(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
Seasonal and Inter-Annual Dynamics in Water Quality and Stream Metabolism in a Beaver-Impacted Drought-Sensitive Lowland Catchment
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.
Hydrological connectivity and biogeochemical dynamics in the function and management of the lower Oder floodplain
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.
Revising Common Approaches for Calibration: Insights From a 1-D Tracer-Aided Hydrological Model With High-Dimensional Parameters and Objectives
In dieser Studie haben die Autor*innen die Grenzen hochdimensionaler Kalibrierungsansätze, die Rolle der Datenunsicherheit und die Unzulänglichkeiten in der Modellstruktur prozessbasierter ökohydrologischer Modelle aufgezeigt, um die Darstellung von Änderungen der Wasserspeicherung zu verbessern, die aus der Tracermischung abgeleitet werden.
Demystifying the art of isotope-enabled hydrological and climate modelling
Stabile Wasserisotope sind bekannte Indikatoren für den Wasserkreislauf, die für die Klimawissenschaft entscheidend sind, aber in einflussreichen Klimaberichten (z. B. IPCC) nicht explizit berücksichtigt werden, außer bei Paläoklima-Rekonstruktionen. Isotope und isotopengestützte Modellierung sollte in die gängigen hydroklimatischen Vorhersagen einbezogen werden, um Klimaprognosen zu verbessern.
A Holistic Catchment-Scale Framework to Guide Flood and Drought Mitigation Towards Improved Biodiversity Conservation and Human Wellbeing
Die Autor*innen schlagen vor, konventionelle bauliche Methoden, naturbasierte Lösungen u. den Artenschutz auf Einzugsgebietsebene zu kombinieren, um den Schutz vor Überschwemmungen u. Dürren, den Schutz der Biodiversität u. das menschliche Wohlbefinden zu verbessern. Sie skizzieren die Anforderungen an gesetzliche Rahmenbedingungen, angemessene Finanzierung und Governance-Strukturen.
