(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
Ökohydrologische Modellierung und hydrologischer Wandel, Forschungsgruppe von Doris Düthmann, Grafik: Doris Düthmann / IGB, Satellit / NASA
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
Increases in Water Balance-Derived Catchment Evapotranspiration in Germany During 1970s–2000s Turning Into Decreases Over the Last Two Decades, Despite Uncertainties
Die Studie untersuchte Schwankungen der Evapotranspiration anhand von Niederschlags- u. Abflussdaten für 461 deutsche Einzugsgebiete von 1964-2019. Die Evapotranspiration stieg in den 1970er- bis 2000er-Jahren an, während sie sich danach stabilisierte oder sogar tendenziell abnahm, und diese Schwankungen waren mit denen des Niederschlags und der Sonneneinstrahlung verbunden.
Hydrological model skills change with drought severity; insights from multi-variable evaluation
Die Studie untersuchte die Eignung des hydrologischen Modells Continuum zur Simulation des Wasserkreislaufs im Einzugsgebiet des Po (Italien) während zunehmender Dürre. Die Simulation des Abflusses während der schweren Dürre 2022 war durch eine geringere Leistung gekennzeichnet als bei mäßigen Ereignissen, wahrscheinlich durch Schwierigkeiten bei der Darstellung des Einflusses durch Bewässerung.
Towards a common methodological framework for the sampling, extraction, and isotopic analysis of water in the Critical Zone to study vegetation water use
Die Quantifizierung der Quellen für die pflanzliche Wasseraufnahme und deren Dynamik ist herausfordernd für die Ökohydrologie. Für Isotopenanalysen sind gemeinsame methodische Rahmen erforderlich. Diese Publikation enthält Leitlinien für die Probenahme von Boden- und Pflanzenmaterial; Methoden für die Wasserextraktion im Labor oder in situ; und Messungen der Isotopenzusammensetzung.
Assessing the impact of drought on water cycling in urban trees via in-situ isotopic monitoring of plant xylem water
Die Forschenden führten eine In-situ-Messung von stabilen Wasserisotopen im Xylemwasser von Pflanzen über eine Wachstumsperiode inkl. einer großen Dürre durch, um zu beurteilen, wie Stadtbäume auf eine veränderte Wasserversorgung reagieren. Sie stellten auch eine Fraktionierung des Pflanzenwassers fest, vermutlich verursacht durch heterogene Wasseraufnahme und biochemische Prozesse im Xylem.
Universal microbial reworking of dissolved organic matter along environmental gradients
Um zu untersuchen, wie gelöste organische Stoffe (DOM) in Böden u. Gewässern von Mikroorganismen abgebaut werden, haben die Autor*innen deren molekulare Vielfalt in Abhängigkeit von den Mikroben und den physikochemischen Bedingungen analysiert. In den verschiedenen Umwelten dominieren mit fortschreitendem Abbau der DOM universelle, schwer abbaubare Verbindungen.
