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The worldwide decline of plant and insect species during the last decades has far-reaching consequences for the functionality of ecosystems and their inherent processes. Pollination as one of them is an indispensable ecosystem service for human wellbeing. However, an increasing number of pollinator and plant species are threatened by multiple, interacting, and sometimes synergistic causes that are becoming a growing threat to ecosystem functioning. Given the loss of plant species diversity, it is increasingly difficult for pollinators to find food throughout the year. Therefore, this study analyses the influence of plant diversity on pollinators. The study was conducted in the course of the Jena Experiment, which is a long-term biodiversity experiment (since 2002) with 60 plant species, common to Central European Arrhenatherum grasslands. With a plant diversity gradient of 1, 2, 4, 8, 16, and 60 plant species per plot, time-series data resulted from a wide range of ecosystem processes, ranging from productivity, decomposition, C-storage, and N-storage to herbivory, and pollination. These were studied to investigate the mechanisms underlying the relationships between biodiversity and ecosystem processes. Chapter 2 studies the spatio-temporal distribution of pollinators on flowers along an experimental plant diversity gradient. In particular, the spatial pollinator behaviour was examined. Chapters 3 and 4 continues on the chemical composition of flower nectar (nectar) of various plant species. The chemical composition of the nectar was analysed for the two most important macronutrients, carbohydrates (C) and amino acids (AA), using high performance liquid chromatography (HPLC). Subsequently, their contents were analysed in terms of concentration, proportional content and the ratio of carbohydrates to amino acids (C:AA). In Chapter 3, the nectar of 34 plant species from the grasslands of the Jena Experiment was compared. In Chapter 4, nectar was investigated in the context of diversity effects on the example of the plant species Field Scabious, Knautia arvensis. It was analysed to what extent the nectar quality (nutrient content) differs between plant individuals of one species. Overall, these studies indicate how fragile plant-pollinator interactions are but also how important plant species-rich grasslands are to support plant-pollinator interactions. Increased plant species diversity is essential to ensure the availability of flowering resources throughout the year. Pollinators, such as honeybees, bumblebees, solitary bees, and hoverflies can use the niches in time and in vertical space complementarily. However, in plant species-poor grasslands there may be more niche overlaps, which is probably due to a reduced availability of resources. This points to the need to include different plant species belonging to different plant families, whose nectar may have evolved in response to morphological flower traits and metabolic pathways. Therefore plant species diversity can supply pollinators with nectar differing in carbohydrate and amino acid content and thus differing in quality. Also C-AA ratios have proven to be a useful measurement to reveal differences between plant species. In addition, C:AA ratios were not differing in nectar of K. arvensis individuals growing in different plant species richness levels, although their nectar seemed to be more attractive in mixtures with 16 plant species, likely due to higher content of essential and phagostimulatory amino acids than in plant species-poor mixtures.
Fire plays an important role in the earth system by influencing ecosystems and climate, but climate in turn also influences fire. The system became more complex when humans started using fire as a tool. Understanding the interaction between humans, fire and climate is the major aim of paleofire research. Understanding changes in these three aspects in the past will help predicting future climate, fire and human interactions. The use of lake sediment cores as natural archives for reconstructing past fire activity by counting charcoal particles is well established. This present dissertation is dedicated to the evaluation and application of specific organic molecular markers for biomass burning: levoglucosan, mannosan and galactosan were used as proxies for reconstructing past fire activity in lake sediments thorough the entire Holocene. First, a new analytical method was developed using high-performance anion exchange chromatography combined with mass spectrometry to separate and detect these three monosaccharide anhydrides in lake sediments. The suitability of this analytical method was proven by comparing the levoglucosan, mannosan and galactosan results in selected lake sediment samples from Lake Kirkpatrick, New Zealand and by correlating the results with macroscopic charcoal. Furthermore, the method was successfully applied to a lake sediment core from Lake Petén Itzá, Guatemala to reconstruct regional Holocene fire history. The analyses of levoglucosan were combined with fecal sterols to reconstruct late Holocene human fire interactions at Lake Trasimeno, Italy, demonstrating low fire activity during the Roman period. This combination of studies proves that these molecular markers are valid fire proxies in sediments from multiple locations around the globe. Comparison of levoglucosan, mannosan and galactosan concentrations with macroscopic charcoal trends in Lake Kirkpatrick and Lake Petén Itzá, suggests that the molecular markers represent more regional fire history and low temperature fires in contrast to macroscopic charcoal, which is a local fire proxy. In addition, vegetation changes (Lake Kirkpatrick and Lake Petén Itzá) and charcoal morphotypes (Lake Petén Itzá) were compared to the levoglucosan/mannosan and levoglucosan/(mannosan+galactosan) ratios suggesting that these ratios may be a suitable tool to track burned fuel. Biodegradation tests demonstrate the potential degradation of levoglucosan, mannosan and galactosan if dissolved in water, but findings in ancient sediment samples suggest that particle-bound levoglucosan, mannosan and galactosan can be buried in sediments over millennial time scales. Although uncertainties still exist, the results of this research suggests that organic molecular markers are a suitable regional fire proxy and isomer ratios may help understand changes in burned vegetation.
In den Jahren 2006 und 2007 wurden auf dem Gebiet der Lüneburger Heide nach einer Vorstratifizierung im Rahmen ausgedehnter Feldforschung Umweltdaten für die stark bedrohte Spinnenart Eresus kollari Rossi 1846 und die eurytope Spinnenart Trochosa terricola Thorell 1856 erhoben. Ziel der Arbeit war es, die Habitatbindung beider Arten zu beschreiben und Heidepflegemaßnahmen vor allem für erstere zu benennen, um zu ihrem dauerhaften Erhalt beizutragen. Außerdem sollten beide Arten auf dem gleichen Standort in ihren Habitatansprüchen verglichen werden. Mit Hilfe der vorliegenden Untersuchungen konnte die spezifische Habitatbindung von E. kollari in der Lüneburger Heide beschrieben werden. Heidepflegemaßnahmen, die dazu führen, dass die organische Auflage des Bodens gering, die Temperatur auf Höhe der Röhren der Tiere (in 10 cm Tiefe) hoch und die Heidebedeckung gleichzeitig relativ groß ist, entsprechen den ermittelten Mikrohabitatansprüchen der Art Eresus kollari. Der Nischenvergleich der stenotopen Art E. kollari mit der eurytopen Art T. terricola zeigte, dass die beiden Arten sich hinsichtlich ihrer Habitatparameter nur in den drei Faktoren ‚Bedeckungsgrad Bäume‘, ‚Dicke der organischen Auflage‘ und ‚Bedeckungsgrad Gräser‘ unterschiedlich verhalten. Dabei stellt sich der Reaktionsraum von E. kollari wie eine Teilmenge desjenigen von T. terricola dar. Unter diesem Aspekt kann E. kollari nicht nur als Leitart sondern auch als Schirmart in der Lüneburger Heide dienen. Pflegemaßnahmen wie kontrolliertes Brennen und Schoppern, variabel in Zeit und Raum angewandt, erscheinen vor dem Hintergrund der Ergebnisse der Habitateignungsmodellierung als besonders geeignet, um langfristig die Mikrohabitatansprüche für E. kollari (aber auch für T. terricola) zu sichern. Angesichts des geringen Ausbreitungspotentials von E. kollari werden vielleicht manche geeignete Lebensräume nicht besiedelt. Ein Monitoring sowie (Wieder-) Besiedlungsexperimente auf geeignet erscheinenden Flächen sollten daher für den dauerhaften Erhalt der Art im norddeutschen Raum in naher Zukunft ausgeführt werden.
Lehrkräfte benötigen professionelle Kompetenzen, um den spezifischen Bedürfnissen von mehrsprachigen Schülern gerecht zu werden. Gelegenheiten zum Kompetenzerwerb im Bereich sprachlicher Heterogenität sind daher unerlässlich in der Lehramtsausbildung. Um angemessene Lerngelegenheiten identifizieren und evaluieren zu können, werden in dieser Arbeit zum einen die kognitiven und motivational-affektiven Facetten professioneller Kompetenz für den Bereich Sprachliche Heterogenität modelliert. Zum anderen werden ein Testinstrument zur Messung der kognitiven Facetten (DaZKom-Test) sowie ein Fragebogen zur Erfassung motivational-affektiver Facetten vorgestellt. Die vorliegende Arbeit informiert über die Validierung der Testwertinterpretation des DaZKom-Tests, die Identifizierung von Typen bezogen auf ihre Überzeugungen zu Mehrsprachigkeit in der Schule bei angehenden Lehrkräften, und stellt ein erweitertes theoretisches Kompetenzmodell vor, welches einen internationalen Vergleich von Kompetenzen (angehender) Lehrer ermöglicht. Anhand der gewonnenen Ergebnisse dieser Arbeit ist ein besseres Verständnis der Lehramtsausbildung in Bezug auf den Umgang mit mehrsprachigen Schülern möglich.