH reduction and use of rennet enzyme. A completely new procedure to modify CM structure is offered by pulsed electrical fields (PEF). The principle behind PEF is called electroporation and affects the electric double layer of CM so that it is interrupted. In this way, lipophilic substances can be incorporated into CM. In this work, we evaluated integration of β-carotene into native CM by an industry-compatible process to overcome disadvantages associated with the use of Na-caseinate and avoid great technical effort, e.g., due to treatment with high hydrostatic pressure. Our research has shown that PEF can be used for disintegration of CM and that significant amounts of β-carotene can be incorporated in CM. Furthermore, after disintegration using PEF, a combination of another PEF and thermal treatment was applied to restructure CM and trap significant amounts of β-carotene, permanently, ending up with an encapsulation efficiency of 78%.
Tierwohl, Grüne Gentechnik, Hofsterben, biologische Vielfalt: Das Agri- und Foodbusiness steht im hohen Maße im Fokus der Öffentlichkeit. In diesem Buch werden Handlungsmöglichkeiten mit Blick auf die kommunikativen Aufgaben der Branche dargestellt – und dies erstmals auf Basis einschlägiger Ansätze aus den Kommunikationswissenschaften und dem PR-Management. Die Autoren liefern einen Überblick über branchenrelevante Themen wie Nachhaltigkeitskommunikation, Storytelling und Krisenkommunikation sowie ihre Einsatz- und Wirkungsweise im Rahmen einer professionellen Öffentlichkeitsarbeit.
In Deutschland werden jährlich ca. 11 Mio. Tonnen Lebensmittel entlang der Wertschöpfungskette entsorgt.
Die Tafeln verteilen ca. 265 000 Tonnen dieser Lebensmittel
und spielen eine bedeutende Rolle in der Reduzierung von
vermeidbaren Lebensmittelabfällen. Ein Teilziel des Projekts LeMiFair ist es, Einblicke in die Arbeit und die Herausforderungen der Tafeln in Niedersachsen zu gewinnen.
Introduction: Patients undergoing revision total hip surgery (RTHS) have a high prevalence of mild and moderate preoperative anemia, associated with adverse outcomes. The aim of this study was to investigate the association of perioperative allogeneic blood transfusions (ABT) and postoperative complications in preoperatively mild compared to moderate anemic patients undergoing RTHS who did not receive a diagnostic anemia workup and treatment before surgery. Methods: We included 1,765 patients between 2007 and 2019 at a university hospital. Patients were categorized according to their severity of anemia using the WHO criteria of mild, moderate, and severe anemia in the first Hb level of the case. Patients were grouped as having received no ABT, 1–2 units of ABT, or more than 2 units of ABT. Need for intraoperative ABT was assessed in accordance with institutional standards. Primary endpoint was the compound incidence of postoperative complications. Secondary outcomes included major/minor complications and length of hospital and ICU stay. Results: Of the 1,765 patients, 31.0% were anemic of any cause before surgery. Transfusion rates were 81% in anemic patients and 41.2% in nonanemic patients. The adjusted risks for compound postoperative complication were significantly higher in patients with moderate anemia (OR 4.88, 95% CI: 1.54–13.15, p = 0.003) but not for patients with mild anemia (OR 1.93, 95% CI: 0.85–3.94, p < 0.090). Perioperative ABT was associated with significantly higher risks for complications in nonanemic patients and showed an increased risk for complications in all anemic patients. In RTHS, perioperative ABT as a treatment for moderate preoperative anemia of any cause was associated with a negative compound effect on postoperative complications, compared to anemia or ABT alone. Discussion: ABT is associated with adverse outcomes of patients with moderate preoperative anemia before RTHS. For this reason, medical treatment of moderate preoperative anemia may be considered.
Standard extensive green roofs (EGRs) with their shallow substrate layers represent extreme sites for plant growth and therefore are planted mostly with drought-resistant species, including non-native plant species. As standard EGR substrates often lack potentially mutualistic soil microorganisms, it has been stated that inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) might increase plant performance and drought resistance. Aiming to support native biodiversity on EGRs, we tested whether AMF inoculation into standard green roof substrate can enhance plant performance and drought resistance of regionally occurring native dry grassland species.
The results of a pot experiment with 11 native plant species growing with and without AMF inoculation showed considerable differences in fitness-relevant plant traits. Over 88 days of moderate drought conditions, inoculated plants produced 2.5 times more above-ground biomass than control plants. In addition, the number of inflorescences on inoculated plants was significantly higher in 5 out of 7 flowering species. Under severe drought stress created by stopping the water supply, however, inoculated plants wilted on average 2.38 days earlier than control plants.
Although the underlying mechanisms of the observed results remain unresolved, AMF inoculation might help to enhance an earlier and higher seed set, facilitating the establishment of a soil seed bank, which is necessary for a self-sustaining plant population in drought-governed habitats such as EGRs.
Organic pot-based production of basil (Ocimum basilicum L.) often has lower biomass yield than conventional cultivation. Previous investigations indicate that this growth impairment is related to high ammonium (NH4+) concentrations in the growing media released by the mineralization of organic nitrogen (N) fertilizers. However, as a result of this ammonification process substrate pH may also increase. Under neutral to alkaline conditions NH4+ is converted to ammonia (NH3), which is known to be phytotoxic even at low concentrations. Therefore, we investigated the impact of both ammonical N species on basil grown in a peat substrate. In total, three fertilization pot experiments were conducted in a greenhouse in order to compare the effect of different organic base dressings [250 and 750 mg N (L substrate)-1 mainly supplied by a liquid amino acid fertilizer (AAF)] and two initial substrate pH levels (5.5 and 6.5). In two treatments, 5% (v/v) mature compost was mixed into the peat 1 day and 12–days before the substrate was used for sowing, respectively. The aim of this procedure was to stimulate nitrification in this way to reduce ammonical N concentration. Ammonia concentration in the aerial plant surrounding environment was measured by using NH3 detector tubes in combination with an open-top chamber method. The results showed that the growth of basil (number of plants, fresh matter yield, plant height) was significantly inhibited in the second and third week of cultivation by rising NH3 and NH4+ exposure, as well as by a substrate pH ≥ 7.0. These adverse effects were reduced by lowering the organic base dressing rate and adjusting the initial substrate pH to 5.5. Furthermore, the addition of mature compost to peat in combination with a 12-day storage was proven to be effective for promoting nitrification in the organically fertilized substrate. As a result, plant growth was improved by both lower NH3 and NH4+ exposure as well as a faster supply of nitrate (NO3-) as an additional N source. Using this approach, it was possible to feed organically fertilized basil right from the seedling stage with a NO3--N/NH4+-N-balanced and later on providing a predominant NO3--N supply.
Im ökologischen Anbau von Topfbasilikum treten des Öfteren Wachstums- und Qualitätsbeeinträchtigungen auf. Diese machen sich bereits an den Jungpflanzen in Form chlorotischer und nekrotischer Keimblätter bemerkbar. Nachfolgend können Infektionen mit Schwächeparasiten wie Botrytis auftreten. Im Rahmen eines Düngungsversuches sollte geklärt werden, inwieweit diese Probleme im Zusammenhang mit der Anreicherung von Ammonium stehen, welches durch die Mineralisierung organischer Dünger in das Kultursubstrat freigesetzt wird. Versuchsfaktoren waren das Ammonium-N/Nitrat-N-Verhältnis (100/0; 50/50; 0/100) und die Stickstoffkonzentration in der Nährlösung (8, 12 und 16 mmol N/L). Ammonium wurde mittels des Nitrifikationshemmstoffes 3,4-Dimethylpyrazolphosphat (DMPP) stabilisiert. Zusätzlich war in den Versuch eine organische N-Düngevariante einbezogen, die neben einer Grunddüngung mit festen Düngern (Hornspäne und DCM ECO-MIX 4) eine flüssige Nachdüngung (Organic Plant Feed) beinhaltete. Die Kultur der Pflanzen erfolgte in einem Torfsubstrat, das zu Versuchsbeginn auf pH 6,5 eingestellt war.
Mit Nitrat (NO3-) als alleiniger Stickstoffquelle zeigte Basilikum über den gesamten Kulturzeitraum ein vitales Wachstum. Ein reines Ammoniumangebot (NH4+) ging, unabhängig von der N-Stufe, mit einer geringeren Keimrate sowie mit verminderten Pflanzenhöhen- und Frischmassezuwächsen einher. Außerdem waren hier chlorotische Keimblätter und eine verringerte Turgeszenz des Sprosses zu beobachten. In der organischen N-Düngevariante blieb das Pflanzenwachstum zunächst ebenfalls hinter dem mit NO3--Angebot zurück. Des Weiteren waren hier die Schadsymptome an den Keimblättern besonders stark ausgeprägt. Im Zuge der Ammonifikation der organischen N-Dünger kam es in den ersten Versuchswochen zu einer Anreicherung von bis zu 350 mg NH4+-N/L Substrat als alleiniger mineralischer Stickstoffform. Mit fortschreitender Nitrifikation setzte dann ein stimuliertes Pflanzenwachstum ein. Zu Versuchsende wiesen die organisch gedüngten Pflanzen den höchsten NO3--Gehalt im Spross auf. Der kompakteste Wuchs und die höchste Turgeszenz der Pflanzen konnten mit ausgeglichenem NH4+/NO3--Angebot erzielt werden.
The relevance of cross-industry innovation has increased in recent decades with a growing number of inter-industry fields emerging on the borderline between formerly distinct industries. The aim of this paper is to analyse industry convergence in four probiotics innovation value chains based on the following indicators: cross-industry relationships along the innovation value chain as well as knowledge, technological, regulatory and competence convergence. In so doing, the study delivers a framework of indicators for scrutinising industry convergence processes. In order to identify industry convergence, we analyse companies in the converging area of foods and drugs based on products containing the four bacteria strains: Lactobacillus caseii DN 114001, Bifidobacterium lactis Bb12, Lactobacillus acidophilus LA5 and Lactobacillus rhamnosus. Hence, the commercial availability of the strains on the market serves as a selection criterion. Altogether 12 companies stemming from four industrial backgrounds, food and agriculture (5), pharmaceutics (5), chemistry (1) and personal care (1), as well as one research organisation are identified. Cross-industry relationships occur along the innovation value chains of the four strains. Clear signs of knowledge and technological convergence are found as companies are not only publishing and patenting in the usual area of their own industrial field but also in the area of other industrial fields. Companies with different industrial backgrounds show activities in obtaining health claims indicating regulatory convergence. Companies' competence bases seem to converge as companies with different industrial backgrounds are involved in acquisitions, licencing agreements and strategic alliances (competence convergence). We contribute to the existing body of literature by assessing industry convergence from an innovation value chain perspective with a set of indicators reflecting the intensity of industry convergence. This framework of indicators stemming from literature has not yet been used in a combined comprehensive analysis. Furthermore, we tried to show the characteristics of strategic types driving industry convergence in probiotics.
Soil seed banks have a high potential for vegetation re-establishment in restoration projects. We studied the soil seed bank in an oxbow system of a disconnected floodplain of the Danube River in Southern Germany. The aim of the study was to analyze if floodplain target species were still present in the seed bank after more than 150 years of embankment and disconnection from fluvial dynamics. In this context we investigated seed density, seed bank species richness and species composition in four broad habitat types with and without water-level fluctuations during the time of embankment (permanent water, fluctuating water, reed bed, hardwood floodplain forest). In addition, the similarity between seed bank and above-ground vegetation in these habitat types was studied in order to predict the success of future restoration measures. In total, 124 vascular plant species were determined in the seed bank samples. More than 50 % (66 species) were target species typical for floodplain habitats and 26 of these target species were lost or very rare in the above-ground vegetation. The four habitat types differed significantly in mean seed density and mean species richness. Mean species richness and the number of target species in the seed bank as well as the mean seed density were greatest in the habitats with fluctuating water level whereas mean seed density was much lower in the parts with more or less stable conditions like permanently standing water and hardwood floodplain forest. Sørensen similarity between seed bank and above-ground vegetation was very low in habitats with more or less stable water levels and desirable floodplain target species were very rare or completely absent. Our results indicate that the soil seed bank can be an important seed reservoir for the ecological restoration of floodplain plant communities especially for habitats with unstable environmental conditions during the period of disconnection. Restoration of water level dynamics is important to maintain the seed bank of populations of floodplain target species.
Um die Milchviehhaltung gibt es seit einigen Jahren auch eine öffentliche Tierwohldiskussion. Zwei Aspekte sind dabei immer wieder Gegenstand der Debatte: Die Anbindehaltung und der Weidegang. Auf Basis von qualitativen Interviews mit zivilgesellschaftlichen Verbänden und landwirtschaftlichen Verbänden zum Thema Tierwohl in der Milchviehwirtschaft wurden die Einstellungen und die Argumentationsmuster beider Verbandsgruppen zu den Haltungsformen Weidegang und Anbindehaltung ergründet. Von Interesse ist dieser Vergleich, da im Rahmen öffentlich-medialer Kommunikation die Diskussionsfronten zwischen beiden Verbandsgruppen als verhärtet dargestellt werden. Die Analyse der Aussagen der qualitativen Interviewreihe dieser Studie erlaubt die begründete Annahme, dass beide Verbandsgruppen mit den Themenkomplexen Anbindehaltung und Weidehaltung in einem wissenschaftlich orientierten Kommunikationskontext differenziert umgehen. Eine klare Polarisierung der Einstellungen zwischen beiden Verbandsgruppen war im Rahmen dieser Gesprächsformen nicht wahrnehmbar.
Auch um die Milchviehhaltung gibt es seit einigen Jahren eine öffentlich geführte Tierwohldiskussion. Zwei Aspekte sind dabei immer wieder Gegenstand der Kommunikation: Die Anbindehaltung und der Weidegang. Auf Basis von qualitativen Interviews mit zivilgesellschaftlichen Verbänden und landwirtschaftlichen Verbänden wurden die Einstellungen und die Argumentationsmuster beider Verbandsgruppen zu den Haltungsformen Weidegang und Anbindehaltung ergründet. Von Interesse ist dieser Vergleich, da im Rahmen öffentlich-medialer Kommunikation die Diskussionsfronten zwischen beiden Verbandsgruppen verhärtet erscheinen. Die Analyse der Aussagen, die im Rahmen der qualitativen Interviewreihe dieser Studie getätigt wurden, erlaubt die begründete Annahme, dass beide Verbandsgruppen mit den Themenkomplexen Anbindehaltung und Weidehaltung in einem wissenschaftliche orientierten Kommunikationskontext differenziert umgehen. Eine klare Polarisierung der Einstellungen zwischen beiden Verbandsgruppen ist in einem solchen Umfeld nicht mehr wahrnehmbar gewesen.
While the Food and Biotechnology industries often use unit operations that have been known for some time, sometimes these processes are not efficient or sustainable. The need to develop more efficient processing lines to obtain higher quality products is of utmost importance. Over the last years, pulsed electric fields (PEF) processing has attracted the interest of numerous researchers and companies due to its ability to reduce processing time, preserve thermolabile compounds, which are responsible for the aroma, nutritional and bioactive properties of food products.
Therefore, in this article, some of the most important studies regarding the application of PEF technology in food and biotechnology processing is discussed.
Applications of pulsed electric fields for processing potatoes: Examples and equipment design
(2022)
In the last two decades, pulsed electric fields (PEF) have successfully been introduced into the food industry, as one of the most promising and "game changing" technologies. This review is devoted to the recent applications of pulsed electric fields used in processing potatoes. The potato processing market size was estimated to be ca. USD 24.83 billion (2018) and with an annual growth rate of 5.2%. The physicochemical characteristics of potatoes and the specificity of potato processing lines makes a pulsed electric field very versatile and flexible allowing one to achieve different technological aims by its implementation into technological lines. In this paper, a short analysis of the potato structure and its nutritional properties, applications of moderate electric fields, ohmic heating, and pulsed electric fields are presented. Moreover, the basic electroporation effects, metabolic responses, texture modification and different PEF assisted processes applied to the potato are discussed. Finally, some examples of commercial applications and a brief description of the available equipment for the PEF processing of potatoes are presented.
Applied Analytics : Datentransformation mit R und dplyr: Überblick der 5 wichtigsten Operationen
(2021)
Überblick über die fünf Operationen in der Datentransformation mit dplyr:
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Dieses Video ist ein Ausschnitt aus der Vorlesungsaufzeichnung vom 16.11.2021 aus dem Modul "Empirisches Arbeiten" von Prof. Dr. Nicolas Meseth an der Hochschule Osnabrück.
Despite the high significance of the Western Siberian grain belt for crop production in Russia, its weed communities are largely unknown. In this region spring wheat is grown on fertile Chernozem soils with large field sizes but land-use intensity per area is low compared to Central Europe. By usin a randomized sampling design we studied arable weed assemblages in the northern forest-steppe zone of Tyumen region on 99 within-field sampling plots of 100 m² size. Surprisingly, with average of 9.8 ± 3.8 species 100 m-2 species richness was low when compared with low-input farming in Central Europe and did not differ between areas of different land-use intensity. Against expectations species composition was not predominantly controlled by soil characteristics and climate, most likely due to short natural gradients. Instead, management factors such as fertilization and tillage intensity seemed to be important factors. Except for two species the Tyumen weed flora consisted mainly of species that are widespread throughout the temperate zone. We found only 10 species with an origin or core area in North Asia or Eastern Europe. The species pool was generally small and with 26% the proportion of non-native spe cies (archaeophytes) was low, when compared to Central European weed communities. Given that weed communities with higher species richness are described from neighboring Bashkiria, we conclude that arable land-use intensity in Tyumen region is high enough to reduce community species richness within arable fields estimated by a randomized sampling design. Since measured soil nutrient values did not affect species richness, herbicide use is most likely the crucial management factor. Furthermore, species-richness was vitally restricted by the small species pool. The low proportion of thermophilous arable weed species that originate from the Mediterranean or Middle-Eastern area and contribute signif icantly to the Central European weed diversity indicate that climatic dispersal limitations may be re sponsible for the small number of weed species in the Tyumen flora. An additional constraint was the short history of arable farming in Western Siberia, where considerable arable land use was started only by the end of the 17th century.
Between Ekaterinburg and Nowosibirsk, in the Western Siberian grain belt, spring wheat is grown on fertileChernozem soils. Field and farm sizes are large but the land-use intensity per area is low compared to CentralEurope. Fertilizers and pesticides are applied only in low to moderate quantities and yields range between 10and 20 dt ha-1 . We studied the arable weed flora in the northern forest steppe zone of Tyumen region using arandomized sampling design. Surprisingly, the species richness was only moderate, on average 9.8 ± 3.8species per 100 m². Compared to weed communities of Bashkiria (Southern Ural) and less intensively usedarable land of Central Europe these numbers are rather low. Moreover, most of the recorded species werecosmopolitans or widely distributed throughout the temperate zone. We suggest that the land use intensitywas high enough to reduce the density of a number of weed species in a way that they were not registered byour random sampling design. The limited conservational value of the weed vegetation of large grain fields inTyumen leads to the conclusion that if intensification of land use is unavoidable, it should be directed to arableland and not to ex-arable land or ancient grassland, which is of higher conservation value.
Are natural floods accelerators for streambank vegetationdevelopment in floodplain restoration?
(2021)
Riverbanks are very dynamic habitats for riparian vegetation strongly influenced byfluvial and geomorphic processes. This habitat type was severely reduced in the pastby river straightening and bank stabilisation. Restoration and establishment of newfloodplain streams promote this habitat, but a directed succession to later stages wasobserved many times. Our study aimed to analyse whether the often observeddirected succession of the streambank vegetation after restoration implementationcould be reversed by a natural flood along a newly created floodplain stream. Weinvestigated the effects of a natural flood in 2013 and different prerestorationconditions on species development in the riparian zone. Vegetation was studiedalong 12 transects in four different sections from 2011 to 2014. Species composi-tion differed strongly between the sections. Species richness was lowest in a newlydug steep section with high morphological dynamics and highest on wider flatstreambanks. Changes during the years reflecting different hydrological eventsvaried between sections. The high natural flood in 2013 reduced the cover of theherb layer and increased bare ground, which led in most sections to a loss of non-target species. Total target species richness did not change due to the natural flood,while target species showed a high turnover rate. In the following year, however,the flood‐induced development of species composition, in general, was reversed.Natural floods changed abiotic and biotic conditions along the streambank, but theydid not accelerate ecological restoration towards predefined target ecosystems.However, they were necessary to preserve the needed dynamic vegetation changesand species turnover to hinder the succession to later stages dominated by a fewspecies. Our study shows that riparian vegetation near the streambank can bemonitored most effectively in cross‐profile transects, both in the long‐term andevent‐related.
In the past few years, studies have been carried out to record and analyse the consumer behaviour of manual dishwashing. Manual dishwashing in households is performed in many ways that influence the use of resources. Furthermore, knowledge has been gained on the basis of experiments on how to optimize the use of resources in manual dishwashing. Optimization here means achieving the best possible cleaning performance with a minimum input of resources. This experimental knowledge, combined with the experience of everyday life, was transferred into Best Practice Tips.
The aim of this study is to verify whether it is possible to save resources while applying these Best Practice Tips in comparison with the consumers' previous behaviour.
In a laboratory study, 53 consumers from Europe (23 Germans, 30 other Europeans) were asked to apply the Best Practice Tips while washing up 12 place settings of dishes. The data gained were compared with that of previous studies recording consumers' everyday behaviour while washing up the same amount of dishes. The sample consisted of 113 European consumers and the sample of the second study consisted of 60 Europeans.
On average, the 53 test participants applying the Best Practice Tips used around 60% less water, 70% less energy and 30% less detergent compared with the average everyday behaviour the other subjects used. Additionally, they achieved a slightly better cleaning result. An evaluation questionnaire showed that the Best Practice Tips were, in general, highly accepted; however, some concerns were given about their exact application in everyday life. Because of the wide variation of washing-up habits and resource consumption among individuals, the confidence intervals of the studies are rather large. The results should therefore be seen as tendencies on how resource savings are possible when people are trained how to optimize resources in manual dishwashing. Nevertheless, this study should be the basis for further ones in which the learning is verified in everyday life and over a longer period of time.
Von 2010 bis 2014 wurden im Rahmen
des Projekts „ProSaum“ Verfahren zur
Wiederansiedlung arten- und blütenreicher Säume und Feldraine mit gebietsheimischem Wildpflanzensaatgut entwickelt. Für die standortangepassten
Saatmischungen wurden einheimische
Pflanzenarten ausgewählt, die typisch für
alte artenreiche Feldraine und mesophile
Saumgesellschaften im Raum Osnabrück
sind. Die Ergebnisse eines Blockversuchs und weiterer Versuche auf Landschaftsebene zeigen, dass es möglich
ist, artenreiche Säume und Feldraine
durch Ansaat in Kombination mit sorgfältiger Bodenbearbeitung und Entwicklungspflege wiederherzustellen. Aus den
Ergebnissen werden Empfehlungen für
die Standortauswahl, Bodenbearbeitung,
Ansaat und Pflege abgeleitet.
Die Landwirtschaft ist ein Wirtschaftszweig mit massiven Auswirkungen auf die biologische und agrobiodiverse Vielfalt. Nachhaltige Ernährung ist ein entscheidender politischer Hebel und eine realistische Chance, die Umweltauswirkungen des Agrar- und Ernährungssektors zu verringern und gleichzeitig die menschliche Gesundheit zu verbessern. Auswärts essen ist für viele Verbraucher eine immer häufiger anzutreffende Gewohnheit, und indem sie nachhaltige Gerichte anbieten, können Catering-Unternehmen eine zentrale Rolle spielen. Dazu müssen sie die Nachhaltigkeit ihres Lebensmittelangebots verstehen und richtig einschätzen können, aber es gibt noch keine gut etablierten Bewertungsinstrumente. Im Rahmen des NAHGAST-Projekts, zu dem diese Studie gehörte, wurde ein Instrument zur Bewertung der Nachhaltigkeit für Catering-Unternehmen entwickelt und getestet, das auf konkreten, pro Mahlzeit definierten Zielen basiert. Diese Studie befasst sich mit dem Mangel an Methoden zur Bewertung der Auswirkungen von Lebensmitteln auf die biologische Vielfalt, wobei der Schwerpunkt auf der Agrobiodiversität liegt. Die Arbeit veranschaulicht eine kontextspezifische Anwendung eines erweiterten DPSIR-Modells zur Strukturierung von Informationen und Auswahl von Indikatoren und schlägt eine transdisziplinäre Nutzung bestehender Messgrößen vor. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um wissenschaftlich fundierte Zielwerte oder Nachhaltigkeitsspannen für jeden Indikator pro Mahlzeit zu definieren, damit diese berechnet werden können.
Die Stärken und Grenzen der Studie werden diskutiert.
Background
Postoperative delirium (POD) and postoperative cognitive dysfunction (POCD) are frequent and serious complications after surgery. We aim to investigate the association between genetic variants in cholinergic candidate genes according to the Kyoto encyclopedia of genes and genomes - pathway: cholinergic neurotransmission with the development of POD or POCD in elderly patients.
Methods
This analysis is part of the European BioCog project (www.biocog.eu), a prospective multicenter observational study with elderly surgical patients. Patients with a Mini-Mental-State-Examination score ≤ 23 points were excluded. POD was assessed up to seven days after surgery using the Nursing Delirium Screening Scale, Confusion Assessment Method and a patient chart review. POCD was assessed three months after surgery with a neuropsychological test battery. Genotyping was performed on the Illumina Infinium Global Screening Array. Associations with POD and POCD were analyzed using logistic regression analysis, adjusted for age, comorbidities and duration of anesthesia (for POCD analysis additionally for education). Odds ratios (OR) refer to minor allele counts (0, 1, 2).
Results
745 patients could be included in the POD analysis, and 452 in the POCD analysis. The rate of POD within this group was 20.8% (155 patients), and the rate of POCD was 10.2% (46 patients). In a candidate gene approach three genetic variants of the cholinergic genes CHRM2 and CHRM4 were associated with POD (OR [95% confidence interval], rs8191992: 0.61[0.46; 0.80]; rs8191992: 1.60[1.22; 2.09]; rs2067482: 1.64[1.10; 2.44]). No associations were found for POCD.
Conclusions
We found an association between genetic variants of CHRM2 and CHRM4 and POD. Further studies are needed to investigate whether disturbances in acetylcholine release and synaptic plasticity are involved in the development of POD.
Diet can influence healthy aging through anti- or proinflammatory effects, partly by modulating the gut microbiome composition. This study investigated the relationships between the Dietary Inflammatory Index (DII), the gut microbiome, and nutritional status in elderly individuals. Methods: This cross-sectional analysis included 114 home-dwelling individuals aged over 70 years. The Energy-adjusted DII (E-DII) was calculated from 3-day food diaries, and blood samples were taken to measure micronutrient status, glucose, and lipid metabolism. Body composition was assessed using bioimpedance, and fecal gut microbiome composition was analyzed through 16S rRNA gene sequencing. The participants were categorized into maintaining an anti-inflammatory diet (AD) and a pro-inflammatory diet (PD) based on the median E-DII score. The associations of E-DII groups with blood markers and microbial diversity and composition were examined using the analysis of covariance, permutational analysis of variance, and multivariate linear models. Results: The AD (n = 57, 76 ± 3.83 years) and PD (n = 57, 75 ± 5.21 years) groups were similar in age but differed in sex distribution, with a higher proportion of females in the AD group (p = 0.02). When compared to the PD group and adjusted for sex, the AD group had a lower body mass index, fat mass, fasting insulin level, HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance), fasting triglycerides, and serum uric acid concentration (all p < 0.05), with higher concentrations of high-density lipoprotein, red-blood-cell folate (RBC), and Omega-3 index (all p < 0.05). While the microbial diversity and composition did not differ between the DII groups, folate concentrations were negatively associated with Agathobacter and positively associated with Bacteroides abundance (both q = 0.23). Lower uric acid concentrations were associated with a higher abundance of Bifidobacterium (q = 0.09) and lower abundance of Phocaeicola (q = 0.11). Discussion: The study suggests that following an anti-inflammatory diet is associated with improved nutritional status in the elderly. Dietary blood markers, rather than E-DII, were found to be associated with the gut microbiome, suggesting a potential link between the microbiome and changes in nutritional markers independent of diet. Further studies are needed to explore the causal relationship between dietary inflammatory potential, gut microbiome, and healthy aging.
Aus dem Brutschrank ins Gewächshaus – Bewertung des Stickstoffhaushalts in Substraten (Abstract)
(2022)
Auf Basis von drei Proteinabsenkungsversuchen auf einem Praxisbetrieb in Nord-West Deutschland und einem in einem Versuchsstall wurden die Auswirkungen dieser Fütterung auf betriebliche N-Bilanzen und ausgewählte Nachhaltigkeitsparameter betrachtet.
Die N-Reduktion in den jeweiligen Versuchsgruppen hatte keine Verringerung
des N-Überschusses zur Folge. Die N-Ausscheidungen konnten in allen 4 Projekten deutlich reduziert werden und sie unterschieden sich signifikant voneinander.
Die N-Effizienz verbesserte sich ebenfalls signifikant. Bei den Klimabilanzen entscheidet alleinig die Herkunft des Sojaextraktionsschrotes (Nord- oder Südamerika) ob der Einsatz einer stark N-reduzierten Fütterung sinnvoll ist oder nicht.
Eine generelle Verbesserung der Klimabilanz durch Einsparung von Sojaschrot konnte nicht belegt werden.
Diese Abschlussarbeit beschäftigt sich mit dem Thema „Außenanlagen in der Immobilienbewertung“. Hiermit soll analysiert werden, inwieweit Außenanlagen einen Werteinfluss auf den Verkehrswert bebauter Grundstücke haben. Das Ziel dieser Studie ist herauszufinden, wie Außenanlagen bisher in der Immobilienbewertung berücksichtigt werden und wie ihr Potenzial als Werttreiber gemessen werden kann. Die Fragestellungen wurden auf Auswertungen geeigneter Fachliteratur aus den Bereichen der Immobilienbewertung sowie Garten- und Landschaftsbau untersucht.
Darüber hinaus haben Gespräche mit Professoren und Mitarbeitern der Hochschule Osnabrück sowie mit Fachspezialisten aus der Immobilienbranche als auch ein Experten-Interview für aufschlussreiche Diskussionen gesorgt.
Im Ergebnis wird deutlich, dass Außenanlagen durch Berührung gewisser wertbestimmender Parameter einen Einfluss auf den Marktwert von Immobilien ausüben. Wie die Studien zeigen, liegt dieser Wertanteil in einer Grauzone. Dies liegt vor allem an der unklaren Abgrenzung des Außenanlagenbegriffs in der Immobilienbewertung.
Um den unbekannten Werteinfluss zu ermitteln, wird mit dieser Arbeit eine Möglichkeit für eine Datenerhebung erarbeitet. Die Evaluation soll in Form einer Befragung von Immobiliensachverständigen durchgeführt werden. Zur vergleichbaren Beurteilung dient ein erarbeiteter Kriterienkatalog. Auf diese Weise soll das wertsteigernde Potenzial von Außenanlagen auf den Ertragswert einer Immobilie gemessen werden können. In der Vergangenheit erstellte Ertragswertgutachten, die zu Verkaufstransaktionen geführt haben, sollen auf dieser Grundlage ausgewertet und verglichen werden.
Das Endergebnis zeigt, wie mit dieser empirischen Datenerhebung ein Fazit bezüglich des tatsächlichen Wertanteils durch Außenanlagen am Immobilienwert bestimmt werden kann.
Die Entnahme, der Transport und die Wiedereinbringung von Boden und Sedimenten finden in einer Vielzahl von Bau- und Unterhaltungsmaßnahmen statt. Die zu entnehmenden Bodenmassen müssen in der Regel untersucht, klassifiziert und hinsichtlich ihrer weiteren Verwendung eignungsgeprüft werden, um eine gefahrlose und wirtschaftlich sinnvolle Wiederverwendung zu ermöglichen. Insbesondere bei komplexen Fällen, bei denen größere Mengen Bodenmaterial zu behandeln sind, ist ein ökologisch ausgerichtetes und Ökonomisch durchkalkuliertes Bodenmanagement erforderlich.
Mit dieser Thematik beschäftigt sich das diesjährige Diskussionsforum Bodenwissenschaften. Anhand von fünf Fachvorträgen sollen die verschiedenen Facetten des Bodenmanagements vorgestellt und diskutiert werden. Es wird eingangs am Beispiel der Stadt Münster der Frage nachgegangen, wie generell in der Bauleitplanung und bei der Bauausführung mit Bodenmaterial umgegangen wird. Weitere Themenfelder sind die Herausforderungen bei der Suche geeigneter Materialien zur Rekultivierung von Deponiebauwerken sowie der Umgang mit kontaminierten Bodenmassen am Beispiel umfangreicher Bodensanierungsmaßnahmen in einem Osnabrücker Wohngebiet.
Neben dem terrestrischen Bereich wird auch der aquatische Bereich betrachtet. Das Bodenmanagement im Rahmen des ökologischen Gewässerumbaus der Emscher und ihrer Nebenflüsse im Ruhrgebiet sowie im Rahmen der Gewässerunterhaltung am Beispiel der stark erosionsbeeinflussten Fließgewässer im Osnabrücker Raum wird in zwei weiteren Vorträgen detailliert dargestellt.
Die Umstände des globalen Klimawandels erfordern zukünftig auch in Hannover eine Neuauswahl der Stadtbaumarten zugunsten hitze- und trockenheitstoleranter Arten. In Zusammenarbeit mit der Stadt Hannover wurde ein Baumentwicklungskonzept für zukünftige Baumpflanzungen in der Landeshauptstadt erarbeitet. Im Konflikt zwischen Schutz der heimischen Flora und Fauna und Maßnahmen der Klimaanpassung wurde die „Assisted Migration“ als Ansatz und Kompromiss zwischen beiden Bereichen gewählt. Hierbei werden Arten durch gezielte Eingriffe parallel zum Verlauf der theoretischer Arealverschiebung der Klimaerwärmung bewegt. Um mögliche Herkunftsgebiete für diese Arten zu finden, wurden auf europäischer Ebene klimatische Analoggebiete für Hannovers zukünftiges Klima gesucht. Das Klima verschiedener Standorttypen Hannovers wurde mithilfe von aktuellen klimatischen Szenarios für den Zeitraum 2080-2100 projektiert und anschließend europaweit mit dem lokalen Klima der Periode 1970-2000 verglichen. Gebiete Süd- und Südosteuropas verfügen über klimatischen Eigenschaften, welche dem in Hannover zukünftig erwarteten Klima entsprechen. Sie wurden auf ihr Gehölzvorkommen untersucht. Unter Einbezug der natürlichen Standortbedingungen und bereits gemachter Erfahrungen wurde eine umfangreiche Artenliste erarbeitet. Diese schlägt Baumarten vor, die zukünftig an die Klimabedingungen angepasst sind und jetzt und im Verlauf der nächsten Jahrzehnte an verschiedenen Standorten Hannovers gepflanzt werden können.
Aims
Understanding fine-grain diversity patterns across large spatial extents is fundamental for macroecological research and biodiversity conservation. Using the GrassPlot database, we provide benchmarks of fine-grain richness values of Palaearctic open habitats for vascular plants, bryophytes, lichens and complete vegetation (i.e., the sum of the former three groups).
Location
Palaearctic biogeographic realm.
Methods
We used 126,524 plots of eight standard grain sizes from the GrassPlot database: 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 1, 10, 100 and 1,000 m2 and calculated the mean richness and standard deviations, as well as maximum, minimum, median, and first and third quartiles for each combination of grain size, taxonomic group, biome, region, vegetation type and phytosociological class.
Results
Patterns of plant diversity in vegetation types and biomes differ across grain sizes and taxonomic groups. Overall, secondary (mostly semi-natural) grasslands and natural grasslands are the richest vegetation type. The open-access file ”GrassPlot Diversity Benchmarks” and the web tool “GrassPlot Diversity Explorer” are now available online (https://edgg.org/databases/GrasslandDiversityExplorer) and provide more insights into species richness patterns in the Palaearctic open habitats.
Conclusions
The GrassPlot Diversity Benchmarks provide high-quality data on species richness in open habitat types across the Palaearctic. These benchmark data can be used in vegetation ecology, macroecology, biodiversity conservation and data quality checking. While the amount of data in the underlying GrassPlot database and their spatial coverage are smaller than in other extensive vegetation-plot databases, species recordings in GrassPlot are on average more complete, making it a valuable complementary data source in macroecology.
Die vorliegende Abschlussarbeit befasst sich mit der Arbeitsweise des Building Information Modeling (BIM) in der Landschaftsarchitektur und der Untersuchung von Modellierungsop-tionen für Vegetationsobjekte. Wenngleich Vegetation einen wesentlichen Bestandteil der Planung von Außenanlagen darstellt, gibt es für den allgemeinen Umgang mit Bepflanzung in BIM bisher noch keine ausgereiften Konzepte. Insbesondere die Planung von Stauden-flächen wird in digitalen Modellen bisher kaum thematisiert. Es fehlen darüber hinaus allge-meine Workflows, um die Bepflanzungsplanung in den Prozess des Building Information Modeling zu integrieren. Das vorrangige Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung von exemplarischen Arbeitsab-läufen für das Aufgabenfeld der Bepflanzungsplanung innerhalb der 3D-Modellierungssoft-ware Autodesk Revit. Um die Potentiale des Programms bestmöglich zu nutzen, werden zudem die visuellen Programmierwerkzeuge des Softwaremoduls Dynamo verwendet. Die in Dynamo entwickelten benutzerdefinierten Tools ergänzen die Standardfunktionen von Revit und können für spezifische Modellierungsaufgaben wiederholt zum Einsatz kommen. Zum einen basiert die Modellierung in Revit auf den BIM-Grundlagen der Fertigstellungsgrade und Anwendungsfälle. Zum anderen soll durch das Modell ein automatisiertes Ableiten von Bepflanzungsplänen ermöglicht werden. Eine Analyse spezialisierter Softwareprodukte für die ‚Grüne Branche‘ gibt Aufschluss über die möglichen Funktionen der zu erstellenden Skripte in Dynamo. Der Workflow in Revit wird an einem Beispielprojekt veranschaulicht. Anhand eines Entwurfes für die Außenanlagen des Wohnkomplexes ‚Charlie Living‘ in Berlin wird somit ein vereinfachtes Modell angefertigt. Das Vegetationsmodell wird sukzessive für die Fertigstellungsgrade 100 bis 300 detailliert und enthält Bepflanzungselemente für Bäume, Hecken, Stauden und Pflanzflächen. Die Vegetationselemente werden mit zusätzlichen alphanumerischen Daten versehen und abschließend in einem Bepflanzungsplan dargestellt. Der Modellierungsprozess wird insgesamt mit zehn verschiedenen benutzerdefinierten Dynamo-Tools unterstützt und automatisiert. Anhand des Modellierungserfolges konnte eine generelle Eignung der BIM-Software Revit für die Anforderungen der Bepflanzungsplanung festgestellt werden. Die dargelegten Workflows in dieser Abschlussarbeit könnten demnach auch für das Modellieren von Vegetationsobjekten in anderen BIM-Projekten mit vergleichbarer Software Anwendung finden.
Das 23. gehölzkundliche Winterseminar der Arbeitsgruppe Junge Dendrologen in der DDG fand im Herzen Deutschlands in der Lutherstadt Wittenberg statt. Wie in den vergangenen Jahren war als Tagungsort eine Jugendherberge gewählt worden. Ursprünglich sollte Quartier in der Jugendherberge in der Bauhaus-Stadt Dessau bezogen werden. Da diese bereits ausgebucht war, wurde nach Wittenberg ausgewichen, was für die Programmgestaltung vorteilhaft war.
Seit Ende der 1990er Jahre fanden erhebliche Änderungen hinsichtlich des Bodenschutzrechtes in Deutschland statt. 1999 traten das Bundes- Bodenschutzgesetz BBodSchG und das dazugehörige untergesetzliche Regelwerk, die Bundes-Bodenschutzverordnung in Kraft. In Folge des BBodSchG erließen die Länder nacheinander Landes-Bodenschutzgesetze. Auch im Abfall-und Naturschutzrecht kam es im selben Zeitraum zu Veränderungen, die das Medium Boden berührten. Nachdem nun die rechtlichen Neubestimmungen einige Jahre in Kraft sind, stellt sich die Frage, ob weiterhin Lücken im Bodenschutzrecht auszumachen sind und welche Lösungsansätze hierfür anzudenken sind.
An dieser Stelle setzte das Bodenforum des Studiengangs Bodenwissenschaften der Fachhochschule Osnabrück bei der diesjährigen Tagung an. Namhafte Vertreter aus Verwaltung und Praxis informierten über Lücken im bestehenden Bodenschutzrecht und zeigten ihrerseits innovative Ansätze zu deren Behebung auf. Diese betrafen einerseits Themengebiete, die im Bodenschutzrecht generell zu kurz gekommen sind wie die ökotoxikologischen Bewertungsansätze und die Einbeziehung der Lebensraumfunktion in die Bodenbewertung. Darüber hinaus wurden im Bodenschutzrecht unzureichend beantwortete Fragestellungen, die den Umgang mit belasteten Bodensubstraten oder Standorten betreffen, nämlich die Frage nach den Möglichkeiten des Auf- und Einbringens von Materialien sowie neu zu definierende Sanierungszielwerte im Rahmen der Bauleitplanung, thematisiert. Schließlich wurde der Umgang mit der heutigen Bodenschutzpraxis am Beispiel der Niederlande beleuchtet.
Bilder, die hängen bleiben. Wie lassen sich transdisziplinäre Transformationsprozesse gestalten?
(2020)
Computer-image processing becomes more and more important in the analysis of data in biological and agricultural research and practice. However, robust image processing is highly de pendent on the histogram analysis algorithms used and the quality of the data being processed. The algorithm presented here aims to improve the accuracy of the classification of image data generated under complex boundary situations and inconsistent lighting conditions. Using the example of the determination of nitrogen content of tomato leaves and the qualitative determination of starch con tent of apples on the basis of color image processing, we showed that the developed algorithm is able to perform a robust classification and represents an improvement to simple histogram analysis.
Boden und Bauen
(2010)
Das diesjährige Diskussionsforum Bodenwissenschaften an der Hochschule Osnabrück beschäftigt sich mit dem Thema „Boden und Bauen“.
Im ersten Block stehen der Umgang mit Bodenmaterial sowie Bodenschutz in den Betrieben des Garten- und Landschaftsbaus und die zunehmend an Bedeutung gewinnende Umweltbaubegleitung und Bodenkundliche Baubegleitung auf dem Programm. Zu diesen Themen wird sowohl über den Status Quo berichtet als auch die zukünftige Entwicklung beleuchtet.
Der zweite Schwerpunkt hat die sich ändernden Anforderungen an Bodenmaterialien und Abfälle bzw. Ersatzbaustoffe im Fokus, deren Einbau und Verwertung bislang durch die LAGA Mitteilung 20 sowie § 12 BBodSchV (nicht vollständig) geregelt sind. Die künftige Er-satzbaustoff-Verordnung, ein neuer § 12a BBodSchV und neue Bewertungsgrundlagen, u.a. aus Sicht des Grundwasserschutzes, werden vorgestellt. Diese Vorträge berichten über den aktuellen Diskussions-/Entwurfsstand der geplanten Verordnungen und ermöglichen einen Aus-Blick auf Entwicklungen, die bald in dieser (oder ähnlicher) Form Verbindlichkeit erlangen werden.
Das Diskussionsforum Bodenwissenschaften 2011 trägt den Titel „Boden und Messverfahren – aktuelle Entwicklungen“.
In nahezu allen Bereichen der Bodenkunde entwickeln sich die Feld- und Labormessverfahren ständig weiter. Neue, präzisere und häufig auch leichter anwendbare Techniken werden erfunden, in Testreihen erprobt und anschließend, wenn sie Marktreife erhalten haben, von Fachleuten ingenieurtechnischer und wissenschaftlicher Einrichtungen eingesetzt.
Das diesjährige Bodenforum will einige dieser Weiterentwicklungen in der Breite der unterschiedlichen bodenkundlichen Handlungsfelder vorstellen und diskutieren. Beispielhaft sollen mit Schwerpunkt auf die landwirtschaftliche Bodenforschung die Nah-Infrarot-Spektroskopie und online Messverfahren zu Leitfähigkeit und pH-Wert vorgestellt werden. Weiterentwickelte Schnell-Testverfahren für Nähr- und Schadstoffe in Boden und Grundwasser, die in allen Bereichen von Bedeutung sind, sollen ebenso präsentiert werden. Verfeinerte Sensortechniken aus dem Bereich der Bodenhydrologie sowie in-situ-Sensortechniken, die auf dem Feld der Grundwassersanierung angewendet werden, bilden einen weiteren Schwerpunkt des Bodenforums.
Über die Vorträge, für die wir Referenten aus namhaften Einrichtungen gewinnen konnten, hinaus werden im Rahmen des Forums die unterschiedlichen Verfahren, Techniken und Geräte demonstriert, so dass sich die Teilnehmer direkt vor Ort davon ein Bild machen können und mit den Anbietern bzw. Anwendern Kontakt aufnehmen können.
Der Bodenschutz im Rahmen von Bauvorhaben wird aus ökologischen und ökonomischen Gründen immer wichtiger. Sowohl im urbanen als auch im ländlichen Raum sind durch Bautätigkeiten große Bodenflächen betroffen. Eine Bodenkundliche Baubegleitung (BBB) zusätzlich zu einer ökologischen Baubegleitung wird inzwischen von vielen Seiten eingefordert. Einige Bundesländer haben bereits entsprechende Merkblätter verfasst. In der vom Bundeskabinett im Mai 2017 verabschiedeten Mantelverordnung ist die Möglichkeit der Anordnung einer Bodenkundlichen Baubegleitung vorgesehen. Auch die im Tief- und Landschaftsbau maßgeblichen DIN-Vorschriften betonen die Notwendigkeit einer BBB. Somit wächst der Bedarf an einer fachlich qualifizierten Baubegleitung. Die Folgen von Fehlern bei der Planung und Zulassung von Baustellen sowie der Bauausführung sind häufig teuer und für den Boden meist irreversibel.
Insbesondere bei Bauvorhaben im Zuge der Energiewende, wie z.B. der Errichtung von
Windenergieanlagen oder der Verlegung von Erdkabeltrassen, besteht akuter Handlungsbedarf zum Schutz des Bodens und des Grundwassers. Auch die späteren Bodengefährdungen und Nachteile etwa bei der landwirtschaftlichen Nutzung der Flächen, die nach Errichtung der Anlagen und Trassen auftreten können, werden häufig noch nicht ansatzweise berücksichtigt. Vorbild für Deutschland ist die BBB in der Schweiz, wo sie seit vielen Jahren etabliert ist.
Der steigende Bedarf an der BBB ist auch im Rahmen der Tagung zur Bodenkundlichen
Baubegleitung im Oktober 2017 in Osnabrück deutlich geworden. In den Vorträgen und
Diskussionen wurde betont, dass eine BBB schon von Beginn an bei der Planung
berücksichtigt werden muss. Daher spielt die Schulung der für die Vergabe der
Baumaßnahmen in den zuständigen Behörden Verantwortlichen eine große Rolle neben der fundierten Weiterbildung zum zertifizierten Baubegleiter bzw. zur Baubegleiterin, die
in der Regel in Ingenieurbüros tätig sind. Vor Ort auf der Baustelle ist aber nicht nur
fachliche Kompetenz, sondern auch Kommunikationskompetenz gefordert, um den Schutz des Bodens in das Bewusstsein aller beteiligten Akteure zu rücken. Ein weiterer, bisher vernachlässigter Punkt ist in der Diskussion ebenfalls sehr deutlich geworden. Der in Zukunft vermehrt notwendig werdende Rückbau, z.B. von Windkraftanlagen, stellt die
BBB vor weitere Herausforderungen, um den Boden und seine Funktionen zu erhalten.
Knapp die Hälfte eines guten Bodens besteht aus Poren, also Hohlräumen. Mit der steigenden Mechanisierung in der Land- und Forstwirtschaft steigt die Wahrscheinlichkeit von Bodenverdichtungen. Diese nehmen das Ausmaß von Schadverdichtungen an, wenn die Störung des Porensystems zu einer Beeinträchtigung der ökologischen Bodenfunktionen führt.
In der Tagung soll nach einer Bestandsaufnahme des Ausmaßes problematischer Bodenverdichtungen in landwirtschaftlichen Böden und im Wald der Frage nachgegangen werden, ob und wie Bodenverdichtungen wieder rückgängig gemacht werden können. Schließlich sollen Wege zur Vermeidung von Bodenschadverdichtungen aufgezeigt werden. Dabei werden landwirtschaftliche Böden und Waldböden gleichermaßen betrachtet.