Unter großer Beteiligung fand am 28. Mai die Verleihung des Wissenschaftspreises 2007 statt. Neben der Ehrung der Arbeiten von Dr. Christiane Wittmann (Universität Duisburg-Essen), Dr.-Ing. Matthias Siebert (RWTH Aachen, aus dienstlichen Gründen bei der Preisverleihung verhindert) und Dr. Stefan Leenen (Otto-Friedrich-Universität, Bamberg) durch die Nationalbank Essen und die GWL, wurde der langjährige ehemalige Vorsitzende des GWL-Vorstandes, Herr Dr. Herbert Breidenbach, mit der Ehrenmitgliedschaft der GWL ausgezeichnet.

Zusammenfassung "Stammphotosynthese (corticulare CO2-Refixierung)"

Auf Basis der Nettophotosyntheseraten oder des stamm-internen CO2- Recyclings lassen sich grundsätzlich 4 Kategorien der Stammphotosynthese unterscheiden (Nilsen 1995; Pfanz & Aschan 2001):
1). corticulare CO2-Refixierung (= corticulare Photosynthese/ Rindenphotosynthese),
2). Holzphotosynthese,
3). CAM (Crassulaceen-Säuremetabolismus) der stammsukkulenten Pflanzen,
4). Stammphotosynthese.

1) Entfernt man das sekundäre Abschlußgewebe verholzter, lignifizierter Achsenorgane, tritt bei nahezu allen Holzgewächsen (Pfanz et al. 2002), einschließlich der Nadelbaumarten und einiger (sub-)tropischer Spizies, ein intensiv grünes, chlorophyllhaltiges Gewebe in Erscheinung.

Diese Chlorenchyme sind photosynthetisch leistungsfähig, nutzen die auftreffende Strahlung sehr effizient und assimilieren das während der Atmung freigesetzte (interne) Kohlendioxid (Foote & Schaedle 1976a, b; Kharouk et al. 1995; Solhaug et al. 1995; Pfanz et al. 1998; Pfanz 1999; Wittmann 2000; Wittmann et al. 2001; Aschan et al. 2001, Pfanz et al. 2002; Wittmann & Pfanz 2003). Entsprechend tritt sowohl bei artifizieller als auch natürlicher Belichtung von Zweigen, Ästen und Stämmen eine deutliche Reduktion des CO2-Effluxes auf. Positive Nettophotosyntheseraten werden von intakten Achsenorganen jedoch in der Regel nicht erzielt. Durch effiziente photosynthetische CO2-Refixierung können 60-90% des potentiell über Stamm- und Astatmung in die Atmosphäre freigesetzten CO2 im Rindengewebe der Bäume gebunden werden (Wittmann et al. 2001; PFANZ et al. 2002, Wittmann & Pfanz 2003).

2) Neben den photosynthetisch aktiven äußeren Cortexgeweben sind auch im Inneren der Achsenorgane grüne Gewebe zu finden. Sowohl für die Holz-Markstrahlen, als auch das Mark sind chloroplastenhaltige Zellen nachgewiesen (z.B. Wiebe 1975; Buns et al. 1993, Pfanz et al. 2002). Mittels radioaktiv markiertem CO2 (14CO2) konnte Wiebe (1975) als einer der Ersten die potentielle Fähigkeit der Holzchlorenchyme zur CO2-Assimilation nachweisen. Die hauptsächliche Bedeutung der Holzphotosynthese scheint neben der Reduktion der Atmungsverluste der Achsenorgane, v.a. in der Vermeidung von Anaerobiosis begründet zu liegen. Durch anaerobe Fermentation würde cytotoxisches Ethanol und /oder Milchsäure produziert (Pfanz et al. 2002).

3). Viele Vertreter der Cactaceae, Euphorbiaceae, Asclepiaceae oder Stapeliaceae, aber auch der Asteraceae (z.B. Senecio) und Vitaceae (z.B. Cissus) besitzen meist nur wenige, reduzierte Blätter und dafür grüne, sukkulente Stämme, die dazu befähigt sind CO2 während warmer und trockener Perioden effektiv über den CAM-Weg zu fixieren. Dabei werden Nettophotosyntheseraten von bis zu 10-20 µmol CO2 m-2 s-1 erzielt (Kluge & Ting 1978; Nobel & Hartsock 1986).

4). Zahlreiche nichtsukkulente „Perennials“ der Halbwüsten, Wüsten oder anderer saisonal trockener Gebiete haben einen bedeutenden Anteil am Gesamt-C-Gewinn der Pflanzen (Gibson 1983; Comstock & Ehleringer 1990). Die Stammphotosynthese weist dabei grundsätzlich viele Parallelen zur „normalen“ Blattphotosynthese auf. Zu nennen wäre in diesem Zusammenhang die CO2-Fixierung über den C3-Weg, das Vorkommen zahlreicher Stomata in der Stammepidermis, eine ähnliches Reaktionsverhalten auf Veränderungen der Umweltfaktoren (z.B. Licht), sowie eine unterdrückte, verzögerte Peridermformation. Diese Eigenschaften erleichtern die Aufnahme von atmosphärischem CO2 und ermöglichen somit eine maximale Netto-Stammphotosynthese von ca. 8-10 µmol CO2 m-2 s-1 (Nilsen 1995).

In der C-Bilanz von Laubgehölzen stellt die Achsenrespiration einen erheblichen Verlustposten dar. Derzeit gehen quantitative Schätzungen davon aus, daß jährlich zwischen 30 und 70% des assimilierten C durch die Atmung der Achsenorgane wieder an die Atmosphäre abgegeben werden (Edwards et al. 1981; Ryan et al. 1994). In europäischen Waldökosystemen beträgt der Anteil der Stamm- und Astatmung an der gesamtem jährlichen Ökosystem-Atmung im Durchschnitt 37% (Janssens et al. 2001). Dennoch beschränkten sich Untersuchungen zur Respiration von Laubgehölzen bislang v.a. auf die Achsendunkelatmung und ihre Abhängigkeit von abiotischen und biotischen Einflußgrößen am Wuchsort. Die Reduktion der Dunkelatmung von Laubgehölzen durch die corticulare CO2-Refixierung und ihre Bedeutung für die C-Bilanz der Bäume blieb dagegen weitgehend unberücksichtigt.


Unser aktuelles Interesse besteht darin, den Beitrag der corticulare Photosynthese an der Kohlenstoffökonomie von Holzgewächsen durch Erfassung und Quantifizierung der Stamm-CO2-Flüsse zu ermitteln. Außerdem wird der zentralen Frage nachgegangen, wie die corticulare CO2 - Refixierung von abiotischen Umweltfaktoren (u.a. Temperatur, Strahlung, CO2) beeinflusst und reguliert wird. Aus den daraus gewonnen Erkenntnissen wird derzeit ein mathematisches Modell erstellt, daß auf Basis verschiedener abiotischer Inputvariablen eine näherungsweise Abschätzung der corticularen Photosynthese ermöglichen soll (Wittmann 2005). Die erhobenen Daten, und die daraus ableitbaren Faktorenabhängigkeiten der CO2-Flüsse können letztlich auch die Grundlage für weitere mathematische Modelle zur Erstellung lokaler und regionaler CO2-Bilanzen bilden.

Zusammenfassung "Interworking of Wireless and Mobile Networks based on Location Information"

Die rasante Entwicklung im Bereich des Mobilfunks in den letzten zehn Jahren spiegelt den bevorstehenden Paradigmenwechsel hin zur Informationsgesellschaft wider. Waren Mobilfunksysteme der ersten und auch zweiten Generation zunächst auf Sprachdienste fokussiert, wurden Systeme der dritten Generation bereits von Anfang an darauf ausgelegt, multimediale Datendienste dem mobilen Nutzer verfügbar zu machen. Dienstgüteaspekte verbunden mit Garantien und Abweichungen innerhalb maximal tolerierbarer Grenzen waren und sind hierbei die zentralen Herausforderungen. Besonders die Limitierung verfügbarer Datenraten ist ein Problem bei der mobilen Versorgung.

Die flächendeckende Disposition mobiler Dienste und die Unterstützung sehr hoher Datenraten (Mbit/s -> Gbit/s) sind zwei gegensätzliche Anforderungen an Mobilfunksysteme. Abhilfe schafft hier die Integration verschiedenartiger Techniken. Im Nahbereich, erfreuen sich hochbitratige schnurlose lokale Netze (Wireless Local Area Networks) zur Ausleuchtung von Hot Spots steigender Beliebtheit. Eine weitere Ausbaustufe sind fest installierte drahtlose Zugangssysteme (Fixed Wireless Access), welche den Gedanken der drahtlosen Teilnehmeranbindung (Wireless Local Loop) zur Überbrückung der letzten Meile realisieren. Eine flächendeckende Versorgung mit diesen hochbitratigen Technologien erscheint jedoch aus wirtschaftlicher Sicht unwahrscheinlich. Es ist daher zu erwarten, dass mobile Kommunikation der vierten Generation geprägt sein wird durch das Zusammenwachsen verschiedenartiger Funksysteme.

Die vorliegende Arbeit unterstützt diese Entwicklung mit der Einführung und Bewertung eines neuartigen Konzeptes zur Integration unterschiedlicher Technologien, exemplarisch für UMTS und IEEE 802.11. Hierbei entstand ein intelligentes Steuerkonzept, welches z.B. bei der Entscheidungsfindung für vertikale Handover optimale Anwendung findet. Die Grundidee dabei ist es, Messberichte, wie sie in jedem Funksystem zur Verfügung stehen, mit Ortinformationen zu koppeln und heterogenen Komplementärsystemen verfügbar zu machen. Einer von vielen Vorteilen, der sich daraus ergibt, ist, dass auf eigenständiges Scannen anderer Funktechnologien weitestgehend verzichtet werden kann. Darüber hinaus beinhaltet die Erfassung ortsspezifischer Funkfeldeigenschaften ein beträchtliches Potential der Weiterverwertung, etwa für die Optimierung bestehender Netze oder die Planung neuer Standorte.

Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt eine detaillierte Ausarbeitung des ursprünglichen Konzeptes hin zu konkreten Anwendungsfällen. Analytische Betrachtungen ergänzt durch eine prototypische Implementierung des Gesamtkonzepts und ereignisgesteuerte stochastische Simulationen belegen den gegenseitigen Vorteil der Kooperation von Funkzugangsnetzen unter Nutzung von ortsbasierten Funkfeldinformationen. Bemerkenswert dabei sind neue Anwendungsfälle, welche überhaupt erst durch die Einführung des in dieser Arbeit beschriebenen Konzeptes ermöglicht werden.

Zusammenfassung "Die Isenburgen an der Ruhr"

Hoch über dem Ruhrtal liegen auf dem Gebiet der Städte Hattingen und Essen
zwei der bedeutendsten Burgruinen der Region. Beide wurden bald nach ihrer
Erbauung bereits wieder zerstört und sind heute Zeugen für die bewegte
Geschichte des Ruhrgebiets im späten 12. und im 13. Jahrhundert. Grafen,
Äbtissinen, Erzbischöfe und Könige rangen mit wechselndem Erfolg um die
Vorherrschaft. Die Burgen waren dabei als militärische Stützpunkte und
Machtsymbole ein wichtiges Element der Politik. Eng verknüpft mit den
Anlagen ist die Geschichte des Grafengeschlechts von Isenberg, von seinem
Aufstieg zu einer der mächtigsten Familien in Rheinisch-Westfälischen Raum
bis zu seinem Fall nach dem Tod des Kölner Erzbischofs Engelbert. Neben der
spannenden Historie geben die Überreste der Herrschaftsarchitektur aber auch
ausführlich Auskunft über Bautechnik und –struktur, über das Leben und
Arbeiten auf der Burg, über ihre Versorgung und über die Zerstörung. Die
Ruinen waren lange Zeit unbeeinträchtigt vom Menschen und wurden später
umfassend ausgegraben. Hierbei konnte der Grundriss freigelegt und viele
tausend Objekte geborgen werden. Die beiden Isenburgen erlauben so mit ihrer
kurzen Existenz schlaglichtartige Einblicke in die Welt des hohen
Mittelalters.