Topics for bachelor and master theses

Below is a list of topics for B.Sc. or M.Sc. theses. If you are interested in doing your research in our group the procedure is as follows:

  • go through the list and topics and find what you are interested in
  • contact the direct supervisor by email and ask for more information
  • make an appointment with your direct supervisor to discuss the topic, timeframe etc. in more detail
  • if you have found a topic that you would like to choose there will be a meeting between your direct supervisor, yourself and W. Weisser, to discuss the design of your study, starting dates, financial aspects and other formalities.
  • you develop a thesis plan that will be part of the formal agreement between yourself, your direct supervisor, and W. Weisser for the thesis
  • If you are interested in a topic that is not listed below or if you have any other question please feel free to contact W. Weisser or any other person in the group.

Auswirkungen von Pflanzen Diversität im Feldfutteranbau auf die Insekten Diversität

Die Vorteile artenreicher Mischungen für viele Ökosystemprozesse sind aus der ökologischen Forschung im Rahmen von Experimenten zur Artenvielfalt bekannt. Nun möchten wir diese Erkenntnisse auch für die landwirtschaftliche Praxis nutzen. Daher wird im Rahmen von LegacyNet (https://legacynet.scss.tcd.ie/) untersucht, wie Grünland-Mischungen innerhalb von Fruchtfolgen am besten gestaltet werden können, um die Funktion der Mischung als Grünland und den Effekt auf den folgenden Ackerbau zu maximieren (Bereitstellung von symbiotisch gebundenem Stickstoff, Bodengesundheit und Fruchtbarkeit). 

Im Jahr 2020 haben wir in Freising ein Feld mit 60 Parzellen von 3x7m als Teil eines Netzwerks von Versuchsflächen angelegt, die einem gemeinsamen Versuchsplan folgen. Die Hauptbehandlungen sind Grünlandmischungen aus Gräsern, Leguminosen und Kräutern (von der Monokultur bis hin zu sechs Arten und artenreichen Kontrollen mit 10 Arten) sowie eine anschließende Getreidekultur, um die 
Auswirkungen der Grünlandzusammensetzung zu quantifizieren. Neben der Quantifizierung des Grünlandertrags quantifizieren wir die Aktivität von Insekten und kleinen Säugetieren in den Parzellen sowie von Proxies für Ökosystemprozesse (Bestäubung, Prädation, Samenausbreitung mit REFA-Methoden). 

Wir bieten forschungsbasierte Master- oder Bachelorarbeiten für motivierte Studierende in den Bereichen Insekten- oder Ökosystemprozess-Monitoring an.
Die Arbeit umfasst:

  • Feldarbeit auf dem campusnahen Gelände in Freising
  • Laborarbeit in Freising zur Bearbeitung der Proben (Insektensortierung, Auswertung der Köder, etc.)
  • Statistische Auswertung der Daten mit R

Erfahrungen mit Insektentaxonomie oder REFA-Methoden sind wünschenswert, aber keine Voraussetzung. Erfahrungen mit R sind von Vorteil. Bei erfolgreichem Abschluss des Projekts können die Ergebnisse zusammen mit anderen Versuchsergebnissen in einer Publikation münden. Die Betreuung der Arbeit kann in deutscher oder englischer Sprache erfolgen. Die Arbeit soll bald möglichst beginnen.

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an
sebastian.t.meyer[at]tum.de oder rafael.achury[at]tum.de

An investigation of how environmental conditions affect the hibernation period of hedgehogs in Bavaria – a cooperation project with the LBV. 

It is expected that with climate change, winter periods will become shorter and warmer. This, among other environmental conditions, could alter the hibernation period of hibernating animals. In many ways, cities are a useful proxy for some of the future conditions brought on by climate change, in particular with regards to temperature. For hedgehogs it is already known that regional temperature changes can influence their hibernation period. However, it is less known how other environmental variables affect their hibernation. The difference in environmental conditions between urban and rural environments, for example land-use or vegetation density, could influence resource availability or the presence of refuges. Citizen scientists have helped the LBV to collect approximately 100.000 observations of hedgehogs in Bavaria over the last six years. This information is invaluable, as it could facilitate modelling the hibernation period of hedgehogs in and out of cities.

The Masters’ thesis will focus on detecting and visualizing shifts in hedgehog hibernation  depending on biotic and abiotic conditions. This could be achieved by:

  • Combining different scales (cities and country sites)
  • Usage of varying biotic variables (e.g. vegetation density/type, land-use intensity/type)
  • Different abiotic variables (e.g. temperature, urban heat island effects, precipitation, elevation, impervious surface density)

The study takes place in the framework of the “Bayerische Synthese- Informations- Citizen Science Portal für Klimaforschung und Wissen-schaftskommunikation” (www.baysics.de).

If the work is successful, the results could form the basis of a future publication. The Masters’ thesis will be conducted in English.

If you’re interested, please contact Fabio Sweet (fabio.sweet[at]tum.de) or Wolfgang Weisser (wolfgang.weisser[at]tum.de).
 

Auswirkungen von Lebensraumelementen und Substrattiefe auf die Pflanzen- und Insektenvielfalt auf extensiven Gründächern

Gründächer (Dachbegrünungen) bieten die Möglichkeit, Biodiversität zu fördern, zusätzlich zu anderen Funktionen wie ein Haus optisch zu verbessern, oder den Wärmeinseleffekt und Oberflächenwasserabfluss zu reduzieren. Gründächer können, zumindest theoretisch, als Refugium für Insekten und als potenzielle Futterquelle für Vögel und Fledermäuse dienen. Gründächer sind jedoch extremen klimatischen Bedingungen ausgesetzt, deren Auswirkungen durch ihre geringe Substrattiefe noch verstärkt werden. Wie genau die ökologische Funktion von Gründächern erhöht werden kann, ist gerade für Tiere noch recht unbekannt.

Im Rahmen des Projektes “Animal-Aided Design” wurde auf einem Gebäude in der Brantstraße in München-Laim das Dach begrünt und als Versuchsfläche entwickelt. In einem experimentellen Ansatz soll geprüft werden, ob geringe Veränderungen der Bodentiefe (Anhügelungen) oder das Hinzufügen von Steinhaufen, Totholz oder Refugien die Vielfalt von Tieren oder Pflanzen erhöhen kann.

Die Masterarbeiten konzentrieren sich entweder auf Pflanzen oder Tiere.

Folgende Arbeitsschritte sind geplant:

  • Probenahme Pflanzen oder Tiere, insbesondere oberirdische Insekten und Bodentiere
  • Bestimmung der Pflanzen oder Tiere (zT. Sortieren nach Ordnung)
  • Statistische Auswertung der Daten, um zu prüfen, welche der Ansätze positive Effekte auf Pflanzen oder Tiere haben.

Bei erfolgreicher Arbeit können die Ergebnisse gemeinsam mit anderen Daten publiziert werden. Die Masterarbeit wird auf Deutsch und Englisch betreut.

Bei Interesse wenden sie sich bitte an Andrew Fairbairn (andrew.fairbairn[at]tum.de), Technische Universität München, Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie, Hans-Carl von Carlowitz-Platz 2, 85354 Freising.

Supervisor: Dr. Sebastian Meyer

Diversität beeinflusst die Funktion und erbrachte Dienstleistungen von Ökosystemen. So haben ökologische Experimente vielfach gezeigt, dass in Ökosystemen Pflanzenvielfalt die Diversität anderer Organismen und Produktivität (neben anderen Funktionen) erhöht. Um in der Landwirtschaft diese Ergebnisse aus der ökologischen Grundlagenforschung zur Verbesserung der Produktion und Abmilderung von Umweltbelastungen anzuwenden, bedarf es weiterer Forschung. In einem Freilandversuch am Rand des Campus in Freising untersuchen wir die Auswirkungen der Artenvielfalt in einem Feldfuttersystem auf Ertrag, Futterqualität und ökologische Parameter. Das Experiment wurde auf 60 Parzellen in 2020 etabliert und kann dieses Jahr für vielfältige Fragestellungen und Messungen in studentischen Abschlussarbeiten genutzt werden.

Supervisor: Benjamin Leroy

Outbreaks of the gypsy moth Lymantria dispar can cause profound alterations of forest ecosystem by causing complete defoliation of trees and increasing tree mortality. Defoliation can also harm insect herbivores by reducing food availability, increasing the production of plant defense chemicals, and stimulating the development of secondary pathogens such as the powdery mildew. 

Gypsy moth outbreaks are combatted by forest managers with aerial applications of insecticides that can also negatively affect non-target herbivores. Risk assessment protocols focus on testing the toxicity of a pollutant to organisms and rarely take into consideration how their life histories may mediate their exposure to the toxicant. Knowledge of a population’s ability to avoid exposure (avoidance traits) and recover following exposure (resilience traits) should be combined with results from toxicity assays to the risk posed by insecticides to individual species.

We are interested in testing separately the impacts of gypsy moth outbreaks and insecticide treatments on two important guilds of oak herbivore: leaf-miners and gall-inducers. Oak leaf samples were collected in 48 oak forests in Northern Bavaria, 24 of which sustained gypsy moth outbreaks in 2019, while the other 24 had normal endemic densities. Half of the plots in each group was sprayed with the insecticide tebufenozide and the other half left unsprayed (full factorial design). The master’s thesis work comprises of the following steps:

  • Identification to genus/species of leaf-mining and gall-inducing insects on the leaves
  • Scoring of chewing damage
  • Statistical analysis of the data

Prospective students should have interest in forest ecology, entomology or ecotoxicology and have a good command of the English language. If the work is successful, the results may be published in an international peer-reviewed scientific journal.

If you are interested, please contact Benjamin Leroy (benjamin.leroy[at]tum.de / 08161-71-2490)

Masterarbeit zu vergeben

Förderung der Biodiversität im Hopfen

Landwirtschaftliche Nutzung kann Biodiversität fördern oder verringern und selbst von einer erhöhten Biodiversität profitieren. Hopfen ist eine wichtige Nutzpflanze und ist in Regionen wie der Hallertau die wichtigste Kultur in der Landwirtschaft. Während Hopfenanbaumethoden in den letzten Jahren stark verbessert wurden, haben viele ehe-mals für den Hopfenanbau typische Arten wie das Rebhuhn, Tagfalter wie der C-Falter oder das Tagpfauenauge, oder auch Heuschrecken und Netzflügler in den Hopfenanbauregionen abgenommen. In der Masterarbeit soll fol-genden Fragen nachgegangen werden:

  1. Was sind die wahrscheinlichen Mangelfaktoren, die zu dem Rückgang von typischen Arten geführt haben?
    Zielarten sind das Rebhuhn (Perdix perdix), die Heidelerche (Lullula arborea), der C-Falter (Nymphalis c-album), der Hopfen-Taghaft (Hemerobius humulinus), das Grüne Heupferd (Tettigonia viridissima), die Ei-chenschrecke (Meconema thalassinum) sowie weitere Tagfalter und andere Arten. Mit Hilfe einer Literatur-studie sollen die Mangelfaktoren (z.B. Nahrungsverfügbarkeit, Deckung, Insektizide usw.) für die verschie-denen Arten herausgearbeitet werden.
  2. Gibt es Unterschiede im Vorkommen der Zielarten zwischen ökologisch und konventionell bewirtschafteten Flächen?
    In eigenen Aufnahmen soll das Vorkommen der Zielarten im Freiland quantifiziert werden. Neben dem Ver-gleich zwischen ökologischen und konventionellen Flächen soll auch eine Bestandsaufnahme in größeren (je 1-2 km2) zusammenhängenden Bereichen mit überwiegendem Hopfenanbau erfolgen.
  3. Welche Maßnahmen könnten das Vorkommen der Arten in Hopfenanbaugebieten fördern?
    Auf Basis der eigenen Untersuchungen sollen Vorschläge gemacht werden, wie die Diversität im Hopfen gefördert werden kann. Die Vorschläge dienen als Vorlage für zukünftige experimentelle Maßnahmen.

Die Arbeit wird gemeinsam von der TUM (Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie, Prof. Wolfgang W. Weisser) und der Landesanstalt für Landwirtschaft (Hopfenforschungszentrum Hüll, Dr. Florian Weihrauch) betreut. Reisekosten für die Freilandarbeiten können erstattet werden.

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an:

Prof. Wolfgang W. Weisser (wolfgang.weisser[at]tum.de) oder
Dr. Florian Weihrauch (Florian.Weihrauch[at]lfl.bayern.de)

Supervisor: Dr. Sebastian Meyer

Modern ecological research often investigates into the relationships between ecosystem functions (the processes contributing to element cycles, functioning and regeneration of ecosystems) and different regulating factors (e.g. diversity, land use, (human) disturbance, environmental conditions). For such studies the ability to quantify ecosystem functions using suitable indicators is essential. In this Bachelor- (Master-) thesis a selected function (or combination of functions) will be measured with different techniques and their suitability as indicator for the function will be assessed.

Supervisor: Dr. Sebastian Meyer

The Jena Experiment (www.the-jena-experiment.de) studies in a large-scale field experiment the functional importance of biodiversity. We aim to study whether changes in ecosystem functions (decomposition, predation, pollination, seed dispersal) due to plant diversity can be directly measured. To do so, suitable indicators will be measured in the plots of the Jena Experiment in a standardized fashion to quantify functions and investigate their relationship with plant diversity. Within a Master thesis several different functions, or in a Bachelor thesis a single function (as in the example below) can be studies. Also several complementary Bachelor theses are possible.

Supervisor: Dr. Sebastian Meyer

Previous studies in the frame work of the Jena Experiment (www.the-jena-experiment.de) have identified important herbivores that occur abundantly on the plots of the experiment. For many of these species little is known about their host range. In this Bachelor project the suitability of the 60 plant species forming the species pool of the Jena Experiment as host plants for a range of the important herbivores shall be tested. Preferences will be assessed in feeding trials conducted in the laboratory.

Supervisor: Maximilian Mühlbauer, Dr. Sebastian Meyer

Cities are habitats for humans but are also highly dynamic ecosystems that harbor a big variety of common and rare animal species. These species are dependent on green infrastructures and the resources they provide. At the same time green infrastructures and their contained biodiversity provide several ecosystem functions and services for humans. Growing cities face multiple challenges for biodiversity and so its conservation has to move in the focus of urban planning. To plan urban squares as functional green infrastructures it is essential to know which characteristics are influencing biodiversity and provided ecosystem functions. The offered master thesis will monitor components of biodiversity or quantify selected ecosystem functions on 100 urban squares in Munich and investigate their dependence on provided characteristics of the squares in the framework of a larger interdisciplinary project.