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Themen-Vorschlagliste Bachelor and Master-Arbeiten (pdf)
Bachelor-Arbeiten45.pdf (384.9 KB)  vom 05.10.2021

Themen-Vorschlagliste Bachelor and Master-Arbeiten:

Biogeographie

1. Arealanalysen an seltenen und gefährdeten Pflanzenarten der Roten Liste (Erik Welk)

Aus der Gruppe der Farn- und Blütenpflanzen gelten in der Bundesrepublik Deutschland mehr als 1000 Arten als selten und/oder gefährdet bzw. bestandsbedroht. Ziel der Bachelorarbeit ist es, für ausgewählte Arten Arealmodelle auf Basis von Umweltdaten zu erarbeiten. Damit können realistische und artspezifisch konkrete Voraussagen für potentielles Vorkommen/Verschwinden vor dem Hintergrund von Klimawandel-Szenarien erarbeitet werden (geeignet auch für das Wintersemester).

2. Nischenevolution ausgewählter Pflanzengattungen (Erik Welk)

Für immer mehr Gattungen von Farn- und Blütenpflanzen sind molekulargenetisch basierte Hypothesen zur Verwandtschafts-struktur verfügbar. Wenn solche ‚Phylogenien' mit genau erfassten Verbreitungsdaten der beteiligten Arten kombiniert werden, kann versucht werden, die ökologisch-geographische Differenzierung zu rekonstruieren und so Einblicke in Evolutions- und Artbildungsprozesse zu gewinnen (auch geeignet für das Wintersemester).

3. Klassifikation der globalen Vegetationsdatenbank sPlot (Helge Bruelheide)

Mit Hilfe der funktionellen Merkmale aller Pflanzenarten in sPlot (Lebensform/Wuchsform, Höhe) sowie aus Literaturangaben soll mit Hilfe des Expertensystems ESy eine globale Klassifikation in Formationen erfolgen. Mittels statistischer Modellierung soll dann die Klassifikation auf die gesamte Datenbank mit 2 Mio. Aufnahmen übertragen werden.

Biodiversitäts-Experimente

4. Einfluss der Mahdhäufigkeit auf die Artenzusammensetzung die funktionellen Merkmale einer Glatthaferwiese (Mahdversuch, Helge Bruelheide)

Ende der 1990er Jahre wurde im Neuen Botanischen Garten der Universität Göttingen ein Mahdexperiment mit vier verschiedenen Mahdregimen angelegt, um zu analysieren, wie sich die taxonomische und funktionelle Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft ändert. Das Experiment lief über mehrere Jahre. Dabei wurden sowohl Artenzusammenssetzung als auch die jährlichen Biomassen bestimmt. Das Ziel der Arbeit ist, einen Zusammenhang zwischen den Mahdregimen mit den funktionellen Merkmalen der Arten herzustellen.

5. Linking above- and belowground functional diversity (Sylvia Haider, Nico Eisenhauer)

Im Rahmen des global angelegten NutrientNetwork (www.nutnet.umn.edu) soll auf unserer Fläche in Bad Lauchstädt und evtl. in Jena eine Pilotstudie durchgeführt werden, die untersucht, inwiefern oberirdische (repräsentiert durch die Variabilität funktioneller Pflanzenmerkmale) und unterirdische funktionelle Diversität (repräsentiert durch mikrobielle Atmung) zusammenhängen, und inwiefern dieser Zusammenhang durch die Nährstoffverfügbarkeit beeinflusst wird. Die Geländearbeit (Vegetationsaufnahmen und Probennahme) soll im Mai/Juni durchgeführt werden. Anschließend werden Boden- und Pflanzenproben im Labor analysiert.

Mikroskopisch-anatomische Untersuchungen

6. Anomales Dickenwachstum ausgewählter Chenopodiaceae in Abhängigkeit von Temperatur und Feuchte (Heike Heklau)

Die Chenopodiaceae (Gänsefußgewächse, z.B. Melde, Rübe, Spinat) wachsen wie andere Arten aus der Ordnung Caryophyllales (Nelkenartige) nach einem anomalen Mechanismus sekundär in die Dicke. An einjährigen Arten von Atriplex (Melde), Polycnemum (Knorpelkraut) und Bassia (Radmelde) soll der Einfluss von Temperatur und Feuchte auf dieses anomale sekundäre Dickenwachstum  in einem Gewächshausversuch untersucht werden.

7. Bestimmung von Merkmalen von Moosen mittels Bildanalysemethoden von mikroskopischen Bildern (Kristian Peters, Helge Bruelheide)

Phänotypische Merkmale (Traits) wie z.B. spezifische Blattfläche oder Höhe von Pflanzen sind wichtig, um funktionelle Zusammenhänge zwischen den Arten und ihrer Ökologie herzustellen. Während viele solcher Merkmale für Blütenpflanzen bereits bestimmt wurden und in Datenbanken wie der globalen Plant Trait Database (TRY) für viele Blütenpflanzen verfügbar sind, sind solche Merkmale für Moose bislang kaum beschrieben. Ziel dieser Bsc-Arbeit soll es sein, bioinformatische Bildanalysemethoden auf einem mikroskopischen Datensatz der Moos-Pflanzenfamilie Scapaniaceae anzuwenden, um Merkmale wie Blattfläche, Stammdurchmesser, Pflanzenlänge, etc. zu bestimmen. Die extrahierten Merkmalswerte lassen sich in Datenbanken einpflegen und können als Grundlage von anderen Wissenschaftlern fortan für Berechnungen genutzt werden.

Invasionsbiologie

8. Die Bedeutung der Klimaentwicklung des letzten Jahrhunderts für die Ausbreitung neophytischer Pflanzenarten in Zentraleuropa (Erik Welk, Helge Bruelheide)

Die Daten der floristischen Kartierung in Deutschland ermöglichen es, die zeitlich zunehmende Ausbreitung einiger neophytischer Arten recht gut zu erfassen. Oft breiten sich Arten erst mehrere Jahrzehnte nach ihrer „Ankunft" flächenhaft aus. Die Frage ist ob sich die Arten in dieser Zeit an die neue Umwelt anpassen mussten oder ob der bisherige Klimawandel die Verzögerung erklären kann. Ziel der Bachelorarbeit ist es, die Verbreitungsgebiete von ausgewählten Arten und Klimadatenreihen zusammenzustellen und zu analysieren, um der Beantwortung der Frage näher zu kommen(auch geeignet für das Wintersemester).

9. Überprüfung der Vorhersagbarkeit von invasiven Ausbreitungsmustern (Erik Welk)

In den frühen 2000er Jahren wurden Ausbreitungsprognosen für die in Nordamerika invasiv auftretenden Arten Knoblauchs-Rauke (Alliaria petiolata) und Blutweiderich (Lythrum salicaria) erarbeitet und publiziert. Die bis heute tatsächlich erfolgte Ausbreitung soll mit den damaligen Prognosen verglichen werden, um die Prognosemethoden verbessern zu können (auch geeignet für das Wintersemester).

Mykorrhiza

10. Identifizierung von endophytischen Pilzen an Linde (Tilia cordata) (Heike Heklau, Tesfaye Wubet, Uwe Braun, Helge Bruelheide)

Im Zuge der Baumaßnahmen am Rive-Ufer besteht die Möglichkeit, an den dort wachsenden Alleebäumen (Tilia cordata) Wurzelproben zu nehmen. In diesen sollen alle Symbioten (Mykorrhiza-Pilze) morphologisch bestimmt und diese sowie Pathogene und andere Endophyten mittels Illumina-Barcoding identifiziert werden. Dadurch wird nicht nur eine Aussage über den Gesundheitszustand der Bäume gewonnen, sondern auch erstmals die gesamte Endophyten-Gemeinschaft dieser Baumart bestimmt. Da es sich um Bäume einer Reihe handelt, die unter vergleichbaren Umweltbedingungen wächst, kann auch die Hypothese getestet werden, dass die Zusammensetzung der Endophyten-Gemeinschaft eine Abhängigkeit von der räumlichen Entfernung zeigt.

11. Vesiculär-Arbusculäre Mycorrhiza subtropischer Baumarten (Heike Heklau, Helge Bruelheide)

Die in dem TreeDì-Gewächshaus-Experiment untersuchten Baumarten sollen mittels morphologischer Analyse auf die Vesiculär-Arbusculäre Mycorrhiza (VA) untersucht werden. Dabei soll die Frage beantwortet werden, ob es einen Spill-over-Effekt von einer auf eine andere Baumart gibt, wenn zwei verschiedene Baumarten eng zusammen in einem Röhrengefäß kultiviert werden. Die Proben wurden schon genommen, so dass die morphologische Analyse umgehend erfolgen kann.

12. Pilzarten der europäischen FunDiv-Europe Flächen (François Buscot, Helge Bruelheide, Bogdan Jaroszewicz, Katarzyna Stojek)

Ziel der Arbeit ist es, einen Zusammenhang zwischen den beobachteten Fruchtköpern und den Pilzhyphen im Boden herzustellen. Dazu wurden im Sommer 2021 aus ca. 150 Flächen der europäischen FunDiv-Europe Flächen (Bialowieza, Hainich, Frankreich, Belgien) Bodenproben genommen. Diese sollen mittels Illumina-Barcoding auf ihre Pilz-Zusammensetzng untersucht werden. Die Arbeiten finden in Kooperation mit dem Department Bodenökologie am UFZ statt (François Buscot).

Naturschutz

13. Vorkommen von FFH-Lebensraumtypen in Deutschland (Ute Jandt, Gunnar Seidler, Helge Bruelheide)

Die in der GVRD (German Vegetation Reference Database) verfügbaren Vegetationsaufnahmen sollen Pflanzengesellschaften und FFH-Lebensraumtypen zugeordnet werden. Mittels einen digitalen auf Logik basierenden Schlüssels, der in bereits in der Arbeitsgruppe entwickelt wurde, soll die Definition von FFH-Lebensraumtypen über verschiedene Bundesländer hinweg vergleichen werden. Ziel ist eine aktuelle Inventur der Lebensraumtypen und ihrer Vorkommen in Deutschland (mittels GIS) und ein Vergleich mit den Angaben aus der FFH-Kartierung, Darüber soll versucht werden, die bestehenden Kartierschlüssel der Lebensraumtypen in den verschiedenen Bundesländern in einem einzigen logischen Bestimmungsschlüssel zusammenzuführen.

14. Basisdatenerhebung und Analyse der Heidekrautbestände in und um Halle (Erik Welk, Helge Bruelheide)

Auch im mitteldeutschen Trockengebiet existieren auf bodensauren Standorten Populationen des Heidekrautes Calluna vulgaris. Nährstoffeinträge und Sukzession sowie Dürreperioden scheinen zum Rückgang dieser Zwergstrauchbestände zu führen. Als Grundlage für ein Klimawandel-Monitoring sollen die Bestände erfasst und dokumentiert sowie eine Analyse der Populationsmerkmale vorgenommen werden.

BEF-China und TreeDì

15. Meta-Genomics von Blatt-Pilzen subtropischer Baum- Straucharten (Mariem Saadani, Tesfaye Wubet, Helge Bruelheide)

Die in dem TreeDì-Gewächshaus-Experiment untersuchten Baumarten sollen mittels Illumina-Barcoding auf endophytische Blattpilze untersucht werden. Dabei soll die Frage beantwortet werden, ob es einen Spill-over-Effekt von einer auf eine andere Baumart gibt, wenn zwei verschiedene Baumart eng zusammen in einer Röhre kultiviert werden. Die Proben wurden schon genommen, so dass die molekulargenetische Analyse umgehend erfolgen kann.

16. Diversität und Interaktion von pathogenen und endophytischen Blatt-Pilzen einheimischer Baumarten (Michael Koehler, Tesfaye Wubet, Helge Bruelheide)

Die in dem MyDiv-Experiment untersuchten Baumarten sollen mittels Illumina-Barcoding auf endophytische Blattpilze untersucht werden. Zusätzlich soll die Infektionsrate und Diverstität pathogener Blattpilze visuell bestimmt werden. Dabei sollen die Fragen beantwortet werden, wie pathogene und nicht-pathogene endophytische Pilztypen miteinander interagieren und welchen Effekt lokale Baumdiversität dabei spielt. Außerdem soll das Problem betrachtet werden, dass Pathogene oftmals nicht in Barcoding-Analysen gefunden werden. Die Proben wurden im Herbst 2021 genommen, so dass die Analysen umgehend erfolgen können.

17. Effekt einer Jasmonat-Behandlung auf Blatt-Pilze einheimischer Baumarten (Michael Koehler, Tesfaye Wubet, Helge Bruelheide)

Im MyDiv-Experiment wurden Quercus petraea und Fagus sylvatica mit Jasmonat behandelt um eine künstliche Abwehr von Herbivoren zu induzieren. Nun soll mittels Illumina-Barcoding und visueller Identifizierung von Pathogenen festgestellt werden, ob die Änderungen der Blattchemie die Diversität und Artzusammensetzung von Blattpilzen beeinflusst. Die Proben wurden im Herbst 2021 genommen, so dass die Analysen umgehend erfolgen können.

Biodiversitätstrends in Deutschland

18. Zeitliche Trends der Grünland- und Waldvegetation (Ute Jandt, Helge Bruelheide)

Die im Rahmen des sMon-Projekts am iDiv zusammengetragenen Wiederholungsaufnahmen von ca. 6000 Flächen, die den Zeitraum von 1928 bis 2020 abdecken, sollen in Hinblick auf die verschiedenen Vegetationstypen analysiert werden. Methodisch sollen Occupancy-Modelle mit Frequenz- und Abundanz-Analysen sowie mit multivariaten Methoden verglichen werden und eine ökologische Charakterisierung der Gewinner und Verlierer vorgenommen werden.

19. Wiederholungsaufnahmen von früheren Vegetationsaufnahmen in Sachsen-Anhalt (Trockenrasen bei Friedeburg) (Ute Jandt, Helge Bruelheide)

Im Rahmen eines Resurvey-Projekts sollen frühere Vegetationsaufnahmen, die auf Dauerflächen oder quasi-permanenten Flächen erhoben wurden, erneut erfasst werden. Mit den Wiederholungsaufnahmen ist eine Auswertung der Veränderung der Vegetation in Hinblick auf Merkmale der betroffenen Arten sowie auf mögliche Ursachen der Veränderung verbunden. Diese Arbeit ist mit längerer Feldarbeit verbunden und erfordert eine solide Artenkenntnis.

20. Wiederholungsaufnahmen des Brocken-Osthangs (Nationalpark Harz) (Helge Bruelheide)

Im Rahmen eines Resurvey-Projekts sollen die 90 Vegetationsaufnahmen von Sabine Kathke wiederholt werden, die sie 2007 auf Dauerflächen in der Naturdynamikzone des Nationalparks im Rahmen ihrer Doktorarbeit aufgenommen und angelegt hat. Mittlerweile ist dieser Fichten-Urwald durch Borkenkäfer-Schäden zusammengebrochen, so dass mit der Arbeit gleichzeitig die einsetzende Sekundärsukzession dokumentiert werden kann. Diese Arbeit ist mit längerer Feldarbeit verbunden und erfordert eine solide Artenkenntnis.

21. Biodiversitätstrends und ihre direkten Treiber (Maria Sporbert, Helge Bruelheide)

Im Rahmen des Projekts „Faktencheck Artenvielfalt" werden Artikel analysiert, die über Veränderungen (Trends) in der Arthäufigkeit und Zusammensetzung berichten. Methodisch soll eine Meta-Analyse über die gesammelten Informationen durchgeführt werden und die zugrunde liegenden Treiber identifiziert werden. Diese Arbeit umfasst eine intensive Literaturrecherche.

22. Bedeutung von funktionellen Merkmalen (Traits) für die zeitlichen Trends der Vorkommen von Gefäßpflanzenarten in ganz Deutschland (Reinhard Klenke, Helge Bruelheide)

Auswertung vorhandener Trenddaten zur Biodiversität von Pflanzen aus ganz Deutschland. Besonderes Augenmerk liegt auf der Bedeutung von funktionellen Merkmalen (Traits). Die Arbeiten dienen der Vervollständigung und detaillierten Analyse der Einflüsse ausgewählter Traits (z.B. Blütenfarbe, Blühzeit, etc.) im aktuellen iDiv-Projekt sMon (https://www.idiv.de/de/smon.html   ).

23. Zeitliche und räumliche Trends von Gefäßpflanzenarten in Deutschland im Kontext von Umweltveränderungen und Klimawandel (Reinhard Klenke, Helge Bruelheide)

Auswertung vorhandener räumlich differenzierter Trenddaten zur Biodiversität von Pflanzen aus ganz Deutschland. Besonderes Augenmerk liegt auf der Untersuchung der Zusammenhänge zwischen anthropogenen Treibern (u.a. Stickstoffeintrag, Fragmentierung) sowie Klima und den zeitlichen bzw. räumlichen Trends in ganz Deutschland Die Arbeiten finden im Rahmen des aktuellen iDiv-Projektes sMon statt (https://www.idiv.de/de/smon.html   ).

24. Auswertung von Biotopkartierungsdaten zur Erstellung von Pflanzenartentrends (Helge Bruelheide, Lina Lüttgert, Reinhard Klenke, Florian Jansen)

Die Daten von wiederholten Biotopkartierungen eines Bundeslandes sollen ausgewertet wurden um zeitliche Trends der dort vorkommenden Pflanzenarten zu erstellen. Innerhalb der Arbeit steht vor allem die Datenaufbereitung im Vordergrund, im Weiteren können dann verschiedene Analysemethoden verwendet werden um Artentrends zu erstellen und Gewinner und Verlierer z.B. anhand ihrer funktionellen Merkmale zu charakterisieren. Die Arbeiten finden im Rahmen des aktuellen iDiv-Projektes sMon statt (https://www.idiv.de/de/smon.html   ).

25. Analyse von zeitlichen Trends der Artenzusammensetzung und Bestandesentwicklung ausgewählter Arten in den Fisch-Zönosen von Fließgewässern in Mecklenburg-Vorpommern (Reinhard Klenke)

Es soll der Einfluss bestimmter Gewässerparameter und anthropogener Treiber (z.B. Sauerstoffgehalt, Stickstoff, Gewässerabschnitt etc.) sowie die Interaktion der verschiedenen Arten auf die zeitlichen Trends in der Entwicklung der Fischgemeinschaften untersucht werden. Einbindung in die Erhebung von Daten im Feld zur Verbesserung der Kenntnis von Arten und Methoden ist in begrenztem Maß möglich. Die Untersuchungen sind Teil von sMon (https://www.idiv.de/de/smon.html   ).

26. Analyse der zeitlichen Trends und demographischen Parametern von Populationen beringter Fledermäuse (Reinhard Klenke)

Auf der Basis von jahrzehntelangen Zeitreihen individuell markierter Fledermäuse sollen die zeitliche Entwicklung sowie demographische Parameter (u.a. Überlebensraten) der Populationen ausgewählter Fledermausarten analysiert und dargestellt werden. Die Analysen beinhalten neben speziellen statistischen Schätzverfahren (Mark-Capture-Recapture, https://www.usgs.gov/centers/eesc/science/capture-mark-recapture-science?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects   ) auch die räumlichen Interaktionen (Wechsel zwischen Wochenstuben und Winterquartieren) sowie den möglichen Einfluss anthropogener Treiber (z.B. Windkraft) und der Landschaftsstruktur. Einbindung in die Erhebung von Daten im Feld zur Verbesserung der Kenntnis von Arten und Methoden ist in begrenztem Maß möglich. Der größte Teil der Daten liegt schon vor. Die Untersuchungen sind Teil von sMon (https://www.idiv.de/de/smon.html   ).

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