(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.
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
Ökohydrologische Modellierung und hydrologischer Wandel, Forschungsgruppe von Doris Düthmann, Grafik: Doris Düthmann / IGB, Satellit / NASA
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
Forschungsgruppen
Abteilungsmitglieder
Ausgewählte Publikationen
Oxygen depletion and sediment respiration in ice-covered arctic lakes
Die Autor*innen untersuchten den Sauerstoffhaushalt von 4 arktischen Seen anhand von Hochfrequenzdaten und bestimmten in Inkubationsexperimenten den Stoffwechsel der Sedimente. Die volumengemittelte Sauerstoffverarmung in situ war unabhängig von Wassertemp. u. Dauer der Eisbedeckung. Die Modellierung der Sauerstoffdynamik unter Eis muss optische, biologische u. Transportprozesse berücksichtigen.
Tracer-aided ecohydrological modelling across climate, landcover, and topographical gradients in the tropics
Ein Tracer-gestütztes Ökohydrologiemodell wurde in einem tropischen Einzugsgebiet angewandt, das Ergebnisse von Klimamodellen nutzt, um räumlich-zeitliche Verteilung, Speicherung u. Transport von Wasser auf größeren räumlichen Ebenen abzuschätzen. Dies war die Grundlage für die Prognose von Klima- und Vegetationsveränderungen u. den Auswirkungen auf hydrologische u. biogeochemische Kreisläufe.
The unexpected long period of elevated CH4 emissions from an inundated fen meadow ended only with the occurrence of cattail (Typha latifolia)
Die Autor*innen führten 14 Jahre lang CH4-Messungen nach der Wiedervernässung eines ehemals langjährig entwässerten Moores durch. Während der Studie traten deutliche Unterschiede in den CH4-Emissionen auf, die sich mit den Phasen des Ökosystemübergangs von einem kultivierten Grasland zu einem polytrophen See überschnitten, die Unterschiede konnten aber auch durch andere Variablen erklärt werden.
Integrated ecohydrological hydrometric and stable water isotope data of a drought-sensitive mixed land use lowland catchment
Die Autor*innen bieten freien Zugang zu einem einzigartigen ökohydrologischen und wasserstabilen Isotopendatensatz aus verschiedenen Landschaftskompartimenten, die während der extremen Dürre von 2018 auf mehreren räumlichen Skalen von Tieflandoberläufen erhoben wurden. Dieser Datensatz ermöglicht die Unterscheidung zwischen "blauen" und "grünen" Wasserflüssen.
Anaerobic duration predicts biogeochemical consequences of oxygen depletion in lakes
Die Autor*innen entwickelten eine einfache Methode, um die Folgen von Sauerstoffmangel auf Prozesse im Tiefenwasser von Seen abzuschätzen. Sie nutzen hochaufgelöste Monitoringdaten, um die räumlich-zeitliche Ausdehnung der Anoxie anhand weniger Messungen u. der Bathymetrie des Sees zu modellieren. So lassen sich die ökologischen Folgen einer zunehmenden Anoxie in Seen besser vorhersagen.
