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Arbeitsgruppe Gewässerökologie

Leitung: Prof. Dr. Richard Pott

Forschungsgegenstand:

Die AG "Gewässerökologie" untersucht das Zusammenleben von Pflanzen und Pflanzengesellschaften und deren ökologische Ursachen und Wechselwirkungen im aquatischen/amphibischen und auch im angrenzenden terrestrischen Lebensraum. Pflanzengesellschaften sind das Ergebnis oft langzeitiger Wirkungen biotischer und abiotischer Faktoren, vielfach verbunden mit Einwirkungen des Menschen. Sie sind deshalb auch die wichtigsten Bioindikatoren für Umweltbedingungen und deren Veränderungen. Schließlich bildet die Vegetation als Summe aller Pflanzengesellschaften eines Gebietes auch die entscheidende Ressource und den bedeutendsten Strukturträger von Ökosystemen. Die Vegetationsökologie besitzt daher eine Schlüsselrolle für viele Fragen von Vorkommen, Gliederung und Veränderung bzw. Erhaltung von Lebensgemeinschaften von Mikroorganismen, Pflanzen, Tieren und Menschen, angefangen von relativ einfachen Betrachtungen einzelner Pflanzenbestände bis hin zu sehr komplexen Untersuchungen ganzer Ökosysteme und Landschaften in Raum und Zeit.

Im Bereich der ökologischen Grundlagenforschung bilden hydrochemische und biozönologische Untersuchungen in verschiedensten Gewässertypen Nordwestdeutschlands einen Schwerpunkt der aktuellen Forschungsarbeiten. Unter Berücksichtigung der Vegetation des terrestrischen Umfeldes sowie atmosphärischer Stoffeinträge werden Modelle zum komplexen Geschehen von grundwasser- und niederschlagsvermittelten Stofftransportvorgängen sowie zur Stoffumsetzung und -akkumulation in limnischen Ökosystemen erarbeitet. Hierfür steht ein breites Spektrum verschiedener Methoden zur Beprobung und Analyse von Grund-, Interstitial- und Oberflächenwasser zur Verfügung. Somit setzt sich die gewässerökologische Forschung mit wichtigen Fragen der Biodiversität auf der Ebene einzelner Pflanzenarten und der Vegetation sowie physikalischer und chemischer Umweltparameter auseinander.

Näheres zum Thema finden sie unter folgendem Link

Netzwerk Gewässerökologie:

Die AG setzt sich zusammen aus

  • Vegetationsökologen und Geoökologen (Institut für Geobotanik)
  • Mikrobiologen (Institut für Mikrobiologie)
  • Limnologen (Biologische Station "Heiliges Meer", Außenstelle des Westfälischen Museums für Naturkunde)

Forschungsansätze:

Beziehungen zwischen der Vegetation und den hydrochemischen Eigenschaften des oberflächennahen Grundwassers in Heide- und Waldkomplexen sowie im Bereich landwirtschaftlicher Nutzflächen in den pleistozänen Sandlandschaften Nordwestdeutschlands

Neben den chemischen und physikalischen Eigenschaften des Ausgangsgesteins und der Böden übt die Vegetation einen entscheidenden Einfluss auf die Beschaffenheit des oberflächennahen Grundwassers aus. Als Folge der Interzeption und der Auskämmung von Stäuben, aber auch der art- und altersspezifischen Auswaschung von anorganischen und organischen Verbindungen von den Blattoberflächen bewirkt die Vegetation bereits auf der Ebene des Niederschlagswassers eine Modifikation hydrochemischer Eigenschaften. Diese unter natürlichen Bedingungen bestehenden Unterschiede zwischen Freiflächen- und Bestandsniederschlägen werden durch Emissionen aus Industrie, Landwirtschaft und Straßenverkehr erheblich verstärkt. Zu Beginn der Sickerwasserpassage stellt die Vegetatiosstreu einen wichtigen Einflussfaktor für die Stoffbefrachtung und den pH-Wert des Sickerwassers dar, ferner wird einer Verlagerung verschiedener Substanzen mit dem Sickerwasser durch die Aufnahme von Pflanzennährstoffen über das Wurzelsystem entgegengewirkt. Physikalische und chemische Wechselwirkungen mit der Bodenmatrix, die sich im Zuge der weiteren Bodenpassage des Sickerwassers vollziehen, prägen schließlich neben dem Einfluss der Vegetation die hydrochemischen Eigenschaften des oberflächennahen Grundwassers.

Bachelor- und Masterarbeiten:

Im Rahmen der Bachelor- und Masterprojekte werden modellhafte Untersuchungen zur Einflussnahme der Vegetation auf die Grundwassereigenschaften im Landschaftsraum Nordwestdeutschlands durchgeführt. Mit Hilfe von Lysimetern und Grundwasserfiltern werden hierbei Veränderungen der hydrochemischen Eigenschaften des Wassers im Zuge der Versickerung vom Niederschlagswasser bis zum oberflächennahen Grundwasser verfolgt, daneben bildet die Untersuchung jahreszeitlicher Veränderungen hydrochemischer Parameter im Niederschlags-, Sicker- und Grundwasser einen wichtigen Bestandteil der Arbeiten. Als Untersuchungsflächen stehen in dem in Westfalen gelegenen Naturschutzgebiet "Heiliges Meer" (Kreis Steinfurt) Birken-Eichenwald-Komplexe und mittelalterliche Heidelandschaften zur Verfügung, die seit 80 Jahren außer Heidepflegemaßnahmen keiner Bewirtschaftung mehr unterliegen. Ihnen können landwirtschaftliche Nutzflächen im Umfeld des Gebietes sowie in einem Trinkwassergewinnungsgebiet im Emsland (Wasserwerk Grumsmühlen, Wasserverband Lingener Land) gegenüber gestellt werden, die in Form des Mais- und Getreideanbaus sowie als Wiesen typische Bewirtschaftungsformen des Landschaftsraumes repräsentieren. Im Bereich der landwirtschaftlichen Nutzflächen stellen Veränderungen der hydrochemischen Eigenschaften des Sicker- und Grundwassers im Zuge der Umstellung von einer intensiven auf eine extensive Bewirtschaftung den Untersuchungsschwerpunkt dar. Als Untersuchungsobjekte dienen hier Flächen, die im Jahr 2001 bzw. Anfang der 90er Jahre von einer Ackerbewirtschaftung auf eine Grünlandnutzung umgestellt wurden.

Aquatische Ökosysteme können in ihrem Chemismus zu einem erheblichen Anteil durch Grundwasserzutritte beeinflusst werden. Der Einfluss der terrestrischen Vegetation des Gewässerumfeldes einerseits sowie derjenige von Stoffeinträgen aus der Landwirtschaft und dem Straßenverkehr andererseits auf kleinere Stillgewässer, die in die Heidelandschaft bzw. in die Agrarlandschaft eingebettet sind, bildet einen weiteren Teilbereich der Untersuchungen.

Forschungsprojekte:

Die Schadstoffbelastungen der Gewässerlandschaft "Heiliges Meer" und die Möglichkeiten landesplanerischer Gegensteuerung - "Modellstudie Gewässerlandschaft Heiliges Meer"(1992-2000)

Koordination und Durchführung: Prof. Dr. Richard Pott (Universität Hannover)  & Dr. Jürgen Pust (Biologische Station "Heiliges Meer", Recke) & Prof. Dr. Ingo Kowarik (Technische Universität Berlin) & Prof. Dr. Eckehard Löhnert (Universität Münster) & Prof. Dr. Anselm Kratochwil & Dr. Dominique Remy (Universität Osnabrück) & Dr. Alfred Hendricks (Westfälisches Museum für Naturkunde Münster) & H.-O. Rehage (Biol. Station "Heiliges Meer")

Die Konzentration von Nitrat im Grund- und Oberflächenwasser ist in nahezu allen Agrarregionen stark angestiegen, wobei der Einsatz von Mineraldünger, hohe Viehbestände und das Ausbringen von Gülledepositionen als die wesentlichen Ursachen gelten. In dem interdisziplinär angelegtem Forschungsprojekt "Modellstudie Gewässerlandschaft - Heiliges Meer" wurde die Stickstoffbelastungen im Grundwasser sowie Schadstoffeinträge über feuchte und trockene Depositionen und deren Folgen für aquatische, semiaquatische und terrestrische Ökosysteme in pleistozänen Sandlandschaften modellhaft am Beispiel des NSG "Heiliges Meer" untersucht.  Es wurden methodische Fragen der Umweltbelastung durch Stickstoff mit anderen Schadstoffen (z.B. Alkali- und Erdalkaliionen, Phosphor- und Schwefelverbindungen) näher untersucht. Einen Schwerpunkt der Arbeiten stellte die Stickstoffeutrophierung und der N-Transport in Sandböden mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Nutzung und ihre Auswirkungen auf natürliche und anthropogene Ökosysteme dar. Parallel wurde ein landespflegerisches Konzept für die räumliche Zonierung von Kerngebieten, Pufferflächen und angrenzenden Kulturlandschaftselementen erarbeitet. Für die unterschiedlichen Flächen wurden Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen mit dem Hauptziel konzipiert, die Belastung der Kernbereiche durch Stoffeinträge zu verringern. Flankierend konnte mit einem Konzept zur Besucherlenkung die Beeinträchtigungen von empfindlichen Bereiche erheblich minimiert werden. Die frühzeitige Umsetzung landespflegerischer Maßnahmen schafft über eine Verzahnung mit den gewässerökologischen Untersuchungen, die in ein Biomonitoring eingebettet sind, die Möglichkeit, ihre Effizienz zu prüfen, zu optimieren und unerwünschten Entwicklungen entgegenzusteuern. Die Durchführung des Projektes erfolgte in Zusammenarbeit des Institutes für Geobotanik der Universität Hannover (Leitung und Koordinierung, gewässerökologisch-hydrochemische Grundlagenuntersuchungen, vegetationsökologische Erfassung der Phytozönosen), dem Institut für Landschaftspflege und Naturschutz der Universität Hannover (Entwicklung und Umsetzung landespflegerischer Konzepte), der Arbeitsgruppe Ökologie der Universität Osnabrück (Untersuchung der Zoozönosen), dem Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum der Universität Münster (hydrogeologische Untersuchungen), dem Landschaftsverband Westfalen-Lippe (Gebietseigentümer, Raumordnungskonzept) sowie der Biologischen Station "Heiliges Meer".