Response of flow systems in soils to extreme atmospherical boundary conditions

DFG HU 636/11-3, FOR 562

From 10/2008 to 10/2011

Principal Investigator: Bernd Huwe
Staff: Karoly Müller, Fabian Eder, Matthias Jugelt

Feuchte- und Fließmuster sind für den Stofftransport und die räumliche Verteilung von Nähr- und Schadstoffen im Bodenkompartiment von Ökosystemen von grundlegender Bedeutung. In Waldböden scheinen Auflagehorizonte, die Benetzbarkeit von Oberflächen sowie Steine eine steuernde Rolle für Infiltrationsmuster und das Auftreten bevorzugter Fließwege zu spielen. Die Auswirkungen extremer atmosphärischer Randbedingungen auf die Ausbildung von Fließmustern, assoziierte chemische Effekte, sowie mögliche Änderungen der Fließsysteme bilden den Schwerpunkt des beantragten Projekts. Experimente werden auf der Labor-, Profil- und Plotskala durchgeführt. Im Kontext der zentralen Manipulationsexperimente werden Änderungen in der Dynamik und der räumlichen Verteilung von Bodenfeuchte und Benetzbarkeit mit Methoden der Zeitreihenanalyse, Geostatistik und Varianzanalyse erfasst. Zusätzlich werden zugehörige physikalische und chemische Bodenparameter gemessen. Das deterministische Prozessmodell WHNWIN wird zur Flussbestimmung auf den Versuchsparzellen eingesetzt und dient darüber hinaus der modellgestützten Interpretation der Manipulationsexperimente. Die Bedeutung der organischen Auflagehorizonte und der Benetzbarkeit wird in Freiland-Tracerexperimenten mit Bildanalyseverfahren und VIS-NIR-Spektroskopie untersucht. Die Feldexperimente werden ergänzt durch Computer kontrollierte Säulenexperimente im Labor. Inverse Modellierungstechniken werden zur Parameter- und Prozessidentifizierung eingesetzt.