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Themen-Vorschlagliste Bachelor and Master-Arbeiten

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Themen-Vorschlagliste Bachelor- und Master-Arbeiten (Stand März 2025; PDF):
Themenliste61.pdf (241,1 KB)  vom 27.02.2025

Bei Interesse, bitte eine E-Mail an Prof. Bruelheide (helge.bruelheide@botanik.uni-halle.de), Dr. Dietrich (peter.dietrich@botanik.uni-halle.de) oder direkt an die betreuende Person schreiben (E-Mail-Adressen sind hier zu finden: Link)

Biogeographie

0. Mobilisierung & Analyse der Arealformeln zur Flora Deutschlands (Erik Welk)
Für viele Farn- und Blütenpflanzen der Flora Deutschlands liegen manuell kartierte Arealkarten, sogenannte "expert range maps" vor, allerdings sind nur etwa 60% der in Deutschland wildwachsend vorkommenden Arten kartographisch dokumentiert. Für die meisten der übrigen Arten liegen allerdings Arealbeschreibungen in Form von standardisierten Arealformeln vor. Inhalt einer BSc- oder MSc-Arbeit wäre es, die tabellarisch vorliegenden Arealformeln mit Geodaten zu verknüpfen und so kartographisch darstellbar und geostatistisch auswertbar zu machen. Analysen würden z.B. die Übereinstimmung der Arealdiagnosen mit Arealkarten und GBIF-Daten überprüfen und die geographischen Diversitätsmuster ökologisch analysieren. Im Rahmen der Arbeit wird die Kenntnis von Arealen, GIS, R/R-Studio, Biodiversitätsdatenbanken und geostatistischen Verfahren vermittelt bzw. verbessert (auch geeignet für das Wintersemester).

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 einer Bachelorarbeit wäre es, für ausgewählte Arten Arealmodelle auf Basis von Umweltdaten zu erarbeiten. Damit können realistische und artspezifisch konkrete Voraussagen für potentielles Vorkommen/Verschwinden auch 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 Verwandt-schaftsstruktur 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. Biogeographie der Ackerwildkrautflora der Mongolei (Erik Welk)
Die Segetalflora der Mongolei ist sehr jung, da in diesem Gebiet erst seit ca. 100 Jahren großflächig Ackerbau betrieben wird. Damit bietet sich die spannende Gelegenheit zu analysieren, aus welchen Arealtypen, Verwandtschaftskreisen und Merkmalskombinationen sich diese Artengruppe zusammensetzt und – bei Masterarbeiten - ob diese Rekrutierung in Nachbarregionen ähnlich verlief.

4. Vergleich von biogeographischen Nischenmodellen, die auf Datenbanken bzw. auf klassischen Arealkarten beruhen (Erik Welk)
Für zahlreiche Organismengruppen liegen digital verfügbare Verbreitungsdaten (z.B. GBIF   ) nur unvollständig und raum-zeitlich sehr heterogen vor. Daneben existieren publizierte Verbreitungskarten, die zwar durch Einbeziehung heterogener Informationsquellen räumlich vollständiger, aber oft ungenauer sind. Ziel der Arbeit ist es, am Beispiel einer Auswahl von Pflanzenarten herauszufinden, ob diese Unterschiede die Ergebnisse von Nischenanalysen und- modellierungen deutlich beeinflussen. Im Rahmen der Arbeit wird die Nutzung von GIS, Biodiversitätsdatenbanken und geostatistischen Verfahren kennen gelernt (auch geeignet für das Wintersemester).

5. Biodiversitätsanalysen der Gehölzflora von SW-Asien (Erik Welk)
Pflanzenverbreitungsdaten für SW-Asien (Türkei, Libanon, Syrien, Irak, Iran, Afghanistan…) sind in großen internationalen Datenbanken wie GBIF kaum dokumentiert. Ein weitgehend digitalisierter Datenbestand für diese Region soll im Rahmen einer BSc- oder MSc-Arbeit aufbereitet, organisiert und ausgewertet werden. Über Artverbreitungsmodelle und Nischenanalysen sollen Diversitätsmuster der Gehölzarten festgestellt und analysiert werden, ob sie sich von bisher bekannten Mustern anderer Gruppen unterscheiden. Im Rahmen der Arbeit wird die Nutzung von GIS, Biodiversitätsdatenbanken und geostatistischen Verfahren kennen gelernt (auch geeignet für das Wintersemester).

Biodiversitäts-Experimente in Bad Lauchstädt

6. Einfluss von Baumartenreichtum und Mykorrhizatypen auf Blattmerkmale in einem Baum-Diversitäts-Experiment (Peter Dietrich, Tobias Proß)
Das MyDiv Experiment, auf dem Gelände der UFZ-Versuchsstation Bad Lauchstädt, hat das Ziel zu untersuchen, welchen Einfluss Baumarten- und Mykorrhizatyp-Vielfalt auf das „Funktionieren“ (ecosystem functioning) des Waldes hat. Vorherige Studien haben gezeigt, dass artenreiche Wälder mehr Biomasse produzieren als artenarme Gemeinschaften (d.h., besser „funktionieren“), und dass dies, unter anderem, durch eine Veränderung der Blattmerkmale mit steigender Diversität zu erklären ist. Ziel dieser Arbeit soll sein, zu testen, ob sich Blattmerkmale (z.B. Isotop-Verhältnisse, Phosphor, Cellulose, Lignin, Phenole, Metalle…) mit steigender Diversität verändern, und ob sie sich in Gemeinschaften mit unterschiedlichen Mykorrhizatypen unterscheiden. Die Blattproben sind bereits getrocknet und gemahlen, und können jederzeit analysiert werden (naßchemisch und mittels NIRS).

7. Einfluss von Baumartenreichtum und Mykorrhizatypen auf die Zusammensetzung und Diversität der Krautschicht in einem Baum-Diversitäts-Experiment (Peter Dietrich)
Die Flächen des MyDiv Experimentes (Beschreibung siehe Nr. 5) wurde bei der Etablierung mit einer Plane ausgestattet, die das wachsen von „Unkräutern“ verhindern sollte. Die Plane wurde im November 2022 (größtenteils) entfernt. Ziel dieses Projektes soll es sein, die Zusammensetzung und Diversität der in den Flächen wachsenden Gräser, Kräuter, (Moose) und Pilze (Fruchtkörper) zu bestimmen, um zu testen, welchen Einfluss Baumarten- und Mykorrhizatyp-Vielfalt auf die Krautschicht haben. Weiterhin können die Pflanzen hinsichtlich funktioneller Merkmale und Mykorrhizierung untersucht werden. Zusätzliche kleine Gewächshausexperimente sind auch denkbar. Potentieller Start ist immer Mai oder September.

Mikroskopisch-anatomische Untersuchungen

8. tba

Invasionsbiologie

9. 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).

10. Phänologische Lückennutzung als Ursache des Ausbreitungserfolgs neophytischer Arten in Wäldern Nordamerikas (Erik Welk, Helge Bruelheide)
Mit der zunehmenden Verfügbarkeit großer Mengen von georeferenzierten Pflanzenphotos aus Citizen Science Projekten und Portalen (iNaturalist, …) ergeben sich Möglichkeiten, phänologische Abläufe (Blühen, Fruchten, Samenausbreitung, …) aus Bilddaten zu extrahieren. Durch den Vergleich der Phänologie neophytischer invasiver Arten mit Daten der einheimischen Flora soll geprüft werden, ob der Invasionserfolg durch Ausnutzung phänologischer „Lücken“ erklärt werden kann. In Masterarbeiten würde auch geprüft werden, ob sich das phänologische Verhalten im Heimatareal von dem im neophytischen Areal unterscheidet.

Interaktionen zwischen Pflanzen und Bodenfauna

11. Wie divers sind Gründächer? (Peter Dietrich in Kooperation mit dem UFZ Leipzig)
In Zeiten von Klimawandel und Biodiversitätsverlust sind neue Methoden zum Schutz der Natur dringend nötig. Eine Idee dabei sind Gründächer, die nicht nur Rückzugsorte für seltene Arten sind, sondern auch einen entscheidenden Faktor für Luftqualität und Klima in Städten sein könnten. Auf dem Gelände des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung in Leipzig befindet sich eine Gründach-Forschungsanlage (https://www.ufz.de/index.php?de=44676   ), die aufklären soll, welcher Gründachtyp am effektivsten ist, und ob sich auf Dächern wirklich seltene Arten finden lassen. In diesem Projekt soll vor allem die Bodenfauna untersucht werden. Mögliche Themen wären z.B. (A) Pilzdiversität - lassen sich neben seltenen Pflanzen auch seltene Pilze finden? Hierbei würde man Pilze aus Bodenproben mittel DNA-Sequenzierung identifizieren; (B) Fadenwürmer, oder auch Nematoden genannt – Nematoden sind eine der häufigsten und diversesten Tiere auf unserem Planten. Man kann sie sehr gut als Bioindikatoren nutzen, und so schauen, wie „gesund“ die verschiedenen Gründachtypen sind. Untersuchungen können im 2026 durchgeführt werden.  -> für Frühling 2025 alle Themen besetzt, außer Nematoden

12. Gibt es nicht-toxische Alternativen zu Fungiziden für die Bodensterilisation? Falls ja, welchen Effekt haben diese Behandlungen auf Bodencharakteristika und Pflanzenwachstum? (Peter Dietrich, Tobias Proß, Michael Köhler)
Pilze tragen maßgeblich zur Bodengesundheit und das Pflanzenwachstum bei, können aber auch als Pathogene immense Schäden verursachen. Um die Beziehung zwischen Pflanzen und Pilzen besser verstehen zu können, braucht es, neben Freilanduntersuchungen, auch Gewächshausexperimente, bei denen das Vorhandensein von Pilzen manipuliert wird. Um Pilze erfolgreich aus der Bodengemeinschaft zu eliminieren, gibt es heutzutage nur die Möglichkeit, Fungizide einzusetzen, die aber nicht nur umweltschädlich, sondern auch gefährlich für die Wissenschaftler:innen sein können. In dieser Arbeit soll geprüft werden, ob weniger giftige Alternativen, wie zum Beispiel Autoklavieren, die Anwendung biologischer Fungizide oder die Behandlung mir Kuper genauso erfolgreich sind, und ob diese Behandlungen die Bodeneigenschaften verändern und das Pflanzenwachstum negativ beeinflussen. Start ist jederzeit möglich.

BEF-China / TreeDì / BrazilDry / IDENT

13. Meta-Genomics von Blatt-Pilzen subtropischer Baumarten (Michael Koehler, 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.

14. Ökosystem Blatt – Diversität und Interaktion endophytischer Mikroorganismen (Bakterien, Protisten, Pilze) in Blättern (Michael Koehler, Helge Bruelheide, Peter Dietrich)
In verschiedenen Biodiversitätsexperimenten wurden Blattproben von Sträuchern und Bäumen gesammelt, welche auf verschiedenen Mikroorgansimengesellschaften untersucht werden sollen. Ziel dieser Studie ist es, ein erstes Licht auf die Interaktion möglichst vieler verschiedener endopyhtischer Mikroorganismen zu werfen und nicht mehr nur einzelne Gruppen zu betrachten.

Biodiversitätstrends in Deutschland

15. Zeitliche Trends der Grünland- und Waldvegetation in Europa (Ute Jandt, Helge Bruelheide)
Es gibt eine wachsende Zahl von Studien über die Zu- und Abnahme des Artenreichtums sowie bestimmter Arten in der Grünland- und Waldvegetation in Europa. Ziel dieses Projekts ist es, all diese Studien zusammenzutragen und eine Meta-Analyse der in diesen Studien berichteten zeitlichen Trends durchzuführen. Darüber hinaus sollen mögliche Ursachen für den Wandel der biologischen Vielfalt aus den Originalstudien sowie aus externen Quellen wie Klima- und Landnutzungsdaten ermittelt werden.

16. Analyse der 50-jährigen Zeitreihen der Dauerflächen auf der Ochsenburg (Kyffhäuser) (Helge Bruelheide, Ute Jandt)
Seit 1969 hat Klaus Helmecke auf fünf 1 m²-Dauerflächen die exakte Position von Pflanzen-Individuen erfasst. Ziel der Auswertung dieser einzigartigen Zeitreihe soll die räumlich-zeitliche Dynamik der verschiedenen Pflanzenarten sein. Insbesondere soll die Wanderbewegung einzelner Pflanzen innerhalb der Flächen analysiert werden. Diese Arbeit erfordert solide Kenntnisse des Statistik-Programms R.

17. Abhängigkeit der Moos-Zönosen der iSPOT-Dauerflächen von den Bodenbedingungen (Porphyrkuppen bei Halle) (Ute Jandt, Susanne Horka, Helge Bruelheide)
Im Rahmen der Wiederholungsuntersuchungen der Porphyrkuppen bei Halle sind zahlreiche Dauerflächen angelegt worden, in denen auch alle Moos- und Flechtenarten erfasst wurden. Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung der Moosarten in den Flächen anhand schon genommener Proben sowie die Analyse des Zusammenhangs mit den ebenfalls schon ermittelten Bodenbedingungen. Notwendig sind Vorkenntnisse zu Kryptogamen-Bestimmung.

18. Auswertung von Biotopkartierungsdaten zur Erfassung und Analyse 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   ).

19. Die wichtigsten Gradienten in der Diversität und funktionellen Zusammensetzung (fast) aller europäischen Lebensraumtypen (Stephan Kambach)

Die Funktion und Resilienz von Ökosystemen werden maßgeblich durch die Zusammensetzung und/oder Diversität der vorherrschenden Vegetation bestimmt. Ähnlich wie die Vielfalt an Pflanzenformen durch eine bestimmte Zahl an Merkmalskombinationen limitiert ist, könnte auch die Vielfalt and Ökosystemen durch wenige Merkmals-Gradienten strukturiert sein. Ziel dieser Masterarbeit ist es, im Verbund eines europäischen Forschungsprojektes, die Informationen aus  großen Vegetations- und Merkmals-Datenbanken zu nutzen, um die Diversität, funktionelle Zusammensetzung und die resultierenden Merkmalsgradienten in (fast) allen deutschen und/oder europäischen Habitattypen für eine geplante spätere Publikation zu berechnen (geeignet für das Wintersemester, siehe motivate-biodiversity.eu).

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