Forschung

Durch die Veränderung der Wettersituation im Einzugsgebiet der Donau in Folge der globalen Klima¬erwärmung treten in Österreich vermehrt extreme Starkniederschlagsereignisse gefolgt von außergewöhnlichen Hochwässern auf. Damit steigt das Risiko der Remobilisierung von abgelagerten, in der Folge der Tschernobykatastrophe radioaktiv stark kontaminierten Stauraumsedimenten. Im LLC-Labor Arsenal werden seit 1984 kontinuierlich die Radioaktivtätsdaten der Donaukompartimente Wasser (gelöste Radionuklide), Schwebstoff und Sediment anhand von Monatsmischproben und anlassbezogenen Proben während Hochwässern erhoben. Damit steht eine für Mitteleuropa einzigartige radioökologische Langzeitmessreihe eines großen europäischen Fließgewässers zur Verfügung. Die Fortsetzung dieser Proben- und Datensammlung ist von großer Bedeutung für die Bewältigung zukünftiger Herausforderungen im Strahlenschutz im Hinblick auf potentielle großräumige Umweltkontaminationen. Anhand der radioökologischen Langzeitmessdaten der Donau seit 1984 lässt sich seit dem Jahr 2002 eine Trend-wende im Verlauf der Cs-137-Aktivitätskonzentration feststellen: Während bis zum Jahr 2001 eine Abnahme der Cs-137-Aktivitätskonzentration im Sediment des österreichischen Donauabschnitts mit einer ökologischen Halbwertszeit von rund 5 Jahren stattgefunden hat, stagniert seit 2002 der Abwärtstrend der Cs-137-Aktivitätskonzentration und es treten vereinzelt unerwartet hohe Cs-137-Konzentrationen im Donausediment auf. Dieses seit dem Jahr 2002 veränderte Verhalten könnte im Zusammenhang mit zunehmenden Cs-137-Freisetzungen aus Umweltkompartimenten aufgrund der globalen Klimaänderung und damit verbundener außergewöhnlicher Hochwässer stehen.

Die Winterdormanz ist eine Periode eingeschränkter Entwicklung, die es Insekten erlaubt ungünstige Umweltbedingungen zu überstehen. Sie kann als unmittelbare Reaktion auf schädliche Bedingungen erfolgen (Quieszenz), oder in Form eines komplexeren und dynamischen Prozesses, der Diapause. Die fakultative Diapause wird durch spezifische Umweltreize ausgelöst die typischerweise ungünstigen Bedingungen vorangehen, vor allem eine abnehmende Photoperiode. Die obligate Diapause ist genetisch fixiert und tritt unabhängig von äußeren Bedingungen auf. Winterdormanz ist dabei stets mit reduzierter Aktivität und metabolischen Anpassungen verbunden. Die oligophage, koinobionte und endoparasitische Brackwespe Glyptapanteles liparidis zählt zu den bedeutendsten natürlichen Gegenspielern des Schwammspinners, Lymantria dispar, einem wichtigen laubfressenden Schädling in Eichenwäldern. Trotz einer langen Forschungsgeschichte in diesem Wirt-Parasitoid-System, ist die Frage der Überwinterungsbiologie von G. liparidis bis heute nur unzureichend geklärt. Eier oder Larven des ersten Stadiums der Wespe überwintern im Inneren einer Wirtsraupe. Nachdem der univoltine Schwammspinner im Ei überwintert, ist die multivoltine Brackwespe auf andere Schmetterlingsarten als Alternativwirte angewiesen, die im Raupenstadium überwintern. Ein möglicher Überwinterungswirt ist der Eichenspinner, Lasiocampa quercus, eine weitverbreitete Art in Eichenwäldern mit breiter ökologischer Amplitude. Hier überwintern junge bis mittlere Raupenstadien, wobei auch die Überwinterungsbiologie des Eichenspinners bisher nur unzureichend untersucht ist. Unser Ziel ist die Untersuchung der Überwinterungsstrategie der parasitischen Wespe und ihres potenziellen Überwinterungswirtes. Weiter soll geklärt werden, ob sich verändernde Umweltbedingungen zu einer Asynchronität in der Entwicklung von Parasitoid und Wirt führen können. Die Induktion, Dauer und Intensität der Winterdormanz von G. liparidis und L. quercus wird in Labor- und Semi-Freiland-Experimenten untersucht. Verschiedene Entwicklungsstadien der Versuchstiere werden dabei unterschiedlichen Photoperioden und Temperaturen ausgesetzt. Parasitierte Wirtsraupen werden in regelmäßigen Abständen seziert, um den Entwicklungsfortschritt der Wespenlarven im Inneren des Wirtes zu dokumentieren. Metabolische Anpassungen wie Futterkonsumation und Kotabgabe, Atmungsaktivität, Unterkühlungsfähigkeit und die Konzentration bestimmter Metaboliten wie Glykogen, Trehalose, mehrwertiger Alkohole, Aminosäuren und Proteine in der Hämolymphe werden gemessen.

Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, praktische Anleitungen für die erfolgreiche Wiederherstellung einheimischer Wälder im äthiopischen Hochland zu geben. Um dies zu erreichen, werden wir einen Ansatz verfolgen, der die Versorgung mit einheimischen Baumarten stärkt, kombiniert mit Untersuchungen zur Etablierung dieses Materials in baumartenreichen Plantagen. Zu diesem Zweck wird das nationale Angebot an Vermehrungsmaterial durch die Anlage von Sämlingsplantagen für die Zielbaumarten (Juniperus procera, Prunus africana, Podocarpus gracilior, Albizia gummifera, Olea europaea sub sp. cuspidata, Cordia africana, Millettia ferruginea), durch Methoden der vegetativen Vermehrung (in erster Linie für Juniperus procera, aber auch für andere Arten) und durch die Untersuchung des Wachstums der Zielbaumarten in den Parzellen mit verschiedenen Baumarten verstärkt. In den Parzellen werden die Mineralstoffanforderungen der Baumarten und Pflanzenschutzmethoden zur Unterstützung einer erfolgreichen Etablierung untersucht. Das Projekt HIGH FIVE wird auf den Erfahrungen und Daten aufbauen, die das Konsortium, das sich aus zwei österreichischen Partnern, dem Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW) und der Universität für Bodenkultur (BOKU), sowie der Ethiopian Forest Development Agency (EFD) und der Bahir Dar University (BDU) aus Äthiopien und dem World Agroforestry Centre (ICRAF) aus Kenia zusammensetzt, in früheren Projekten gesammelt hat.