(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.
Forschungsgruppen
Abteilungsmitglieder
Ausgewählte Publikationen
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.
Environmental DNA, hydrochemistry and stable water isotopes as integrative tracers of urban ecohydrology
Die Autor*innen untersuchten die Variabilität von planktischen Bakterien u. benthischen Kieselalgen in Verbindung mit Erkenntnissen aus der Hydrochemie u. stabilen Wasserisotopen in 4 Fließgewässern in Berlin. Das DNA-Metabarcodierung zeigt eine räumlich-zeitliche Variabilität der mikrobiellen Vielfalt in den Fließgewässern, mit klarem Link zu abiotischen Faktoren u. Nährstoffkonzentrationen.
Developing a conceptual model of groundwater – Surface water interactions in a drought sensitive lowland catchment using multi-proxy data
Die Autor*innen haben einen Multi-Proxy-Ansatz mit Isotopen-Tracern sowie Daten zum Grundwasserstand und der Geophysik verwendet, um ein konzeptionelles Modell der Landschaftsvernetzung und der Grundwasserneubildung zu entwickeln und die Auswirkungen der Landnutzung und der Einzugsgebietseigenschaften von Grundwassersystemen zu bewerten, die empfindlich auf den Klimawandel reagieren.
Improving process-consistency of an ecohydrological model through inclusion of spatial patterns of satellite-derived land surface temperature
Die Simulation der Verdunstung u. der Vegetationsreaktion auf Feuchtigkeitsdefizite ist mit Unsicherheiten behaftet. Die Autor*innen haben die Integration satellitenbasierter Daten der Landoberflächentemperatur in die ökohydrologische Modellierung untersucht: Schon durch nur wenige Satellitenbilder werden Unsicherheiten von Vegetationsparametern reduziert.