Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Themen-Vorschlagliste Bachelor and Master-Arbeiten


Themen-Vorschlagliste Bachelor- und Master-Arbeiten (pdf):
Themenliste.pdf (198,1 KB)  vom 12.01.2023

Bei Interesse, bitte eine E-Mail an Prof. Bruelheide (), Dr. Dietrich () oder direkt an die betreuende Person schreiben (E-Mail-Adressen sind hier zu finden: Link)

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 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.    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 und 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.    Einfluss von Baumartenreichtum und Mykorrhizatypen auf Blattmerkmale in einem Baum-Diversitäts-Experiment (Peter Dietrich)
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. spezifische Blattfläche, Stickstoffgehalt) mit steigender Diversität verändern, und ob Selektions- und Komplementaritätseffekte mit diesen Merkmalen erklärbar sind. Dafür sollen bereits gemessene Merkmale verwendet sowie weitere Merkmale gemessen werden (ab Mai 2023).

6.    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 entfernt. Ziel dieses Projektes soll es sein, (A) die Samenbank der Flächen zu bestimmen sowie (B) die Zusammensetzung und Diversität der in den Flächen wachsenden Gräser und Kräuter im Juni/Juli 2023 zu bestimmen, um zu testen, welchen Einfluss Baumarten- und Mykorrhizatyp-Vielfalt auf die Krautschicht haben. Samenbank-Untersuchungen können ab März 2023 starten.

7.    Einfluss von Pflanzenartenreichtum und Langzeit-Düngung auf Pflanzen und Bodenorganismen in einem Grasland-Experiment (Peter Dietrich)
Das DivResource Experiment, auf dem Gelände der UFZ-Versuchsstation Bad Lauchstädt, ist ein 10 Jahre altes Biodiversitätsexperiment (1, 2 oder 4 Grass/Kraut-Arten) mit zusätzlichem Düngungs-Treatment (entweder NPK-Düngung oder keine Düngung). Viele Studien konnten zeigen, dass Pflanzenartenverlust und Düngung einen starken Einfluss auf das Ökosystem haben, so können „gute“ Bodenorganismen, wie Mykorrhiza-Pilze oder Destruenten, negativ beeinflusst werden und sich Bodenmerkmale stark verändern, was wiederum einen Einfluss auf die Pflanzen hat („plant-soil feedbacks“), allerdings fehlt es an Untersuchungen, die testen, welchen Einfluss beide Faktoren, Artenschwund und Düngung, gemeinsam haben. Um diese Wissenslücke zu schließen, soll eine Vielzahl von Untersuchungen im DivResource Experiment durchgeführt werden, wobei jeder einzelne Untersuchungsschwerpunkt als eine Bachelorarbeit durchgeführt werden kann (oder mehrere als Masterarbeit). Untersuchungsschwerpunkte sind: (1) Mykorrhizapilz-Kolonisation der Pflanzenwurzeln; (2) Aktivität von Destruenten; (3) ober- und unterirdische Pflanzenmerkmale; (4) Pathogenbefall der Blätter; (5) Bodencharakteristika (Nährstoffe, pH, etc.) sowie Weiteres (meldet euch auch gerne mit eigenen Ideen oder Interessen). Das Ziel dieser Arbeiten soll sein, zu testen, wie sich die oben genannten Schwerpunkte mit sinkender Pflanzen-Diversität und unter Einfluss von Düngung verändern. Arbeiten können ab Mai 2023 starten.

>>>Du interessierst dich für Biodiversitätsexperimente, aber das richtige Thema ist nicht dabei? Ich (Dr. Peter Dietrich) habe noch eine ganze Menge weitere Ideen für Projekte, auch in anderen Biodiversitätsexperimenten, z.B. BEF-China etc. Weitere Infos findest du hier -> hier drauf klicken

8.    Lignin-, Cellulose und Hemicellulose-Gehalte der Baumarten in deutschen Biodiversitäts-Experimenten (Helge Bruelheide, Tobias Proß).
Anhand von Blattproben aus dem MyDiv-, Kreinitz- und BioTree-Experiment, die von ca. 15 Baumarten stammen, sollen die Zellwand-Polymere naßchemisch und mittels NIRS analysiert werden und mit den bekannten Blatt-Merkmalen (SLA, LDMC, Kationengehalten, Blatt-Zerreissfestigkeit, Phenolgehalte etc.) korreliert werden. Ferner soll untersucht werden, ob die Gehalte vom unterschiedlichen Artenreichtum der Plots abhängt und die Herbivorie durch Insekten in den Plots beeinflusst. Das Projekt ist in die TreeDì-Graduiertenschule integriert.

Mikroskopisch-anatomische Untersuchungen

9.    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.

10.    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

11.    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).

12.    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

13.    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).

14.    Vergleich der Mykorrhizierung grasartiger und krautiger Pflanzen im Gran Sasso Nationalpark (Michael Koehler, Heike Heklau, Helge Bruelheide)
Die visuell feststellbare Mykorrhizierungsrate sowie Metabarcoding-Ergebnisse der Mykorrhiza-Pilze von Wurzelproben verschiedener Pflanzenarten sollen miteinander verglichen werden. Ziel der Arbeit ist die Betrachtung artspezifischer Unterschiede in Relation zu Bodenbeschaffenheit, Geographie, und Artzusammensetzung der Untersuchungsflächen.

15.    Saisonalität der Mykorrhiza auf nährstoffarmen Sanderflächen im Müritz-Nationalpark (Heike Heklau, Helge Bruelheide)
Die VA-Mykorrhiza von Prunus serotina oder/ und Deschampsia cespitosa soll an verschiedenen Standorten im Müritz-Nationalpark im Verlauf eines Jahres untersucht werden, um zu klären, ob sich das saisonale Makroklima (vor allem Temperaturunterschiede im Jahresverlauf) und damit bedingte Veränderungen in der Phänologie der Untersuchungsarten auf die Mykorrhiza auswirken.

BEF-China und TreeDì

16.    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.

17.    Diversität endophytischer Bakterien in Blättern einheimischer Baumarten (Michael Koehler, Tesfaye Wubet, Helge Bruelheide)
Mittels Illumina-Barcoding soll die Diversität von Bakterien in Blättern einheimischer Baumarten aus dem MyDiv-Experiment untersucht werden. Das Ziel der Arbeit ist festzustellen, wie endophytische Bakterien miteinander interagieren und welchen Effekt lokale Baumdiversität dabei spielt. Außerdem besteht die Möglichkeit Interaktionen von endophytischen Bakterien und Pilzen zu untersuchen. Die Proben wurden im Herbst 2021 genommen, so dass die Analysen umgehend erfolgen können.

18.    Interaktionen endophytischer und pathogener Blattpilze mit Herbivorie im MyDiv Experiment (Michael Koehler, Tesfaye Wubet, Helge Bruelheide)
Im MyDiv-Experiment wurde mittels Illumina-Barcoding die Diversität von Blattpilzen untersucht. Nun soll mittels visueller Identifizierung die Befallsrate einzelner Pathogene sowie der prozentuale Herbivorieschaden festgestellt werden. Das Ziel ist die Interaktionen von Blattpilzen untereinander zu untersuchen und festzustellen ob Herbivorie einen Effekt auf die Pilzdiversität und ihre Zusammensetzung hat. Die Proben wurden im Herbst 2021 genommen, so dass die Analysen umgehend erfolgen können.

19.    Analyse von 13C- und 15N-Isotopen mittels Infrarot-Spektroskopie (Tobias Proß, Stefan Trogisch, Helge Bruelheide)
Aus dem Gewächshaus-Experiments der TreeDì-Graduiertenschule wurden Blattproben auf die stabilen Kohlenstoff- und Stickstoff-Isotope untersucht (13C- und 15N). In einer Pilotstudie soll versucht werden, für dieses Isotope eine Kalibrierung mittels Infrarot-Spektroskopie zu erstellen. Die Proben stehen zur Verfügung, so dass die Analysen umgehend erfolgen können.

Biodiversitätstrends in Deutschland

20.    Zeitliche Trends der Grünland- und Waldvegetation (Ute Jandt, Helge Bruelheide)
Die im Rahmen des sMon-Projekts am iDiv zusammengetragenen Wiederholungsaufnahmen von ca. 7800 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.

21.    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.

22.    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.

23.    Abhängigkeit der Moos-Zönosen der iSPOT-Dauerflächen von den Bodenbedingungen (Porphyrkuppen bei Halle) (Ute Jandt & Susanne Horka)
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.

24.   Biodiversitätstrends und ihre direkten Treiber (Maria Sporbert, Ute Jandt, Helge Bruelheide) Im Rahmen des Projekts "Faktencheck Artenvielfalt"(https://www.feda.bio/de/faktencheck-artenvielfalt/   ) werden Publikationen analysiert, die zeitliche Veränderungen (=Trends) von Biodiversitätsmaßen, wie Arthäufigkeit oder Biomasse, in Deutschland untersuchen. Wir berücksichtigen dabei alle Organismengruppen und Lebensräume, eine Abschlussarbeit würde sich hierbei auf beispielsweise den Urbanen Raum oder das Agrarland fokussieren. Methodisch soll eine Meta-Analyse über die gesammelten Informationen durchgeführt werden und die zugrunde liegenden Treiber (bspw. veränderte Landnutzung, Verschmutzung) identifiziert werden. Diese Arbeit umfasst neben Literaturrecherche auch die Digitalisierung von Vegetationszeitreihen (auch geeignet für das Wintersemester).

25.    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   ).

26.    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   ).

Biodiversitätstrends und ihre direkten Treiber (Maria Sporbert, Ute Jandt, Helge Bruelheide) Im Rahmen des Projekts "Faktencheck Artenvielfalt"(https://www.feda.bio/de/faktencheck-artenvielfalt/   )

werden Publikationen analysiert, die zeitliche Veränderungen (=Trends) von Biodiversitätsmaßen, wie Arthäufigkeit oder Biomasse, in Deutschland untersuchen. Wir berücksichtigen dabei alle Organismengruppen und Lebensräume, eine Abschlussarbeit würde sich hierbei auf beispielsweise den Urbanen Raum oder das Agrarland fokusieren. Methodisch soll eine Meta-Analyse über die gesammelten Informationen durchgeführt werden und die zugrunde liegenden Treiber (bspw. veränderte Landnutzung,

Verschmutzung) identifiziert werden. Diese Arbeit umfasst neben Literaturrecherche auch die Digitalsierung von Vegetationszeitreihen (auch geeignet für das  Wintersemester).

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