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Beitrag des Instituts zur Forschung des ZALF

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Das Institut für Landschaftswasserhaushalt leistet in enger Zusammenarbeit mit Partnern innerhalb und außerhalb des ZALF Beiträge zu allen drei Kernthemen des ZALF.

Im Bereich des Kernthemas I werden einerseits Prozesse an den Schnittstellen zwischen Boden, Grundwasser und Oberflächengewässern untersucht und modelliert, wie z.B. die Kohlenstoff- und Nährstoffdynamik in zeitweise trocken fallenden Uferstreifen von Söllen, oder Umsetzungen des Stickstoffs im Boden und im Grundwasserleiter. Andererseits werden moderne statistische Verfahren angewendet und weiterentwickelt, um die Effekte einzelner Prozesse inmitten komplexer Wirkungsgefüge möglichst trennscharf zu erfassen.

Im Rahmen des Kernthemas II werden Auswirkungen des Landnutzungswandels auf Boden-, Grund- und Oberflächenwasser untersucht und Ökosystemleistungen aquatischer Systeme und von Feuchtgebieten analysiert. Es werden Methoden entwickelt, um diese Effekte vor dem Hintergrund vielfältiger dynamischer Einflussfaktoren und der natürlichen Heterogenität (z.B. der unterschiedlichen Witterungsbedingungen in verschiedenen Jahren) und unter Berücksichtigung zeitlicher Verzögerungen zwischen Ursache und Wirkung erfassen zu können. Modelle werden genutzt, um die Effekte verschiedener Landnutzungsszenarien bzw. unterschiedlicher Management-Strategien abschätzen zu können.

Die Expertise  und die Modellergebnisse des Instituts werden innerhalb des Kernthemas III als eine Basis zur Untersuchung von Landnutzungskonflikten (z.B. zwischen Naturschutz und intensiver Landwirtschaft im Falle der Wiedervernässung von Feuchtgebieten) genutzt, sowie um Auswirkungen alternativer Formen der Governance auf Oberflächengewässer und Grundwasser hinsichtlich der Wassermenge und der Wassergüte abschätzen zu können.

 

Arbeitsgebiete

Das Institut für Landschaftswasserhaushalt untersucht physikalische, chemische und biologische Prozesse im Boden-, Grund- und Oberflächenwasser ländlicher Räume. Dabei lassen sich drei Arbeitsbereiche des Instituts unterscheiden, die die unterschiedlichen Expertisen und Schwerpunkte unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter widerspiegeln. Die Arbeitsgebiete sind jedoch nicht scharf voneinander abgegrenzt, sondern überlappen sich je nach der jeweils zu bearbeitenden Fragestellung.

 

Boden- und Grundwasserhydrologie

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Ansprechpartner: PD Dr. Christoph Merz, Prof. Dr. Uwe Schindler

Für viele Fragestellungen des Instituts ist eine solide Kenntnis der Prozesse des Wasser- und Stofftransports im Boden und im Grundwasserleiter Voraussetzung. Dazu gehören sowohl die Kenntnis der für die Pflanzen verfügbaren Wassermenge und der Wasserflüsse im Boden, als auch der Wasserflüsse- und Stofftransportraten  in der gesättigten Zone. Die Aufklärung hydrochemischer Prozesse in Verbindung mit der Abschätzung von Transportzeiten im Grundwasser ist eine Voraussetzung zur Bilanzierung der Stoffumsätze im Grundwasser sowie zur Quantifizierung der Anteile des Grundwassers am Stoffaustrag aus ländlichen Räumen. Angesichts der großen Heterogenität der Böden und der Grundwasserleiter des pleistozänen Tieflands Nordostdeutschlands kommt dabei modernen Verfahren der Bestimmung der Substrateigenschaften von Böden sowie der Wasser- und Stoffdynamik im Grundwasser eine bedeutende Rolle zu.

 

Oberflächengewässer und Feuchtgebiete

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Ansprechpartner: Dr. Thomas Kalettka, Dr. Dagmar Balla

In diesem Arbeitsgebiet werden die Auswirkungen natürlicher Einflüsse wie auch der agrarischen Landnutzung und des Land- und Wassermanagements auf Strukturen und Funktionen unterschiedlicher Typen von kleinen Stand- und Fließgewässern sowie von Feuchtgebieten untersucht. Diese limnischen, amphibischen und semi-terrestrischen Ökosysteme sind einerseits unmittelbar von diffusen Stoffverlagerungen und Eingriffen in den Wasserhaushalt betroffen. Andererseits unterliegen sie auch natürlichen stärkeren Wasserstands-Schwankungen einschließlich des zeitweiligen Trockenfallens. Dem Schutz und Management dieser Kleingewässer und Feuchtgebiete kommt eine große Bedeutung in Hinblick auf den Wasser- und Stoffhaushalt von Landschaften sowie auf den Naturschutz in Agrarlandschaften zu.

 

Modellierung und Management

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Ansprechpartner: Dr. Jörg Steidl, Dr. Ottfried Dietrich, Prof. Dr. Gunnar Lischeid

Skalenspezifische Prozess-basierte Modelle und Bewirtschaftungsmodelle sowie innovative nichtlineare Verfahren der Analyse großer Datensätze des Umweltmonitorings werden verwendet, um die Wechselwirkungen von physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen des Wasser- und Stoffhaushalts in der Landschaft zu untersuchen und quantitativ abzubilden. Damit wird das Verständnis komplexer Zusammenhänge in der Landschaft überprüft und vertieft, sowie die Auswirkungen veränderter klimatischer und anthropogener Randbedingungen und alternativer Management-Ansätze untersucht.

 

 

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