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Arbeitsgruppen

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Beitrag zur Forschung des ZALF

Der Programmbereich 1 „Landschaftsprozesse“ betreibt in sieben Arbeitsgruppen eine erkenntnisorientierte Forschung, welche die Aufklärung von Prozessen, Ursache-Wirkungszusammenhängen und Kausalketten sowie die Interaktionen innerhalb und zwischen verschiedenen Landschaftselementen wie z. B. Acker, Grünland, Gewässer und Wald umfasst. Dabei sind Gedächtniseffekte zu beachten, d.h. die mittel- und langfristigen Effekte früherer Maßnahmen bzw. Eingriffe in Agrarlandschaften. Die Forschungsarbeiten im Programmbereich schließen die Entdeckung und Analyse neuer Phänomene, eine kontinuierliche Methodenentwicklung sowie die Analyse von Prozessdynamiken mittels Kopplung von Daten mit Modellen ein.

Ein verbessertes Verständnis der biogeochemischen Kreisläufe in Agrarlandschaften ist Ziel des geplanten Exzellenzthemas "Crop-Production Feedbacks on C & N Dynamics in Agricultural Landscapes". Hier werden die Forschungsarbeiten der einzelnen Arbeitsgruppen miteinander verknüpft. Die erzielten Erkenntnisse fließen in die Entwicklung nachhaltiger Landmanagementsysteme ein, wie sie in den Programmbereichen 2 und 3 entwickelt werden. Bei skalenübergreifenden Forschungsfragen arbeitet Programmbereich 1 eng mit den Forschungsplattformen „Daten“ und „Modelle & Simulationen“ sowie dem Programmbereich 3 „Synthese der Landschaftsforschung“ zusammen. Zentrale Plattform für die Untersuchungen und Experimente auf der Feld- und Landschaftsskala stellt das AgroScapeLab Quillow innerhalb der Experimentellen Infrastrukturplattform dar .

 

Beitrag des Programmbereichs zur Forschung des ZALF 

 

Arbeitsgruppen

 

Landschaftspedologie

Bild der AG Landschaftspedologie 

Die Arbeitsgruppe verfolgt das strategische Ziel, durch die skalenübergreifende Analyse der Kopplung von Bodenprozessen und Bodenfunktionen an raum-zeitlich veränderliche Strukturen ein verbessertes Verständnis der Entwicklung und Funktionalität von Bodenlandschaften zu entwickeln – von der Mikro- bis zur Landschaftsskala. Mittels Verknüpfung von experimentellen Ansätzen, Langzeitmessungen, Modellierung und einer kontinuierlichen Methodenentwicklung werden insbesondere landschaftsskalige C- und Nährstoffdynamiken, Rückkopplungsprozesse der Bodenerosion (v.a. Wind) und die langfristige Entwicklung von Bodenlandschaften und deren Folgewirkung auf die Bodenfruchtbarkeit erforscht.

Kontakt: Prof. Dr. Michael Sommer

 

Hydropedologie

Bild der AG Hydropedologie

Die Arbeitsgruppe untersucht die Wechselwirkungen zwischen pedologischen und hydrologischen Prozessen und Eigenschaften zur Beschreibung der Wasser- und Stoffdynamik in Landschaften und Ökosystemen, insbesondere im Boden und in der Wasser-ungesättigten Zone unterhalb des durchwurzelten Bodens bis zum Grundwasser (“Critical Zone”). Im Fokus stehen dabei der Einfluss der Poren- und Bodenstruktur auf Stoffflüsse und biogeochemische Veränderungen in Böden und Bodenlandschaften sowie deren Auswirkungen auf die Bodenfunktionen, die Bodenentwicklung und die Ökosystemstabilität. Beide Ziele werden mittels Struktur- und Prozessmodellierung (numerische Simulationsmodelle) in Wechselwirkung mit modellgestützten Experimenten (Tracerexperimente, Bodensäulen-Perkolationsversuche) verfolgt.

Kontakt: PD Dr. Horst Gerke

 

Silizium-Biogeochemie

Bild der AG Silizium-Biogeochemie

Die Arbeitsgruppe verfolgt das strategische Ziel, ein verbessertes Verständnis des Silizium-(Si)-Kreislaufes in agrarischen Systemen zu entwickeln. Die Forschungsfragen adressieren dabei v.a. die zeitliche Si-Dynamik und die Steuergrößen des Si-Kreislaufes in agrarischen Systemen sowie eine Abschätzung der Bedeutung der biogenen Si-Pools. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen werden in einem ersten Schritt Langzeit-Feldversuche (z. B. BonaRes-Projekt) und gut untersuchte Experimentalflächen (z. B. CarboZALF-D) herangezogen, die eine Quantifizierung aller relevanten Si-Flüsse erlauben.

Kontakt: Prof. Dr. Michael Sommer

 

Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse

Bild der AG Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse

Die Arbeitsgruppe untersucht die Dynamiken von flüchtigen organischen Verbindungen (biogene volatile organische Verbindungen [bVOCs]), C und N in Agrarlandschaften und bedient sich dabei massenspektrometrischer, gaschromatografischer, spektroskopischer und optischer Verfahren bzw. Isotopenverdünnungs- und Tracertechniken. Vor allem durch die gezielte Verknüpfung von Isotopentechniken und Methoden zur Messung von Gasflüssen und multiskaligen Untersuchungen sollen z.B. die Wechselbeziehungen zwischen der Struktur mikrobieller Gemeinschaften und den Bildungs- bzw. Umsetzungsprozessen von gasförmigen C- und N-Verbindungen sowie der Einfluss von durch Erosion und Krumenvertiefung ausgelösten Sättigungsdefiziten im C- und N-Vorrat des Bodens auf C- und N-Eintrags- und Umsetzungsprozesse erforscht werden.

Kontakt: Prof. Dr. Jürgen Augustin

 

Mikrobielle Biogeochemie

Bild der AG Mikrobielle Biogeochemie

Die Arbeitsgruppe erforscht die Bedeutung von Mikrobiomen in Stoffkreisläufen terrestrischer und agrarisch genutzter Ökosysteme, insbesondere die Relevanz mikrobieller Interaktionen und quantitativer Dynamiken von Mikrobiomen für klimarelevante Spurengasflüsse (N2O, biogene volatile organische Verbindungen [bVOCs]) aus Agrarlandschaften. Neben der Kombination umweltmikrobiologischer Laborversuche mit Gasanalytik und Pflanzenexperimenten zur Erforschung mikrobieller Mechanismen der Regulation von Stoffflüssen werden auch Grundlagen zur experimentellen Umsetzung von feld- und landschaftsskaligen Untersuchungen von Mikrobiom-Aktivität, -Dynamik und räumlicher Heterogenität erarbeitet.

Kontakt: PD Dr. Steffen Kolb

 

Pilzliche Interaktionen

Bild der AG Pilzliche Interaktionen

Die Arbeitsgruppe erforscht Interaktionen zwischen phytopathogenen Pilzen und Bakterien bzw. anderen Pilzen und deren Folgewirkungen auf die Biomasse-Bildung von Kulturpflanzen, insbesondere beim Weizen (Triticum L.). Langfristiges Ziel dabei ist, diese Interaktionen in kombinierten Labor-, Klimakammer-, Parzellen- und Feldversuchen aufzuklären und darauf Landschaftsexperimente aufzubauen und die Wirkmechanismen und Einflussfaktoren auf der Landschaftsskala zu verstehen. Die Arbeitsgruppe bedient sich dabei Methoden aus der Mykologie und der Phytotoxikologie und kombiniert mykologische und biochemische Methoden mit Mikrometereologie und Fernerkundung.

Kontakt: Dr. Marina Müller

 

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© Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. Müncheberg