(Abt. 1) Ökohydrologie und Biogeochemie
Unsere Vision ist es, auf eine Welt hinzuarbeiten, in der Menschen und Ökosysteme gleichermaßen über sicheres, sauberes und reichlich vorhandenes Wasser verfügen und in der gekoppelte aquatisch-terrestrische Süßwassersysteme auch unter den Bedingungen des globalen Wandels funktionsfähig und widerstandsfähig bleiben. Die Abteilung 1 gilt international als Vorreiter beim Verständnis der Funktionsweise gekoppelter Landschaften und Gewässer im Anthropozän – von den Quellgebieten bis zu den Kontinenten, von den Grundwasserleitern bis zu den Städten.
Um dieses Ziel zu erreichen, entschlüsseln wir die ökohydrologischen und biogeochemischen Strukturen und Funktionen gekoppelter aquatischer und terrestrischer Ökosysteme – von der molekularen bis zur kontinentalen Ebene –, um die Nachhaltigkeit der Süßwasservorkommen zu sichern.
Wir wollen verstehen, wie „grünes Wasser“ und „blaues Wasser“ in natürlichen, ländlichen und städtischen Landschaften miteinander interagieren, und dieses Verständnis in Wassersicherheit umsetzen.
Dies erreichen wir durch:
- Die Erforschung der physikalischen und biogeochemischen Einflussfaktoren, die Süßwassersysteme prägen – von der molekularen Signatur gelöster Stoffe bis hin zum Transport auf kontinentaler Ebene.
- Die Integration von Feld- und Laborexperimenten, großräumigen Manipulationen, Langzeitbeobachtungen und Modellierungen, gestützt auf unsere Expertise im Bereich Tracer und stabiler Isotope sowie unsere institutsweite analytische Infrastruktur.
- Die Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit dieser gekoppelten Systeme, indem wir dieses Verständnis in fundierte Erkenntnisse für Bewirtschaftung, Renaturierung und Wassersicherheit umsetzen.
- Die Vernetzung von Süßwasser-Disziplinen, Daten und Menschen, damit die wissenschaftlichen Erkenntnisse die Wassernutzer und Entscheidungsträger erreichen, die sie benötigen.
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
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
Ökohydrologische Prozesse in urbanen Ökosystemen, Forschungsgruppe von Maria Warter, Grafik: Maria Warter / IGB
Aquatische Biogeochemie des Kohlenstoffs, Forschungsgruppe von Erika Freeman, Grafik: Erika Freeman / IGB
Ökohydrologische Modellierung unter globalem Wandel, Forschungsgruppe von Christian Birkel, Grafik: Christian Birkel / IGB
Forschungsgruppen
Abteilungsmitglieder
Ausgewählte Publikationen
High-Resolution Regional Atmospheric Simulation of Precipitation and Isotopes in Central America
Die Autor*innen nutzten ein isotopengestütztes Spektralmodell, um die Simulation des Niederschlags und seiner Isotopenzusammensetzung über Costa Rica zu verbessern und so die Eignung von Ergebnissen aus Atmosphärenmodellen als Eingabedaten für ökohydrologische Modelle zu bewerten.
Tracing the occurrence and spatial drivers of organic contaminants in urban ponds along urbanization gradients
Die Studie stellt einen Multi-Tracer Ansatz vor, um die Auswirkungen von Urbanisierung auf die Verschmutzung von Teichen auf Stadtebene zu untersuchen. Daten zu organischen Spurenstoffen, städtischer Hydrologie und Urbanisierungsindikatoren wurden miteinander verknüpft. In Berlin wiesen Teiche viele gelöste organische Spurenstoffe auf. Der Wasserzufluss erwies sich dabei als bedeutenderer Faktor.
Exploring impacts of forest management strategies on water partitioning in a drought-sensitive catchment using a tracer-aided ecohydrological framework
Die Autor*innen entwickelten ein tracergestütztes Rahmenkonzept für die Bewirtschaftung von Wäldern unter Verwendung eines ökohydrologischen Modells. Dies sollte die vegetations- und strukturbedingten Einflussfaktoren auf die langfristige Wasserverteilung herausfiltern. Die Evapotranspiration war unter Nadelbäumen am höchsten. Die größte Grundwasserneubildung wurde in Agroforstsystemen beobachtet.
Prediction of Hydroclimatic Anomalies Using a New Isotope Precipitation Index
Das Team nutzte stabile Wasserisotope, um die Herkunft von Niederschlägen nachzuvollziehen, und entwickelte einen isotopenbasierten Evaporation and Moisture Recycling Index (iEMI). Der iEMI kann anomale Trockenperioden identifizieren und verknüpft verdunstungsbedingte Niederschläge mit Dürre in Europa, Afrika und Australien. Er kann zu einem verbesserten Dürre- und Wassermanagement beitragen.
Effects of temporary streamflow interruption on hyporheic oxygen dynamics
Die Studie zeigt, wie wichtig es ist, kurzfristige Durchflussunterbrechungen in Flussbewirtschaftungsstrategien zu berücksichtigen: Sie führten an der Erpe zu einem Rückgang der tägl. Schwankungsamplitude des Sauerstoffgehalts im Oberflächen- und im Porenwasser. Darüber hinaus kam es nach der Wiederbefeuchtung zu einer Stoffwechselverschiebung.