Stoffgehalte und Stoffmobilität in der ungesättigten Zone

Unsere Böden mit ihren vielfältigen Bodenfunktionen dienen weltweit als Grundlage der Nahrungsmittelproduktion und erbringen wesentliche Ökosystemdienstleistungen. Stoffliche Zusammensetzung und Aufbau variieren von Boden zu Boden, wodurch sich auch die Bodeneigenschaften unterscheiden. Zur nachhaltigen Nutzung der Ressource Boden ist die Kenntnis der stofflichen Zusammensetzung der Böden sowie der in den Böden ablaufenden Prozesse und deren Dynamik notwendig. Diese Bodenentwicklung beruht auf natürlichen Faktoren, kann aber auch vom Menschen beeinflusst sein. Trotz oder gerade wegen ihre Vielfalt müssen Böden systemisch untersucht und beschrieben werden. Neben der Beschreibung unterschiedlicher Typen von Böden und deren Verbreitung gilt dies besonders auch für die Funktionen und Leistungen, mit denen sie Mensch, Wirtschaft und Umwelt dienen.

Unsere wissenschaftlichen Untersuchungen zum Thema „Stoffgehalte und Stoffmobilität in der ungesättigten Zone“ im Themenfeld Boden zielen darauf ab, die Prozesse in Böden besser zu verstehen und eine umfassende Beschreibung des Systems Boden mit seinen Stoffbestandteilen und Funktionen bereitzustellen. Damit erarbeiten wir Lösungen zu aktuellen Fragen aus dem Bereich des Ressourcenschutzes und der nachhaltigen Nutzung. Dabei steht der Wasser- und Stofftransport sowie Filter-, Puffer- und Stoffumwandlungseigenschaften, insbesondere auch zum Schutz des Grundwassers, im Vordergrund. Wir dehnen den Bereich unserer Feld- und Laboruntersuchungen auf die gesamte ungesättigte Zone aus und verbinden so Boden mit Grundwasser. Dabei kombinieren wir experimentelle Untersuchungen mit mathematischer Modellierung. So stärken wir unsere Prognosefähigkeit, um in einer Welt im Wandel mit ihren Herausforderungen wissenschaftliche Grundlagen und Handlungsempfehlungen bereitzustellen.

Thematisch bearbeiten wir die Erfassung, die Umwandlung und den Transport von neuen Problemstoffen im Boden (z.B. Metabolite von Pflanzenschutzmittel, Silbernanopartikel, Mikroplastik), wobei besonders die Filter- und Pufferfunktion des Bodens im Fokus steht. Auch Fragen zum Einfluss der Bodenstruktur auf den Wasser- und Stofftransport in Mineral- und Moorböden werden von uns untersucht. Weitere Arbeitsfelder stellen die Ableitung von Hintergrundwerten z.B. für Schwermetalle sowie von regionalisierten Bodeninformationen z.B. für Kohlenstoffvorräte dar. Eine Querschnittsaufgabe ist die Frage zum Einfluss der Bodenheterogenität auf Bodenprozesse und -eigenschaften.

Unsere Arbeiten sind in den folgenden Rubriken ausführlicher beschrieben. Dort sind auch die laufenden Projekte verlinkt.

• Erfassung der Veränderung der Bodeneigenschaften und Erhöhung der Resilienz von Böden unter Klimawandel
• Analytik, Mobilität und Verbleib von Kolloiden, Nano- und Mikropartikeln
• Hintergrundwerte, zeitliche Trends und Bioverfügbarkeit von Schwermetallen
• Zeitliche und räumliche Variabilität von Prozessen des Wasser- und Stofftransportes zum Grundwasserschutz

Eine Zusammenstellung unserer Projekte finden Sie auch in unserer Projektbibliothek.

Darüber hinaus tragen unsere Arbeiten zur Standardisierung von bodenkundlichen Analyse- und Bewertungsmethoden und Etablierung von einheitlichen Methoden im nationalen und internationalen Kontext bei. Die entwickelten Methoden und Modelle zur Beschreibung der Stoffgehalte und Stoffmobilität in Böden dienen als Grundlage für bodenkundliche Auswertungsmethoden, die in der Methodenbank des FISBo BGR bereitgehalten werden.

Unsere Arbeiten unterstützen die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen (SDG) z.B.
Ziel 1: Armut in jeder Form und überall beenden, Ziel 2: Ernährung weltweit sichern, Ziel 3: Gesundheit und Wohlergehen, Ziel 6: Ausreichend Wasser in bester Qualität, Ziel 13: Weltweit Klimaschutz umsetzen und Ziel 15: Leben an Land