(Abt. 1) Ökohydrologie und Biogeochemie

Kernthemen Department 1

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.

Abteilungsmitglieder

Ausgewählte Publikationen

März 2025
Water Resources Research. - 61(2025)3, Art. e2024WR038779

DREAM(LoAX): Simultaneous Calibration and Diagnosis for Tracer-Aided Ecohydrological Models Under the Equifinality Thesis

Songjun Wu; Doerthe Tetzlaff; Keith Beven; Chris Soulsby

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.

Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)

Februar 2025
Hydrological Processes. - 39(2025)2, Art. e70084

Electrical Conductivity as a Tracer for Seasonal Reverse Flow and Transport of Trace Organic Contaminants in River Spree

Christoph J. Reith; Jörg Lewandowski; Anke Putschew; Tobias Goldhammer; Josefine Filter; Stephanie Spahr

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.

Environmental_Science&Technology.
Februar 2025
Environmental Science & Technology. - XX(2025)X, XX-XX

Role of Suspended Particulate Matter for the Transport and Risks of Organic Micropollutant Mixtures in Rivers: A Comparison between Baseflow and High Discharge Conditions

Lili Niu; Andrea Gärtner; Maria König; Martin Krauß; Stephanie Spahr; Beate I. Escher

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.

Februar 2025
Hydrological Processes. - 39(2025)2, Art. e70077

Seasonal and Inter-Annual Dynamics in Water Quality and Stream Metabolism in a Beaver-Impacted Drought-Sensitive Lowland Catchment

Famin Wang; Doerthe Tetzlaff; Christian Birkel; Jonas Freymueller; Songjun Wu; Sylvia Jordan; Chris Soulsby

Die Autor*innen überwachten drei Jahre lang Wasserqualitätsparameter in einem intermittierenden Fließgewässernetz im eutrophen Demnitzer Mühlenfließ-Einzugsgebiet. Sie konzentrierten sich auf die Auswirkungen von Feuchtgebieten mit Biberdämmen auf die tageszeitlichen, saisonalen und zwischenjährlichen Schwankungen der Wasserqualitätsdynamik und modellierten den Stoffwechsel der Fließgewässer. 

Januar 2025
Journal of Hydrology. - 653(2025), Art. 132708

Hydrological connectivity and biogeochemical dynamics in the function and management of the lower Oder floodplain

Hanwu Zheng; Doerthe Tetzlaff; Christian Birkel; Jana Chmieleski; Jean-Christophe Comte; Jonas Freymueller; Tobias Goldhammer; Axel Schmidt; Ellen Wohl; Chris Soulsby

Die Autor*innen untersuchten die Rolle der hydrologischen Konnektivitätsdynamik auf die Biogeochemie im Oder-Auen-System durch einen Multi-Proxy-Ansatz zur Quantifizierung von Wasserquellen und -alter, Verdunstungsverlusten, Wasserqualität, Oberflächenwasser-Konnektivität durch Fernerkundung und unterirdischer Konnektivität durch geophysikalische Untersuchungen.