(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

November 2022
Science of the Total Environment. - 854(2022), Art. 158670

Towards the outwelling hypothesis in a Patagonian estuary: first support from lipid markers and bacterial communities

Germán A. Kopprio; Ana Martínez; Anna Fricke; Michael Hupfer; Rubén J. Lara; Martin Graeve; Astrid Gärdes

Um die Odum's Outwelling-Hypothese zu überprüfen wurden Fettsäuremarker, stabile Isotope von C u. N sowie Bakteriengemeinschaften in einem mesotidalen Ästuar in Patagonien untersucht. Durch die frühe Besiedlung mit Rhodobacterales wurde auf den Export von Nährstoffen und Organismen und deren essenziellen Fettsäuren aus dem Feuchtgebiet geschlossen, was die Pionierergebnisse von Odum unterstützt.

 

November 2022
Journal of Hydrology. - 614(2022)Part A, Art. 128462

Evaluating satellite-derived soil moisture data for improving the internal consistency of process-based ecohydrological modelling

Doris Duethmann; Aaron Smith; Chris Soulsby; Lukas Kleine; Wolfgang Wagner; Sebastian Hahn; Dörthe Tetzlaff

Die Autor*innen erforschten, ob satellitengestützte Bodenfeuchteprodukte mit hoher räumlicher u. zeitlicher Auflösung für die Kalibrierung eines ökohydrologischen Modells hilfreich sind. Durch die Einbeziehung der Bodenfeuchtedaten wurden interne Prozesse innerhalb des Modells konsistenter abgebildet. Die zeitliche Dynamik der Daten war nützlicher für die Kalibrierung als deren räumliche Muster.

Oktober 2022
Geophysical Research Letters. - 49(2022)20, Art. e2022GL098917

The role of boundary mixing for diapycnal oxygen fluxes in a stratified marine system

P. Holtermann; O. Pinner; R. Schwefel , L. Umlauf

In dieser Studie wurde der Sauerstofffluss durch die Halokline mit hochaufgelösten Sauerstoff- und Temperaturprofilen zu verschiedenen Jahreszeiten gemessen. Dies zeigte eine starke Saisonalität mit den höchsten Werten im Herbst. Die flachen Regionen in Küstennähe waren für mehr als 80% der Sauerstoffflüsse verantwortlich.

Oktober 2022
Science of the Total Environment. - 854(2022), Art. 158663

Formation of vivianite in digested sludge and its controlling factors in municipal wastewater treatment

Lena Heinrich; Peter Schmieder; Matthias Barjenbruch; Michael Hupfer

Phosphor kann in der kommunalen Abwasserbehandlung aus Vivianit zurückgewonnen werden. In 16 Kläranlagen wurden die Einflussfaktoren dafür ermittelt. Die Vivianitbildung nahm mit höherem Eisen- und niedrigerem Schwefelgehalt zu. Offenbar fördert die Verwendung schwefelfreier Fällungsmittel die Vivianitbildung. Die Erkenntnisse haben auch große Bedeutung für die Forschung an aquatischen Sedimenten.

Hydrological Processes 36
September 2022
Hydrological Processes. - 36(2022)9, Art. e14686

Spatial and temporal dynamics of water isotopes in the riverine-marine mixing zone along the German Baltic Sea coast

Bernhard Aichner; Timo Rittweg; Rhena Schumann; Sven Dahlke; Svend Duggen; David Dubbert

Forschende untersuchten die räumliche und zeitliche Variabilität von Wasserisotopen in der Schlei sowie in den Bodden entlang der Ostseeküste. Die Daten tragen zum besseren Verständnis der hydrologischen Prozesse bei und liefern eine Basis für weitere IGB-Studien, etwa zur Migration von Fischen oder zu biochemischen Prozessen von Makrophyten.

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