Flussgebietsmodellierung

Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit der Quantifizierung von Nährstoffflüssen in großen Flusssystemen. Von der Quelle bis zur Mündung und zwischen verschiedenen Flusssystemen bilden sich große Gradienten anthropogener Aktivitäten, verursachter Belastungen und ihrer Effekte auf die aquatischen Ökosysteme. Dies ermöglicht die Ableitung von Zusammenhängen, die auf kleineren Skalen (z.B. Betrachtung eines Baches) häufig verborgen bleiben. Unsere Analysen und Modelle sind darauf ausgerichtet, die Zusammenhänge für das gesamte Einzugsgebiet zu integrieren und bilden so die wissenschaftliche Grundlage zur Beantwortung anwendungsorientierter Fragestellungen.

Die Arbeitsgruppe setzt sich aus Geographen, Geoökologen und Biologen zusammen und befasst sich mit folgenden Themenbereichen:

1. Prozessorientierte Erfassung und Quantifizierung von Quellen und Treibern für Nährstoff- und Sedimenteinträge: Menschliche Aktivitäten verändern die Landschaft, Stoff- und Wasserflüsse. Wie haben sich diese von der frühen Industrialisierung bis heute verändert und welche  Auswirkungen sind vom globalen Wandel in Zukunft zu erwarten?
2. Modellierung der gewässerinternen Transformations- und Retentionsprozesse:Empirische Analyse der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen und Modellierung von Eutrophierungsprozessen. Wie sind die raum-zeitlichen Muster der Nährstoffeinträge? In wiefern steuern Umfang und Verteilung von Einträgen, Beschattung, Wassertemperatur und Abflussregulierungen die  Eutrophierung innerhalb großer Flusssysteme?
3. Analyse der Effekte einer veränderten Hydrologie, erhöhter Sediment- und Nährstoffeinträge sowie einer degradierten Hydromorphologie auf aquatische Ökosystem: Wie wirken diese Stressoren zusammen und ab wann haben sie einen negativen Einfluss auf  den ökologischen Zustand der Gewässer? Müssen Stressoren gleichermaßen reduziert werden oder kann bereits durch die Entfernung eines Stressors ein guter ökologischer Zustand erreicht werden?
4. Betrachtung von Flüssen als sozio-ökologische Systeme: Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Qualität aquatischer Ökosysteme und ihrer Attraktivität für Freizeitaktivitäten? Welcher Dynamik und räumlichen Verteilung unterliegen Freizeitnutzungen? Wie lassen sich Freizeitnutzung, Natur-/ Umweltschutzziele und Managementaspekte sinnvoll miteinander verbinden?
5. Methoden- und Modellentwicklung: Die Erkenntnisse aus den verschiedenen Themenbereichen und Skalen fließen in die Entwicklung von verschiedenen Modellen ein: Nährstoffeinträge, Retention und Frachten (MONERIS), Wachstum und Transport von Algen (PhytoBasinRisk), Multi-Stressor-Analysen auf EU Ebene (Scenario Analysis Tool - SAT).