(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
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
The Unexploited Treasures of Hydrological Observations Beyond Streamflow for Catchment Modeling
Andere hydrologische Daten als der Abfluss haben das Potenzial, die Prozesskonsistenz bei der hydrologischen Modellierung und folglich die Vorhersagen bei Veränderungen zu verbessern. Hier wird untersucht, wie Speicher- und Flussvariablen für die Modellbewertung und -kalibrierung verwendet werden, um die Prozessdarstellung zu verbessern.
Recent Developments and Emerging Challenges in Tracer-Aided Modeling
Die Autor*innen haben die Fortschritte u. Herausforderungen der tracergestützten Modellierung untersucht, die Einblicke in interne Speicher, Wasserquellen, Fließwege, Mischungsprozesse u.Wasseralter bietet, die sich nicht allein aus hydrometrischen Daten ableiten lassen. Mithilfe von Tracerdaten lassen sich hydrologische Modelle falsifizieren u. Hypothesen überprüfen.
DREAM(LoAX): Simultaneous Calibration and Diagnosis for Tracer-Aided Ecohydrological Models Under the Equifinality Thesis
Die Autor*innen haben einen neuen Algorithmus DREAM(LoAX) als effektives Konditionierungswerkzeug entwickelt, um epistemische Unsicherheit in prozessbasierten Modellen zu berücksichtigen. Er liefert Echtzeit-Diagnoseinformationen zu Modellfehlern.
Electrical Conductivity as a Tracer for Seasonal Reverse Flow and Transport of Trace Organic Contaminants in River Spree
Die Studie untersuchte, ob die elektrische Leitfähigkeit als hydrologischer Tracer für die Intensität und Dauer von saisonalen Rückströmungen in der Spree dienen kann. Außerdem wurde untersucht, wie sich diese Rückströmungen auf die chemische Wasserqualität (Konzentrationen von Spurenstoffen) flussaufwärts auswirkten.
Role of Suspended Particulate Matter for the Transport and Risks of Organic Micropollutant Mixtures in Rivers: A Comparison between Baseflow and High Discharge Conditions
Die Verteilungsdynamik von organischen Mikroverunreinigungen zwischen Wasser und Schwebstoffen in Flussökosystemen unterscheidet sich zwischen trockenem und nassem Wetter. Die chemischen Konzentrationen und Mischungseffekte in Extrakten aus Flüssen werden bei Regen von Schwebstoffen dominiert, während bei trockenem Wetter die gelöste Phase überwiegt.
