(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
Flow Rate and Kinetics of Trace Organic Contaminants Removal in Black Carbon-Amended Engineered Media Filters for Improved Stormwater Runoff Treatment
Städtisches Niederschlagswasser ist für wasserarme Regionen eine Frischwasserquelle. Eine bessere Regenwasserbehandlung ist nötig, um die Nutzung zu ermöglichen u. die Gesundheit von Mensch u. Gewässer zu schützen. Diese Arbeit bietet Einblicke in die Schadstoffentfernung in Biokohlefiltern u. regenerierte Aktivkohlefiltern und diskutiert die Implikationen für Design und Betrieb von Filteranlagen.
Long-term drought effects on landscape water storage and recovery under contrasting landuses
Die Autor*innen kombinierten prozessbasierte, tracergestützte ökohydrologische Modellierung und ML, um die Auswirkungen langfristiger Trockenheit auf Wasserflüsse und -speicherung im Einzugsgebiet der Spree abzuschätzen. Die jüngsten großen Dürreperioden führten zu einem Rückgang der Grundwasserneubildung (>40 %), der Evapotranspiration (bis zu 16 %) und der Bodenfeuchtigkeit (bis zu 6 %).
Hydroclimatic non-stationarity drives stream hydrochemistry dynamics through controls on catchment connectivity and water ages
Wasserchemie- u. Isotopendaten wurden integriert, um die hydrologische Funktion u. das Wasseralter im Einzugsgebiet des schottischen Girnock Burn zu untersuchen. Veränderungen des Klimas u. Wasserflusses verändern die Wasserqualität des Flusses u. der damit verbundenen Ökosystemleistungen, wobei die Niedrigwasserströme zunehmen, die aus älterem Grundwasser mit alkalischerem Chemismus stammen.
Quantifying intra- and inter-annual dynamics of river-floodplain connectivity and wetland inundation with remote sensing and wavelet analysis
Die Autor*innen nutzten Fernerkundungsdaten und Wavelet-Analysen, um die Dynamik der Überschwemmung von Auen und die Vernetzung von Flussauen im Nationalpark Unteres Odertal zu quantifizieren. Sie fanden ausgeprägte interannuelle Schwankungen der Überflutung von Feuchtgebieten. Starke Niederschläge führten nur in einem Polder zu sommerlichen Überschwemmungen.
Six decades of ecohydrological research connecting landscapes and riverscapes in the Girnock Burn, Scotland: Atlantic salmon population and habitat dynamics in a changing world
Sechs Jahrzehnte ökologischen Monitorings lieferten die wissenschaftlichen Grundlagen für die Erhaltung des Atlantischen Lachses in einem Flusseinzugsgebiet in Schottland. Die einzigartigen Langzeitdaten zeigten quantitative Veränderungen bei den Rückkehrraten, der Verteilung, der Größe, dem Wachstum und dem Alter der Lachse auf.
