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Themen-Vorschlagliste Bachelor and Master-Arbeiten

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Themen-Vorschlagliste Bachelor- und Master-Arbeiten (Stand September 2025; PDF):
Themenliste62.pdf (192,6 KB)  vom 29.09.2025

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

1.            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).

2.            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).

3.            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).

4.            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.

5.            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).

6.            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).

Invasionsbiologie

7.            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).

8.            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.

Biodiversität und Globaler Wandel

9.            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 ab Frühsommer 2026 durchgeführt werden.

10.          Rolle mikrobieller Gemeinschaften beim Abbau pflanzlicher Residuen in Abhängigkeit von der Landnutzung (Kezia Goldmann, Klaus Kaiser, Peter Dietrich)

Diese Abschlussarbeit knüpft an ein 18 monatiges Inkubationsexperiment im Rahmen des Projekts BioNeCs an. Der Versuchsaufbau umfasste Wald- und Grünlandböden aus den Biodiversitätsexploratorien mit hoher oder niedriger Bewirtschaftungsintensität. Teile dieser Böden wurden vor Beginn des Experiments mit markiertem Wurzelmaterial versetzt. Im Rahmen der Arbeit soll untersucht werden, wie sich die Gemeinschaften aus Pilzen und Bakterien über den Verlauf des Experiments (0, 6 und 18 Monate) verändert haben und welche Rolle die Landnutzungsintensität dabei spielt. Die finale Probenahme findet am 28. Oktober 2025 statt. Ideal wäre es, wenn die molekularen Arbeiten direkt im Anschluss beginnen könnten.

11.          Welche Effekte haben Schwermetalle auf endophytische Pilze? (Michael Köhler, Peter Dietrich)

Pilze tragen maßgeblich zur Pflanzengesundheit bei und erhöhen die Toleranz gegenüber Schadstoffen, z.B. Schwermetalle. In diesem Experiment soll die Auswirkung verschiedener Schwermetalle in unterschiedlichen Konzentrationen auf die Pilzgemeinschaft zweier Baumarten untersucht werden.

12.          Wie beeinflussen Baum-Artenreduktion und Überdüngung das Blatt-Mikrobiom von Bäumen (Alexander Sternberg, Michael Köhler, Peter Dietrich)

Pilze und Bakterien tragen maßgeblich zur Baum- und damit Waldgesundheit bei, können aber durch Treiber des Globalen Wandels (Überdüngung, Landnutzungsänderung) massiv in ihrer Zusammensetzung und Diversität verändert werden. In diesem Projekt soll genauer untersucht werden, wie blattbesiedelnde Pilze und Bakterien durch die Reduktion der Baumartenvielfalt sowie Düngung beeinflusst werden. Proben sind bereits eingefroren und können ab 2026 bearbeitet werden.

13.          Holobiom von Großpilzen (Michael Köhler)

Das Holobiom umfasst die Gesamtheit aller Organismen die einen Wirtsorganismus bevölkern. Viele Studien betrachten das Mikrobiom von Pflanzen und Tieren, Studien zum Mikrobiom von Pilzen sind kaum vorhanden. Diese Wissenslücke wollen wir nun schließen und die Effekte von lokaler Baumdiversität, Wirtsart, Boden und Zeit untersuchen.

14.          Effekte von Baumdiversität und Mortalität auf Bodencharakteristika (Peter Dietrich, Tobias Pross)

Das Kreinitz-Experiment gilt als eines der ältesten Baum-Diversitätsexperimente Deutschlands. Seit 2005 wachsen dort Baumgemeinschaften in verschiedener Kombination (Monokulturen und Mischungen). Über die Jahre kam es zu einigen größeren Mortalitäts-Events, vor allem ausgelöst durch Extrem-Sommer (Sommer-Dürre). Ziel dieser Arbeit soll es sein, zu schauen, wie sich Bodencharakteristika von 2005 zu 2025 aufgrund unterschiedlicher Baumdiversität und Mortalität verändert haben. Proben von 2005 und 2025 sind bereits genommen und können jederzeit bearbeitet werden.

15.          Effekte von Baumdiversität und Mortalität auf das Bodenmikrobiom (Peter Dietrich, Tobias Pross, Alexander Sternberg)

Das Kreinitz-Experiment gilt als eines der ältesten Baum-Diversitätsexperimente Deutschlands. Seit 2005 wachsen dort Baumgemeinschaften in verschiedener Kombination (Monokulturen und Mischungen). Über die Jahre kam es zu einigen größeren Mortalitäts-Events, vor allem ausgelöst durch Extrem-Sommer (Sommer-Dürre). Ziel dieser Arbeit soll es sein, zu schauen, wie sich das Bodenmikrobiom (Pilze, Protisten, Bakterien) aufgrund unterschiedlicher Baumdiversität und Mortalität unterscheiden. Proben sind bereits genommen und können jederzeit bearbeitet werden. Erfahrung mit molekularen Methoden erwünscht.

16.          Effekte von Samenendophyten auf das Holobiom von Pflanzen und deren Veränderung durch Treiber des globalen Wandels (Peter Dietrich, Michael Köhler, Alexander Sternberg)

Samen können eine Vielzahl von mikrobiellen Endophyten beherbergen. Allerdings ist nicht klar, ob diese Endophyten dann auch Wurzeln und Blätter der daraus keimenden Pflanzen besiedeln. Um dies zu testen, soll zunächst das Samenmikrobiom via DNA-Extraktion und Illumina-Barcoding detektiert und verglichen werden. Anschließend werden Pflanzen unter sterilen Bedingungen angezogen. Diese Pflanzen werden hinsichtlich ihres Wurzel- und Blattmikrobioms untersucht (ebenfalls via DNA-Sequenzierung) und dann mit den Samenmikrobiom-Ergebnissen verglichen. Die Samen stammen aus verschiedenen Biodiversitäts-, Dünge-, und Trockenheits-Experimenten, sodass weiterhin getestet werden kann, ob diese Treiber des globalen Wandels einen Einfluss auf das Samenmikrobiom und somit auf das Holobiom der Pflanzen haben.

Baum-Biodiversitätsexperimente

17.          Der Effekt von Nachbarbäumen auf Blattpilzen subtropischer Baumarten (Michael Koehler)

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.

18.          Effekte von Umwelt­heterogenität und Nachbarschaft auf das Blattmikrobiom von Fraxinus excelsior und die damit verbundene Eschentriebsterben-Krankheit (Michael Köhler, Alexandra Erfmeier, Peter Dietrich)

In dieser Studie wird untersucht, wie unterschiedliche Umweltbedingungen (z. B. Licht) sowie spezifische Nachbarbaumarten das Mikrobiom der Esche beeinflussen und wie diese Faktoren mit dem Eschentriebsterben interagieren. Die Probenahmen sollen im August oder September 2026 an den FraDiv-Experimentierflächen in Schleswig-Holstein durchgeführt werden.

19.          Effekte von Bodenheterogenität und Baum­nachbarschaft auf die Mykorrhizierung von Fraxinus excelsior (Michael Köhler, Alexandra Erfmeier, Peter Dietrich)

Diese Studie untersucht, wie unterschiedliche Boden- und Lichtbedingungen sowie spezifische Nachbarbaumarten die Mykorrhizierung der Esche beeinflussen und ob diese Faktoren möglicherweise mit dem Eschentriebsterben interagieren. Die Probenahmen sollen im August oder September 2026 an den FraDiv-Experimentierflächen in Schleswig-Holstein durchgeführt werden.

20.          Wie beeinflussen Sträucher das Mikrobiom von Bäumen? (Michael Köhler, Tesfaye Wubet, Helge Bruelheide)

Viele pathogene Pilze besitzen die Fähigkeit im Laufe ihres Lebenszyklus verschiedene Wirte zu infizieren. Für die Mehrheit der endophytischen Pilze ist ungeklärt inwiefern Wirtswechsel vorkommen und welche Rolle dabei Sträucher im Unterwuchs als potentielle kompetente Wirte spielen. Diese Arbeit soll die Effekte von Baumdiversität auf die Interaktion des Mikrobioms von Bäumen und Sträuchern untersuchen.

21.          Effekte von Mikroklima auf endophytische Pilze der Subtropen (Michael Köhler, Tesfaye Wubet, Helge Bruelheide)

Erhöhte Baumdiversität zeigt einen puffernden Effekt gegenüber Wetterschwankungen der zu einer geringen Temperaturamplitude in diverseren Baumgesellschaften führt. Diese Pufferung von Temperaturschwankungen wirkt sich oftmals positiv auf andere trophische Ebenen aus. Dabei ist die Reaktion von endophytischen Blattpilzen bisher nicht untersucht worden und soll nun näher studiert werden.

22.          Effekte von Baumdiversität auf die Diversität assoziierter Taxa (Michael Köhler, Peter Dietrich, Helge Bruelheide)

Diversität schafft Diversität. Dieser Effekt konnte schon für einige Organismengruppen beobachtet werden. Der Effekt von Baumdiversität auf blattwohnende Pilze und Bakterien ist allerdings nur rudimentär erforscht. Deshalb wollen wir über mehrere Experimente hinweg untersuchen wie die Diversität von Mikroorganismen von Baumdiversität beeinflusst wird. Hier sind mehrere Arbeiten zu einzelnen Experimenten möglich.

23.          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.

Biodiversitätstrends in Deutschland

24.          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.

25.          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.

26.          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.

27.          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   ).

28.          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

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