(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
Spatio-temporal variations in stable isotopes in peri-urban catchments: a preliminary assessment of potential and challenges in assessing streamflow sources
Die Autor*innen kombinierten Wasserisotope, Wasserqualitäts-, hydrometrische und Klimadaten, um saisonale Änderungen in den Wasserherkünften der Erpe zu untersuchen. Flussabwärts war der Abfluss durch Einleitungen aus einer großen Abwasseranlage dominiert, v.a. im Sommer. Sie erhielten neue Erkenntnisse wie sich peri-urbane Tieflandeinzugsgebiete mit komplexer Landnutzung hydrologisch verhalten.
Hydroclimatic variability and riparian wetland restoration control the hydrology and nutrient fluxes in a lowland agricultural catchment
Die Autor*innen untersuchten Langzeitveränderungen (30 Jahre) in Klima, Abfluss, Grundwasser u. Wasserqualität im Einzugsgebiet Demnitzer Mühlenfließ mit gemischter Landnutzung. Klimavariabilität beeinflusste die Hydrologie, während Nährstoffe stärker von intrinsischen Eigenschaften beeinflusst wurden. Das Uferzonenmanagement beeinflusste hydrologische u. Nährstoffvariationen ebenfalls sehr stark.
The world's largest heliothermal lake newly formed in the Aral Sea basin
Diese Untersuchung des saisonalen Wärme- und Durchmischungsregimes in einem hypersalinen Becken des Aralsees zeigte eine neu gebildete zweischichtige Struktur des Sees mit starken Gradienten des Salzgehalts und der Wassertransparenz in mittlerer Tiefe. Infolgedessen hat sich der Tschernyschew zu einem großen (∼80 km2) heliothermischen See entwickelt, mit Oberflächentemperaturen von bis zu 37 °C.
An automatic method to detect lake ice phenology using MODIS daily temperature imagery
Attribution of global lake systems change to anthropogenic forcing
Die Autor*innen haben anhand von Rückrechnungen und Projektionen aus fünf Seenmodellen die Wirkung des Menschen auf Seen weltweit aufgedeckt. Die analysierten Trends bzgl. der Temperatur und der Eisbedeckung der Seen in den letzten Jahrzehnten wären ohne die Erwärmung durch die steigenden Treibhausgasemissionen nicht eingetreten und deuten auf einen weltweiten Rückgang der Eisdicke und -dauer hin.