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The European 1 MW, 170 GHz industrial CW prototype gyrotron has been designed within EGYC (European GYrotron Consortium) in collaboration with the industrial partner Thales Electron Devices (TED) and under the coordination of Fusion for Energy (F4E). This is a conventional (hollow) cavity gyrotron that is based on the 1 MW, 170 GHz short-pulse (SP) modular gyrotron, which has been designed and manufactured by KIT in collaboration with TED. The SP prototype has been tested in multiple experimental campaigns since 2015 and the nominal cavity mode TE32,9 is exited at 170.1 GHz, producing RF power above 1 MW with 35 % interaction efficiency. The first phase of the experiments with the CW industrial gyrotron was successfully completed at KIT in 2016, verifying most of the ITER specifications. Short pulses (

The European 1 MW, 170 GHz industrial CW prototype gyrotron has been designed within EGYC (European GYrotron Consortium) in collaboration with the industrial partner Thales Electron Devices (TED) and under the coordination of Fusion for Energy (F4E). This is a conventional (hollow) cavity gyrotron that is based on the 1 MW, 170 GHz short-pulse (SP) modular gyrotron, which has been designed and manufactured by KIT in collaboration with TED. The SP prototype has been tested in multiple experimental campaigns since 2015 and the nominal cavity mode TE32,9 is exited at 170.1 GHz, producing RF power above 1 MW with 35 % interaction efficiency. The first phase of the experiments with the CW industrial gyrotron was successfully completed at KIT in 2016, verifying most of the ITER specifications. Short pulses (

Mit naturnahen Flächen werden Nützlinge als Teil des modernen biologischen Pflanzenschutzes gefördert. Um ihre Effizienz zu steigern, reicht die Förderung der generellen Biodiversität nicht aus; eine maßgeschneiderte,„funktionelle“ Biodiversität ist nötig.

People depend upon ecosystems to supply a range of services necessary for their survival and well-being. Ecosystem service indicators are critical for knowing whether or not these essential services are being maintained and used in a sustainable manner, thus enabling policy makers to identify the policies and other interventions needed to better manage them. As a result, ecosystem service indicators are of increasing interest and importance to governmental and inter-governmental processes, including amongst others the Convention on Biological Diversity (CBD) and the Aichi Targets contained within its strategic plan for 2011-2020, as well as the emerging Intergovernmental Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES). Despite this growing demand, assessing ecosystem service status and trends and developing robust indicators is o!en hindered by a lack of information and data, resulting in few available indicators. In response, the United Nations Environment Programme World Conservation Monitoring Centre (UNEP-WCMC), together with a wide range of international partners and supported by the Swedish International Biodiversity Programme (SwedBio)*, undertook a project to take stock of the key lessons that have been learnt in developing and using ecosystem service indicators in a range of assessment contexts. The project examined the methodologies, metrics and data sources employed in delivering ecosystem service indicators, so as to inform future indicator development. This report presents the principal results of this project.

Beneficials can prevent or reduce outbreaks of pest species. To strengthen the populations of beneficials, their food sources must be improved in cultivated areas. The effects of habitat management for augmenting beneficial population on parasitism and predation rates of three lepidopteran pest species were investigated on two organic fields in Alten (Switzerland). The aim was to improve pest regulation through wild flower strips along fields and by planting Centaurea cyanus as companion plant within the crop. Strips of Centaurea cyanus and Fagopyrum esculentum increased parasitsm on the lepidopteran pests. C. cyanus planted as companion plant furthermore increased predation on the eggs and parasitism of the larvae of Mamestra brassicae. Several technical and methodological aspects still need to be improved before the approach is ready for practical use.

Pollen beetles (Meligethes sp.) are important pests in oilseed rape (Brassica napus). In our study we wanted to determine which landscape structures have an influence on pollen beetle population in early spring. The dynamics of pollen beetle population and the damages on rape were studied on field scale level with 100 sampling points per field and on landscape scale level with 18 organic oilseed rape fields which differed by the complexity of the surrounding landscapes. The number of pollen beetle was strongly correlated with the distance to a forest. At the beginning of the flight period more pollen beetles were found close to the forest, later they migrated to the rest of the field. In addition, agricultural practices appeared to be determinant for pest control. Less pollen beetles per plant were found in fields with a higher density of rape plants.

The willingness of farmers to adopt agri-environmental measures depends greatly on the farm type and management as well as on the geographic conditions of the farm. The present paper analyses the differences in uptake of agri-environmental measures between organic and non-organic farms. A statistical comparison based on the 2005 Swiss Farm Census showed that organic farms have on average 68% higher adoption rates than non-organic farms, with a mean level of 22% on organic and 13% on nonorganic farms. The greatest differences were identified for the measures “hedges”, “extensive meadows”, “less intensive meadows”. The differences in uptake can only be partly explained by economic differences, such as different costs at farm level. Differences between organic and conventional farmers’ attitudes to nature conservation could be another important factor. Furthermore, we argue that the higher uptake of agri-environmental measures indicates on average higher biodiversity levels on organic farms.

Die Bereitschaft, Ökomassnahmen auf dem eigenen Betrieb umzusetzen, hängt entscheidend von der Betriebsstruktur und den naturräumlichen Voraussetzungen ab. Ziel dieser Studie war es festzustellen, ob es Unterschiede in der Umsetzung von Ökomassnahmen auf Bio- im Vergleich zu ÖLN-Betrieben gibt. Ein statistischer Vergleich der Umsetzungsraten beider Landbausysteme anhand der landwirtschaftlichen Betriebsstrukturerhebung 2005 ergab, dass Massnahmen auf Biobetrieben durchschnittlich um zwei Drittel häufiger umgesetzt werden, 20% Ökoflächen auf Bio- und 13% auf ÖLN-Betrieben. Die grössten Unterschiede wurden bei „extensiven Wiesen“, „wenig intensiven Wiesen“ und „Hecken“ festgestellt. „Rotations- und Buntbrachen“ wurden häufiger auf ÖLN-Betrieben angelegt. Die generell höhere Umsetzung von Ökomassnahmen weist auf höhere Biodiversitätsleistungen von Biobetrieben hin.

Im Rahmen des Projektes „Wildtierfreundlicher Biolandbau“ erforscht und unterstützt das Forschungsinstitut für Biologischen Landbau (FiBL) Möglichkeiten zur Förderung der Biodiversität im Agrarraum. Leitgrundsätze dieses Projektes sind ein gesamtbetrieblicher Ansatz, die Beteiligung der betreffenden Landwirten vor Ort und eine absolute Freiwilligkeit für die Landwirte bei der Mitarbeit und Umsetzung der vorgeschlagenen Massnahmen. In der Schweiz sind insbesondere die Schmetterlinge stark durch eine intensive Landbewirtschaftung beeinträchtigt und gefährdet. Deshalb wurde in 2007 das FiBL-Pilotprojekt „Schmetterlingsförderung in der Landwirtschaft“ gestartet und durchgeführt. Auf zwei Biogrünland- Betrieben im Jura nahe Saignelégier wurde im Sommer 2007 die Tagfalterfauna erfasst und anschliessend betriebsbezogene Massnahmen zum Schutz und Erhalt der Schmetterlinge abgeleitet, mit den Landwirten diskutiert und Vereinbarungen zur Durchführung der schmetterlingsfreundlichen Massnahmen geschlossen. Mit insgesamt 33 Arten auf den beiden Betrieben wurde eine relativ hohe Artenzahl an tagaktiven Faltern festgestellt, darunter vier Arten der Roten Liste. Es wurden speziell Arten der Saumgesellschaften wie zum Beispiel Waldrand, Lichtungen und Feldränder festgestellt. Als Leitziel für die regionale Schmetterlingsförderung wurde daher der Erhalt und Schutz blütenreicher Säume insbesondere an Waldrändern und generell eine extensive Bewirtschaftung formuliert. Als lokale Zielarten wurden ausgewählt: der Baldrianscheckenfalter, der Waldteufel und das Rotbraune Ochsenauge. Daneben wurden noch vier weitere Leitarten benannt (Sonnenröschenbläuling, Weissbindiger Mohrenfalter, Dunkler Dickkopffalter und das Schachbrett). Insgesamt wurden 19 verschiedene Massnahmen entwickelt und vorgeschlagen, um die Schmetterlingsfauna auf den Betriebsflächen zu fördern. Diese Massnahmen lassen sich in die Kategorien Wald und Waldrand, Hecken, Grünland sowie Sonstiges einordnen. Hauptziel der Massnahmen ist speziell der Übergangsbereich Wald zum Grünland, um die dort vorkommenden spezifischen und gefährdeten Arten zu erhalten. Weitere Ziele sind die Schaffung artenreicher Niederhecken sowie blütenreicher Wiesen und Weiden. Die detaillierten agronomischen Berechnungen zeigten, dass die vorgeschlagenen Massnahmen kaum einen Einfluss auf die Nährstoffbilanz haben. Im Bereich Futter konnten die Massnahmen so geplant werden, dass sie ebenfalls wenig Einfluss auf dem Rohfutterertrag haben. Ein Vorteil ist, dass Anlage und extensive Bewirtschaftung von Krautsäumen auf Weiden wenig negativen Einfluss auf das Einkommen der Landwirte hat, da mit der Verlagerung von mobilen Zäunen flexibel auf landwirtschaftliche Bedürfnisse eingegangen werden kann. Finanziell stärker ins Gewicht fallen die vorgeschlagenen forstlichen Massnahmen wie Heckenpflege und Rodungen, weshalb für diesen Bereich zusätzliche Finanzmittel notwendig wären. Im Rahmen des Pilotprojektes „Schmetterlingsförderung in der Landwirtschaft“ wurden somit im ersten Jahr viel versprechende Massnahmen für Tagfalter entwickelt, welche nun in der Folge in Absprache mit den landwirtschaftlichen Betrieben umgesetzt und in Folgejahren überprüft werden soll.

Die Artenvielfalt an Pflanzen und Wildtieren und die Vielfalt der Landschaften werden zunehmend durch die sich ausbreitende intensive Landwirtschaft bedroht. Zwar gibt es europäische und nationale Agrarumweltprogramme, die dem entgegenwirken wollen. Sie werden aber zu wenig effizient umgesetzt. Ungenügendes ökologisches Fachwissen und zu wenig ökologisch ausgerichtete Beratung gehören zu den Hauptgründen für die schlechte Umsetzung dieser Programme. Der biologische Landbau geht im Gegensatz zur konventionellen, industriellen Landwirtschaft sehr schonend mit natürlichen Ressourcen um und eignet sich daher besonders zur Förderung einer reichhaltigen Kulturlandschaft mit einer grossen Arten- und Lebensraumvielfalt. Biolandbau kombiniert mit Naturschutzmassnahmen kann die artenreiche, vielfältige Landschaft auf hohem Niveau erhalten. In diesem thematischen Kontext konnte dank einer Startfinanzierung 2006 ein Projekt zum Thema ‚wildtierfreundliche Bio-Landwirtschaft’ gestartet werden. Das FiBL Schweiz soll in Absprache mit den Partnerorganisationen in Tschechien und Österreich die fachtechnischen und methodischen Grundlagen erarbeiten (vgl. Projektbeschrieb FiBL Schweiz), um eine effiziente Umsetzung natur- und landschaftsschonender Massnahmen in den Projektgebieten voranzutreiben. Die daraus resultierenden Massnahmen werden den Produzenten in geeigneter Form kommuniziert.Da das FiBL Schweiz mit FiBL Österreich und Bioinstitut Tschechien über ein Netz von Partnerinstituten verfügt, können die erarbeiteten und lagen auch in diesen beiden Ländern überprüft und angepasst umgesetzt werden (vgl. Abb. 1). Dazu wird in den drei Ländern ein Netz von vorbildlichen Modellbetrieben in verschiedenen Regionen aufgebaut. Der rege Austausch von Erfahrungen und Wissen zwischen den drei Instituten und mit den Landwirten der drei Länder wird mit gegenseitigen Besuchen intensiv gepflegt.

Vegetable production systems are highly intensive and the periodic cultivations lead to un-favourable conditions for natural enemies. Using non-crops it is possible to create ecological infra-structure offering suitable food for natural enemies, and shelter from adverse conditions. On four organic farms in Western-Switzerland, we have tested in cabbage crops if wildflower strips are an appropriate tool to reduce lepidopteran pests. Analyses of wildflower strips on parasitism of caterpillars of Pieris rapae and Mamestra brassicae indicated a pest control potential. Grid trial using reared egg batches revealed no significant effect on parasitism of exposed M. brassicae and Plutella xylostella eggs in relation to the distance of the strip.

Although the European organic agriculture movement was founded by Rudolf Steiner and Hans Mueller in the years between 1924 and 1940, it was not until the 1980s that pest management researchers began to develop strategies to control pests in organic systems. Today, insect pest management in organic agriculture involves the adoption of scientificallybased and ecologically sound strategies as specified by international and national organic production standards. These include a ban on synthetic insecticides and, more recently, on genetically modified organisms (GMOs). The first phase of an insect pest management program for organic systems is the adoption of cultural practices including diverse crop rotation, enhancement of soil quality by incorporation of specific cover crops and/or the addition of soil amendments, and choice of resistant varieties that help to prevent pest outbreaks. In the second phase, habitat management (e.g. incorporation of hedgerows and wild flower strips) is implemented to encourage populations of pest antagonists. Third and fourth phases of the program include deployment of direct measures such as biocontrol agents and approved insecticides. However, the strategies for pest prevention implemented in the first two phases often obviate the need for direct control measures. Approaches to pest management in organic systems differ from those in conventional agriculture conceptually in that indirect or preventative measures form the foundation of the system, while direct or reactive control methods are rare and must comply with organic production standards. The range of European research activities that support these concepts is illustrated by a case study of rosy apple aphid (Dysaphis plantaginea) control in organic apple production in Switzerland.

Most of the farmers in Switzerland won’t apply GMO farming. Their organisations support a five-year ban for the marketing of transgenic plants. However, in Switzerland there is no political discussion on co-existence as in the European community and their member states. In this study, the spatial aspects of coexistence of transgenic, conventional and organic farming in Switzerland are investigated. It shows that there are only 28 communities of 2848 where all farmers are bound by different labels to produce GMO-free. Most of these communities are situated in high altitude regions. In contrast, in arable regions of Switzerland, few farmers produce organic crops. In most of the communities in Switzerland, the simultaneous production with and without transgenic plants will be a huge problem. Special attention must be devoted to neighbouring producers all along the national boundary.

Die im Auftrag des Schweizer WWF erstellte Studie beschäftigt sich mit den räumlichen Aspekten der Ko-Existenz in der Schweiz.

L’Europe entière se demande si les agricultures transgéniques et non trans¬géniques peuvent vivre côte à côte. C’est un débat souvent très théorique, très éloigné du quotidien des agriculteurs. Une étude du FiBL mandatée par le WWF montre ce que l’autorisation des cultures transgéniques signifierait pour les entreprises agricoles suisses.

Ganz Europa überlegt, ob eine Landwirtschaft mit und eine ohne gentech¬nisch veränderte Pflanzen nebeneinander existieren können. Dabei entsteht viel Theorie, weit weg vom Alltag der Landwirte. Das FiBL klärte im Auftrag des WWF ab, was der Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen in der Landwirtschaft für die einzelnen Betriebe bedeuten würde.

Anfangs Februar 1993 wurden die Fließgewässer Mülibach (Kt. AR) und Goldach (AR und SG) durch erhöhte Einträge von Permethrin, einem synthetischen Pyrethroid, geschädigt. Dieses Insektizid stammte aus einem Betrieb, wo es zur mottensicheren Ausrüstung von Teppichen angewendet wird. Trotz Vorreinigung des Industrieabwassers in einer Kläranlage gelangte das Permethrin in deren Vorfluter, den Mülibach, und von da in die Goldach. In ersten Untersuchungen kurz nach dem Auftreten der Fischsterben in der Goldach wurden im Flußwasser bis zu 0,5 mg/l und im Sediment bis zu 7 mg/kg Permethrin nachgewiesen (1). Permethrin ist akut toxisch für juvenile und adulte Fische im Konzentrationsbereich 0,5-300 μg/l (2). Während es im freien Wasser relativ rasch hydrolysiert wird, verläuft der Abbau in Sedimenten aufgrund der hohen Bindungsaffinität an organische Partikel nur langsam (3). Für eine Prognose über die längerfristigen Auswirkungen in bezug auf die Wiederbesiedlung mit tierischen Organismen (Insektenlarven und Fischen) ist es wichtig zu wissen, wie lange Permethrin im Sediment persistiert, wie hoch die entsprechenden Konzentrationen in den Algen und Schnecken sind und ob diese eine gesundheitliche Gefährdung für Fische bedeuten. Im Rahmen der Felduntersuchungen wurde sowohl die Persistenz von Permethrin in einem Ökosystem als auch die Wiederbesiedlung der Gewässer mit den während des Unfalls vernichteten Organismen studiert.

Ochratoxin A (OA) ist ein Mycotoxin, welches von zwei ubiquitären Schimmelpilzarten produziert wird (Aspergillus und Penicillium). OA ist vor allem nierentoxisch aber auch ein potentes Nierenkanzerogen. In Lebensmitteln kann OA häufig nachgewiesen werden, vor allem in Cerealien, aber auch z.B. in Bier, Dörrfrüchten und Kaffeebohnen. Widersprüchliche Daten sind publiziert worden über den Einfluss des Röstens und der Kaffeegetränkherstellung auf den Ochratoxin A-Gehalt. In der vorliegenden Studie wurde in 13 von 25 untersuchten Rohkaffeeproben OA nachgewiesen. Der Röstprozess hatte auf den OA-Gehalt praktisch keinen Einfluss. Auch konnte gezeigt werden, dass OA zu einem großen Teil von den gerösteten Bohnen ins Getränk übergeht. In 16 von 40 untersuchten Kaffeegetränkeproben, hergestellt aus Kaffeeproben vom Schweizer Detailhandel, wurde Ochratoxin A gefunden. Auf Grund dieser - allerdings noch unvollständigen - Resultate muss der Schluss gezogen werden, dass der Kaffeekonsum einen nicht zu vernachlässigenden Beitrag zur Belastung des Menschen mit Ochratoxin A leisten kann. Mit Hilfe der vorliegenden Daten wurde eine erste Risikoabschätzung durchgeführt. Im Moment ist es jedoch schwierig, das aus der Ochratoxin A-Belastung resultierende kanzerogene Risiko für den Menschen zufriedenstellend zu beurteilen, da über den Wirkungsmechanismus noch praktisch keine Daten vorliegen.

The Tokamak à configuration variable (TCV) features the highest electron cyclotron wave power density available to resonantly heat (ECRH) the electrons and to drive noninductive currents in a fusion grade plasma (ECCD). In more than 15 years of exploitation, much effort has been expended on real and velocity space engineering of the plasma electron energy distribution function and thus making electron physics a major research contribution of TCV. When a plasma was first subjected to ECCD, a surprising energisation of the ions, perpendicular to the confining magnetic field, was observed on the charge exchange spectrum measured with the vertical neutral particle analyser (VNPA). It was soon concluded that the ion acceleration was not due to power equipartition between electrons and ions, which, due to the absence of direct ion heating on TCV, has thus far been considered as the only mechanism heating the ions. However, although observed for more than ten years, little attention was paid to this phenomenon, whose cause has remained unexplained to date. The key subject of this thesis is the experimental study of this anomalous ion acceleration, the characterisation in terms of relevant parameters and the presentation of a model simulation of the potential process responsible for the appearance of fast ions. The installation of a new compact neutral particle analyser (CNPA) with an extended high energy range (≤ 50 keV) greatly improved the fast ion properties diagnosis. The CNPA was commissioned and the information derived from its measurement (ion temperature and density, isotopic plasma composition) was validated against other ion diagnostics, namely the active carbon charge exchange recombination spectroscopy system (CXRS) and a neutron counter. In ohmic plasmas, where the ion heating agrees with classical theory, the radial ion temperature profile was successfully reconstructed by vertically displacing the plasma across the horizontal CNPA line of sight. Active charge exchange measurements, by doping the plasma with ion neutralisation targets injected with the diagnostic neutral beam (DNBI), were used to absolutely calibrate the NPA. Advanced modelling of the measured hydrogenic charge exchange spectra with the neutralisation and neutral transport codes KN1D and DOUBLE-TCV permitted a calculation of the absolute neutral density profiles of the plasma species. The energisation and the properties of fast ions were studied in dedicated, low density, cold ion, hot electron plasmas, resonantly heated at the second harmonic of the electron cyclotron frequency. The ion acceleration occurs on a characteristic timescale in the sub-millisecond range and comprises up to 20 % of the plasma ions. The number of fast ions nis and their effective temperature Tis are found to depend strongly on the bulk and suprathermal electron parameters, in particular Tis ≤ Teb (electron bulk) and nis ∼ Vde (toroidal electron drift speed). The suprathermal electrons, abundantly generated in plasmas subjected to ECCD, are diagnosed with perpendicular and oblique viewing electron cyclotron emission (ECE) antennas and the measured frequency spectra are reconstructed with the relativistic ECE radiation balance code NOTEC-TCV. With steady-state ECRH and ECCD, the fast ion population reaches an equilibrium state. The spatial fast ion temperature profile is broad, of similar shape compared to the bulk ion temperature profile. The hottest suprathermal temperature observed is Tis ≤ 6 keV. Various potential ion acceleration mechanisms were examined for relevance in the TCV parameter range. The simultaneous wave–electron and wave–ion resonances of ion acoustic turbulence (IAT) show the best correlation with the available experimental knowledge. Ion acoustic waves are emitted by the weakly relativistic circulating electrons and are mainly Landau damped onto the ions. Destabilisation of IAT is markedly facilitated by the important degree of nonisothermicity Te/Ti ≥ 40 of X2 EC heated TCV plasmas. Efforts were undertaken to consistently model the experimental observations using a numerical experiment. The relevant physics describing IAT was implemented in a finite difference code solving the quasilinear diffusion equation describing the time evolution of the electron and ion distribution functions. The simulations, fed as far as possible with experimentally available information, confirm the growth and saturation of IAT. Electrons and ions are initially preferentially heated in the toroidal direction. As the ions gain energy, the ion waves are damped more efficiently and only modes propagating at oblique angles can still grow, thus accelerating ions into the radial perpendicular direction. The simulation shows that turbulence reaches a steady-state when the ions are sufficiently hot to permanently stabilise IAT. The parameters describing the tail of the modelled equilibrium ion distribution agree quantitatively well with the CNPA measurement. Preliminary studies investigated on the interaction of fast ions with the sawtooth instability. It is found that the fast ion population in sawtoothing plasmas is transiently enforced with each sawtooth collapse. It is presently thought that the toroidal electric reconnection field lowers the IAT stability threshold thus producing more suprathermal ions.