(Abt. 1) Ökohydrologie und Biogeochemie

Kernthemen Department 1

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.

Ansprechpersonen

Abteilungsmitglieder

Ausgewählte Publikationen

Januar 2024
Nature Communications. - 15(2024), Art. 187

Universal microbial reworking of dissolved organic matter along environmental gradients

Erika C. Freeman; Erik J. S. Emilson; Thorsten Dittmar; Lucas P. P. Braga; Caroline E. Emilson; Tobias Goldhammer; Christine Martineau; Gabriel Singer; Andrew J. Tanentzap

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. 

Januar 2024
Water Research. - 250(2024), Art. 121065

Environmental DNA, hydrochemistry and stable water isotopes as integrative tracers of urban ecohydrology

Maria Magdalena Warter; Dörthe Tetzlaff; Ann-Marie Ring; Jan Christopher; Hanna L. Kissener; Elisabeth Funke; Sarah Sparmann; Susan Mbedi; Chris Soulsby; Michael T. Monaghan

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.

Dezember 2023
Journal of Hydrology. - 628(2024), Art. 130550

Developing a conceptual model of groundwater – Surface water interactions in a drought sensitive lowland catchment using multi-proxy data

Zhengtao Ying; Doerthe Tetzlaff; Jonas Freymueller; Jean-Christophe Comte; Tobias Goldhammer; Axel Schmidt; Chris Soulsby

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.

Dezember 2023
Journal of Hydrology. - 628(2024), Art. 130433

Improving process-consistency of an ecohydrological model through inclusion of spatial patterns of satellite-derived land surface temperature

Doris Düthmann; Martha Anderson; Marco P. Maneta; Doerthe Tetzlaff

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.

November 2023
Water Resources Research. - 59(2023)11, Art. e2023WR035509

Integrating Tracers and Soft Data Into Multi-Criteria Calibration: Implications From Distributed Modeling in a Riparian Wetland

Songjun Wu; Doerthe Tetzlaff; Xiaoqiang Yang; Aaron Smith; Chris Soulsby

Ziel der Studie war es, die heterogenen räumlich-zeitlichen Muster der hydrologischen Prozesse in einem Uferfeuchtgebiet über 2 Jahre zu entschlüsseln. Die Arbeit zeigte auch die Äquifinalität prozessbasierter Modelle, selbst wenn reichlich Daten für die Kalibrierung vorliegen, sowie potenzielle Lösungen, die auf der Integration von Wasserisotopen und weichen Daten in die Modellierung basieren.

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