Skalenspezifische Prozess-basierte Modelle 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 sowie um Szenarioanalysen durchzuführen. Besondere Beachtung finden dabei Rückkopplungen, Nichtlinearitäten und Schwellenwertprozesse sowie die Differenzierung zwischen den Effekten verschiedener anthropogener und natürlicher Einflussfaktoren. Dies liefert Grundlagen für die Entwicklung integrierter Land- und Wassermanagementsysteme unter Abwägung der Ziele

·  der Wertschöpfung in der landwirtschaftlichen und forstlichen Produktion,

·  der Förderung der Biodiversität in grundwasserabhängigen Ökosystemen,

·  der Minimierung von Schadstoffeinträgen in Grundwasser und Oberflächengewässer sowie

·  der Förderung der Kohlenstoff-Sequestrierung in Kleingewässern und semiaquatischen Übergangszonen und

·  der Kreislaufbewirtschaftung von Pflanzennährstoffen in der Landschaft.