(Abt. 1) Ökohydrologie und Biogeochemie
Die Wechselwirkungen innerhalb und zwischen grünem Wasser (in terrestrischen Systemen) und blauem Wasser (Seen, Flüsse und Grundwasserleiter) beeinflussen in komplexer Weise die Lebensräume für Organismen und den reaktiven Transport von abiotischen Komponenten. Aquatische und terrestrische Systeme sind auf mehreren räumlich-zeitlichen Skalen gekoppelt. Das übergeordnete Ziel der Abteilung Ökohydrologie und Biogeochemie ist es, die ökohydrologischen und biogeochemischen Prozesse von vernetzten Landschaften und Gewässern in natürlichen, ländlichen und städtischen Gebieten zu verstehen. Unsere Forschungsprojekte behandeln daher die folgenden Kernthemen:
- Interaktionen von Landschafts-und Binnengewässer-Ökosystemen
- Physikalische und biogeochemische Rahmenbedingungen unter globalem Wandel
- Wassersicherheit in gestörten und urbanen Systemen
In unserer Forschung integrieren wir prozessbasierte und statistische Modellierung mit empirischen Daten, die in Freilandstudien, in großmaßstäbigen Manipulationsstudien, durch Langzeit-Monitoring und in Laborversuchen erhoben werden. Wir untersuchen ökohydrologische und biogeochemische Prozesse mit verschiedenen Tracer-Techniken, insbesondere stabilen Isotopen, sowie durch die Messung natürlich gelöster Stoffe, konservativer geogener Ionen, organischer Spurenstoffe und von Nährstoffen. Dabei verbinden wir Grundlagenforschung mit Anwendungsaspekten und wollen Auswirkungen von Klima- und Landnutzungsänderungen erfassen und vorhersagen. Mit der Laborinfrastruktur und Kompetenz auf den Gebieten der anorganischen und organischen Analytik sowie der Isotopenmessung nimmt die Abteilung eine zentrale Funktion für das gesamte Institut wahr. Um unserem Forschungsziel gerecht zu werden, kombinieren wir unsere fachliche Expertise aus den Forschungsdisziplinen Hydrologie, Geochemie, Gewässerphysik, Ökologie, Umwelttechnik und Geographie.
Landschafts-Ökohydrologie, Forschungsgruppe von Dörthe Tetzlaff, Grafik: Dörthe Tetzlaff / IGB
Grundwasser-Oberflächenwasser Interaktionen, Forschungsgruppe von Jörg Lewandowski, Grafik: Jörg Lewandowski / IGB
Physikalische Limnologie, Forschungsgruppe von Georgiy Kirillin, Grafik: Georgiy Kirillin / IGB
Organische Schadstoffe, Forschungsgruppe von Stephanie Spahr, Grafik: Stephanie Spahr / IGB
Ökohydraulik, Forschungsgruppe von Alexander Sukhodolov, Grafik: Alexander Sukhodolov / IGB
Nährstoffkreisläufe und chemische Analytik, Forschungsgruppe von Tobias Goldhammer, Grafik: Tobias Goldhammer / IGB
Flussgebietsmodellierung, Forschungsgruppe von Markus Venohr, Grapfik: Markus Venohr / IGB
Biogeochemische Prozesse in Sedimenten und Seenrestaurierung, Forschungsgruppe von Michael Hupfer, Grafik: Michael Hupfer / IGB
Forschungsgruppen
Abteilungsmitglieder
Ausgewählte Publikationen
A Novel In Situ Experimental Setup for Studying the Impact of Bedform Celerity on 2D Oxygen Distribution in the Hyporheic Zone of Streams
Die Autor*innen untersuchten den Einfluss dynamischer hyporheischer Zonen. Sie entwickelten ein neues Feldmesssystem, das die gleichzeitige Beobachtung der Sauerstoffdynamik und der Migration von Sohlformen in einem Fluss ermöglichte. Im Gegensatz zu den Ergebnissen anderer Studien beobachteten sie bei der höchsten Strömungsgeschwindigkeit stärker mit Sauerstoff angereicherte Sohlformen.
Enhancing process interpretation with isotopes: potential discharge-isotope trade-offs in ecohydrological modelling of heavily managed lowland catchments
Die Autor*innen entwickelten ein tracergestütztes hydrologisches Modell weiter, um Schätzungen der ökohydrologischen Aufteilung und des Wasserhaushalts im Mittelspree-Einzugsgebiet besser einzugrenzen. Trotz der Komplexität der heterogenen Landnutzung, der umfangreichen Wasserinfrastruktur und der Tradition intensiver Bewirtschaftung gelang es ihnen, die ökohydrologischen Abläufe zu entflechten.
Dense stands of aquatic plants retain water in lowland rivers and in adjacent floodplain aquifers
Die Autor*innen fanden mithilfe von Langzeitdaten der Spree heraus, dass Wasserpflanzen sinkende Wasserstände von Tieflandflüssen in einem trockeneren Klima kompensieren können. In den letzten Sommern führten die Wasserpflanzen im unteren Teil der Spree zu einem Wasseranstieg von rund 50 bis 60 cm im Vergleich zur Situation ohne Wasserpflanzen und glichen damit die sinkende Abflussmenge aus.
Sub-daily stable water isotope dynamics of urban tree xylem water and ambient vapor
Die Autor*innen kombinierten das In-situ-Monitoring stabiler Isotope und die ökohydrologische Überwachung in verschiedenen städtischen Vegetationsgebieten in Berlin. Sie liefern neue Erkenntnisse über die Pflanzenphysiologie und die hydrologischen Funktionen anhand hochauflösender Isotopendaten, um die Wasseraufnahme und den internen Wasserkreislauf von Pflanzen im Sub-Tages-Rhythmus zu erfassen.
A tiered complexity conceptual framework for treating water soluble, hydrophilic contaminants in green stormwater infrastructure
Blau-grüne Infrastrukturen sind wichtig zur Verbesserung der Qualität von Niederschlagswasser, aber die Entfernung gelöster, hydrophiler Schadstoffe bleibt schwierig. Die Autor*innen schlagen einen mehrstufigen konzeptionellen Rahmen vor, um gelöste, hydrophile Schadstoffe zu entfernen und so die Risiken für Ökosysteme und Trinkwasserquellen zu minimieren.
