Abschlussarbeiten

Die Abteilung Boden und Umwelt betreut ein umfangreiches Messnetz im Rahmen des Umweltmonitorings und befasst sich mit einem breiten bodenkundlichen Spektrum an Aufgaben und Projekten, die eine ideale Grundlage für Abschlussarbeiten (Bacheloarbeit / Masterarbeit) bieten.

Die Abschlussarbeiten werden gerne in Kooperation mit der jeweiligen Hochschule betreut. Eigene Ideen für Abschlussarbeiten werden gern unterstützt, sofern sie auch im Interesse der Abteilung sind. Bitte kontaktieren Sie hierfür die jeweiligen Ansprechpartner.

Aktuell bietet die Abteilung Boden und Umwelt folgende Themen für Abschlussarbeiten (B.Sc. / M.Sc) an:

Ziel

Entwicklung einer Transferfunktion zwischen Texturbestimmung mittels Laserdifraktometrie und Texturbestimmung mittels Sedimentationsverfahren.

Problem

Die Bodenart (auch Bodentextur oder Korngrößenverteilung) kann durch verschiedene Methoden bestimmt werden, wobei hierbei oft das Sedimentationsverfahren nach Köhn als Referenz verwendet wird. Ein moderneres Verfahren stellt die Texturbestimmung mittels Laserdifraktometrie dar. Jedoch basiert dieses optische Verfahren auf einer anderen physikalischen Grundlage und kann zu systematischen Abweichungen der Ergebnisse führen. 

Hypothese

Die Ergebnisse der Texturbestimmung mittels Laserdifraktometrie und mittels Sedimentationsverfahren lassen sich durch empirische Transferfunktionen eng verknüpfen.

Arbeitsprogramm

An der Abteilung Boden und Umwelt wurde an der FVA mit einem Laserdifraktometriesystem gearbeitet, für welches eine erste Transferfunktion erstellt wurde (Trefz-Malcher et al. 2011). Ein verbessertes Nachfolgemodell (Fritsch Analysette 22 MicroTexc Plus) wurde inzwischen in Betrieb genommen; die Entwicklung einer Transferfunktion steht jedoch aus.
An über 100 Bodenproben wurde die Korngrößenverteilung im Sedimentationsverfahren nach Köhn bestimmt. Sie stehen als Referenzwerte zur Verfügung. Diese Proben sollen nun mittels Sieb und Lasermessung auf ihre Korngrößenverteilung hin untersucht werden, um so eine Datengrundlage für eine Übertragungsfunktion zu entwickeln.

Anforderungen

Das Interesse an physikalischen Messverfahren, die Bereitschaft zum Erlernen einfacher chemischer Verfahren sowie die zuverlässige Arbeit im Labor sind Grundvoraussetzungen. Für die Datenauswertung wäre der Umgang mit Datenauswertungsoftware (R) wünschenswert, aber nicht zwingend notwendig und kann auch währenddessen erlernt werden. Laborerfahrung ist wünschenswert, aber keine Grundvoraussetzung. Die Betreuung und Unterstützung in allen Arbeitsschritten ist innerhalb des Laborteams sichergestellt.

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Ziel

Die langfristige Entwicklung der Konsumption von atmosphärischem Methan in Waldböden der ICP Forest Level II Flächen in Baden Württemberg: Trends, Treiber und Betrag zur Treibhausgasbilanz.

Problemstellung und Arbeitshypothesen

CH4 stellt nach CO2 das wichtigste Treibhausgas für den  anthropogen verursachten Treibhauseffekt dar. Waldböden stellen generell eine wichtige Senke für atmosphärisches CH4 dar, können aber zeitweise bei anoxischen Bedingungen zur CH4-Quelle werden. Eine kürzlich erschienene Studie von Ni und Groffmann (2019) stellte fest, dass an dem bisher einzig bekannten langfristigen Monitoring-Standorten von CH4 -Flüssen in den USA eine substantielle Abnahme der CH4 Oxidation der Böden zu beobachten ist.

An der FVA liegen jedoch Bodengasprofile von 15-25 Jahren Messdauer vor, die eine Berechnung und Überprüfung der Entwicklung der Methansenke in Deutschland zulassen. Eine erste Überprüfung einzelner Standort zeigte, dass es keinen vergleichbaren Rückgang gab. Dieser ersten Eindruck soll nun überpüft werden.

Versuchsflächen und Arbeitsprogramm

Die FVA unterhält auf 13 Monitoring-Flächen in Baden Württemberg Bodengasmessungen, aus welchen die Methanflüsse (und andere Gase) abgeleitet werden können. Zur Validierung der abgeleiteten Werte sind der Besuch und die Messung der CH4-Flüsse mit einem Kammersystem notwendig. Die statistische Auswertung und Modellierung der langjährigen Zeitreihen auf den unterschiedlichen Standorten ermöglichen es, die langfristigen Trends und deren Treiber sowie den Betrag zur Treibhausgasbilanz zu ermitteln.

Anforderungen

Für die Gasflussmessungen ist zuverlässiges und genaues Arbeiten im Feld unerlässlich. Für die Datenauswertung ist der Umgang mit Datenauswertungsoftware (R, SAS, MATLAB) unerlässlich, kann aber mit guter Motivation auch währenddessen erlernt werden. Die Betreuung und Unterstützung in allen Arbeitsschritten ist sichergestellt (Martin Maier, Verena Lang).

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Ziel

Entwicklung eines Laborlehrpfades für Besuchergruppen des Labors der Abteilung Boden und Umwelt der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt.

Hintergrund

Die Abteilung "Boden und Umwelt" befasst sich in Forschung und Beratung mit den boden- und pflanzenernährungskundlichen Grundlagen der Forst- und Waldwirtschaft. Waldböden sind Schnittstellen zahlreicher Stoffkreisläufe im Ökosystem Wald. Zur Untersuchung der chemischen und physikalischen Eigenschaften von Waldböden und dem Ernährungszustand von Waldbäumen betreibt die Abteilung "Boden und Umwelt" ein eigenes umfangreiches Labor zur Untersuchung von Boden-, Wasser-, Luft- und Pflanzenproben.

Ziel und Motivation

Die Ergebnisse der oft komplexen und umfangreichen Untersuchungen des Labors der Abteilung
"Boden und Umwelt" finden Eingang in Publikationen (Waldzustandsbericht, wissenschaftliche
Artikel) und Infrastruktur- / Monitoringnetzwerke (ICP Forest) und unterstützen und ermöglichen die
Arbeit von Wissenschaftler/-innen. Auch gibt es immer wieder Besichtigungen des Labors durch
Besuchergruppen oder Fachkolleg/-innen.

Unser Ziel ist es, die Gestaltung des Labors durch Poster und Exponate didaktisch aufzubereiten und weiterzuentwickeln, ähnlich wie es von Lehrpfaden oder anderen Lehrinhalten bekannt ist. Eine teilweise Übertragung und Vorstellung des Laborlehrpfades wäre auch für die Homepage denkbar.

Arbeitsprogramm und Anforderungen

Das grundlegende Interesse an umweltanalytischen Fragestellungen und Methoden sollte vorhanden sein, um die entsprechenden Verfahren und Arbeitsschritte verorten zu können. Eine gute fachliche Betreuung ist hier gewährleistet.

Hauptaugenmerk liegt auf der Ausarbeitung der Zielgruppen, der didaktischen Entwicklung und des Aufbaus des Lehrpfades, sowie der Verortung im Kontext anderer vergleichbarer Mittel der Öffentlichkeitsarbeit und Umweltbildung.

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