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s/auenlandsachaft/Auenlandschaft/gi

Klimaresilientes Odenthal

Zielsetzung: Der Klimawandel stellt ländliche Gemeinden in Mittelgebirgen vor spezielle Herausforderungen bezüglich des Wasserressourcenmanagements. Die Ereignisse im Sommer 2021 haben gezeigt, dass auch der ländliche Raum nicht hinreichend auf Hochwasser- und Starkregenereignisse vorbereitet ist. Gleichzeitig haben die Dürrejahre 2018 und 2019 erhebliche Auswirkungen auf die Forst- und Landwirtschaft gehabt. Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an Konzepten der Klimaanpassung, die eng mit der Landnutzung verknüpft sind. Die Gemeinde Odenthal im Dhünntal des Bergischen Landes war vom Starkregenereignis 2021 stark betroffen und konnte einschlägige Erfahrungen sammeln. Die geo-morphologischen Verhältnisse, insbesondere die Hanglage und Bodenqualität, beeinflussen die Wasserrückhaltung erheblich und sorgen für eine geringe Versickerungsfähigkeit, wodurch Niederschlagswasser aufgrund der geringen Untergrunddurchlässigkeit größtenteils oberirdisch abfließt. Gleichzeitig führt der hohe Nutzungsdruck auf die wenigen verfügbaren ebenen Flächen - oft in Auengebieten - zu Nutzungskonflikten zwischen verschiedenen Akteuren. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, müssen nachhaltige Strategien zur Wasserspeicherung und -bewirtschaftung der Flächen entwickelt und genutzt sowie Interessenkonflikte aufgelöst werden. Unter Einbeziehung der Bürger*innen und in Zusammenarbeit mit der Wissenschaft, vertreten durch die TH Köln, soll nun eine wasserkompetente und klimaangepasste Siedlungsentwicklung in einer Mittelgebirgsregion geschaffen werden. Ziel ist es, durch partizipative Ansätze die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit - Wirtschaft, Soziales und Ökologie - zu stärken und die Akzeptanz der entwickelten Maßnahmen zu sichern. Die Gemeinde Odenthal wird zur Modellgemeinde und zum Reallabor für den innovativen Projektansatz und spielt eine zentrale Rolle im Modellflussgebiet Dhünn des :aqualon e.V.. In enger Zusammenarbeit mit allen Akteur*innen werden Strategien und Maßnahmen entwickelt, die den gesamten Wasserkreislauf, die Risiken des Klimawandels und die Gewässerökologie berücksichtigen. Ziel ist es, neue Wasser-Raum-Konzepte zu schaffen, die den Schutz der Gewässer fördern und die Klimaresilienz der Gemeinde stärken. Das Projekt schafft die Voraussetzungen für ein direkt anschließendes Umsetzungsprojekt, bei dem die gemeinsam entwickelten Lösungen von allen beteiligten Akteur*innen getragen und umgesetzt werden, um Odenthal als klimaresiliente Gemeinde zu etablieren.

Pilotstudie ueber Limnologie der freien Fliessstrecke der Donau und der stehenden Augewaesser aus der Sicht unterschiedlicher Nutzungsansprueche (Wildungsmauer)

Historische Geographie: 'Wasserbauliche Maßnahmen an Fließgewässern und ihre Folgen von Anfang des 18. bis Mitte des 20. Jahrhunderts unter besonderer Berücksichtigung des Wertewandels wasserbaulicher Maßnahmen'

Kern der Historischen Geographie ist das Gewinnen von Einsichten in die Regelhaftigkeiten im Verhältnis von Mensch und Umwelt in historischer Zeit. Gegenstand der Untersuchungen sind u.a. raumrelevante Prozesse, raumprägende Strukturen und die Umgestaltung der Naturlandschaft zur Kulturlandschaft durch den handelnden Menschen. Dazu müssen ehemalige Landschaftszustände rekonstruiert und die raumzeitliche Entwicklung zum heutigen Landschaftszustand erklärt werden. Neben einer Analyse der ingenieurtechnischen Veränderungen der meisten Flusssysteme sind bei der Bewertung historischer Hochwässer in Langzeitanalysen gerade auch die landschaftlichen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Fragen des Waldanteiles des Einzugsgebietes wie der kulturellen Inanspruchnahme stehen dabei im Mittelpunkt. Schließlich blieb die Flussdynamik vieler Flüsse wie des Mains bis in das 19. Jahrhundert hinein ein weitgehend natürliches System. Im Rahmen des Projektbereichs sollen von Seiten der Geographie wasserbauliche Maßnahmen an Fließgewässern und ihre Folgen von Anfang des 18. bis Mitte des 20. Jahrhunderts untersucht werden. Besondere Berücksichtigung wird der Wertewandel wasserbaulicher Maßnahmen in dieser Zeit finden. Zudem sollen Bezüge zur Klimageschichte und zur Kulturlandschaftsentwicklung hergestellt werden. Die Auswirkungen der Flussregulierungen und Auenlandschaftsveränderungen werden auf die Gegenstandsbereiche der anderen Projekte im Teilbereich fokussiert.

Schwermetalle in Aueboeden

Das Saarland ist eine Region, die seit Jahrzehnten von der Montanindustrie gepraegt wird. Die Industrialisierung des Raumes hat bedeutende Veraenderungen der Umwelt zur Folge. Die Veraenderungen manifestieren sich in Oberflaechenformen, wie Halden, Talaufschuettungen und in einer zunehmenden Belastung der Umwelt, insbesondere der Boeden und Fliessgewaesser. Ein typisches Beispiel fuer ein stark ueberformtes Fliessgewaesser ist die Blies, die durch gewaesserbauliche Massnahmen vor allem im Siedlungsbereich veraendert wurde und in die seit Inbetriebnahme der Neunkircher Huette grosse Mengen an organischen und anorganischen Schadstoffen angelangt sind. Bei den jaehrlichen Ueberschwemmungen des Auebereichs gelangen die Abwaesser in die angrenzenden Boeden. Wie Untersuchungen von 1991 bis 1993 ergaben, sind die Aueboeden der Blies und eines Grossteils ihrer Zufluesse gebietsweise hoch mit Schwermetallen belastet. Die Belastung der Boeden uebertraegt sich ueber die Pflanzen auf Tiere und Menschen dieser Gebiete. Auf diesem Hintergrund wurde eine Methode entwickelt, die von den kontaminierten Boeden fuer die Oekosysteme ausgehende Gefaehrdung zu erfassen. Ziel dieser Untersuchung ist es, die Zusammenhaenge zwischen der Schwermetallbelastung der Vegetation und den Bodenbedingungen zu analysieren, um die Gefahrenpotentiale der Schwermetalle in den Boeden mit Hilfe der Schwermetallbelastung der Vegetation bewerten zu koennen. Ergaenzend zu den bisher ueblichen Verfahren zur Erfassung der Schwermetallmobilitaet, die allein auf Bodenanalysen basieren, kann man anhand der Pflanzenbelastung eine genaue Bewertung der von Schwermetallen in den Boeden ausgehende Gefahr vornehmen und entsprechende Sanierungsmassnahmen einleiten.

Erhaltung von Viola guestphalica im Naturschutzgebiet 'Waldwiese im Waeschebachtal' bei Blankerode (Hochsauerlandkreis)

Im Waeschebachtal bei Blankenrode (Hochsauerlandkreis) hat sich eine Schwermetallvegetation u.a. mit Viola guestphalica etabliert, was moeglicherweise auf die Eintragung von schwermetallhaltigen Abwaessern aus oberhalb liegenden Schwermetallabraumhalden zurueckzufuehren ist. Beobachtungen der letzten Jahre liessen einen Rueckgang des Schwermetallpflanzenbestandes befuerchten. Als Ursache fuer diesen Rueckgang werden verschiedene Moeglichkeiten in Betracht gezogen: a) Vernaessung der Wiese, b) Auswaschung der Schwermetalle, c) Verdraengung durch andere Pflanzen infolge der Punkte a und b. Um quantitative Veraenderungen im Bestand erfassen zu koennen, wurden in den jahren 1994 und 1996 detailierte Vegetationsaufnahmen der Waldwiese gemacht. Parallel hierzu wurden im Jahr 1994 die Grundwasserstaende erfasst und die vertikale Verteilung von Schwermetallen (Pb, Zn und Fe) im Boden sowie die Akkumulation in ausgewaehlten Pflanzen analysiert. Die vorlaeufigen Ergebnisse lassen vermuten, dass der moegliche Rueckgang des Viola-Bestandes nicht auf eine Verarmung an Schwermetallen zurueckzufuehren ist, sondern an andere noch zu eruierende Faktoren gekoppelt sein muss.

Sonderforschungsbereich (SFB) 990: Ökologische und sozioökonomische Funktionen tropischer Tieflandregenwald-Transformationssysteme (Sumatra, Indonesien), Teilprojekt A05: Fachliche Zuordnung Bodenwissenschaften Förderung Förderung seit 2012

Unser Projekt hat folgende Ziele: 1. Die Bewertung von Managementsystemen von Palmöl-Plantagen im Hinblick auf die N2-Fixierung und die Effizienz mit der Nährstoffe genutzt und im System gespeichert werden. 2. Ableitung einer Treibhausgasbilanz auf Ökosystemebene durch die Kombination von Gasflussmessungen im Boden mit Messungen der Eddy-Kovarianz. 3. Die Bestimmung des Anteils von Nitrifikation und Denitrifikation an den N2O-Flüssen und die Quantifizierung der räumlichen und zeitlichen Variabilität von Treibhausgasflüssen im Boden. 4. Die Bewertung des Beitrags von Flussufer- und -Auenbereichen sowie Baumstammemissionen zur Treibhausgasbilanz auf Landschaftsebene.

Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK), Bundesweites Potenzial resilienterer Fluss- und Auenlandschaften für mehr Biodiversität, Klimaanpassung und Klimaschutz

In dem Forschungsvorhaben sollen die Potenziale der Gewässer- und Auenentwicklung für die Verbesserung der Biodiversität, die Klimaanpassung und den Klimaschutz ermittelt werden. In die Betrachtung wird das Gesamtgewässernetz einschließlich der Auen der tidebeeinflussten Gewässer der Ästuare einbezogen. Für diese Gebietskulisse soll die derzeitige Ausdehnung der Gewässer- und Auenentwicklungsflächen möglichst quantitativ ermittelt werden. Es werden mehrere Szenarien unterschiedlicher Flächenpotenziale für mehrere Zeithorizonte berechnet und ausgewertet. Für diese Szenarien werden bestimmte Funktionsparameter auf Basis der bestehenden wissenschaftlichen Methoden (semi)quantitativ bestimmt. Zu den Funktionsparametern zählen bspw. Treibhausgasbilanz, Kohlenstoffspeicherung, Regulierung der Wassertemperatur, Kühlungseffekt der Umgebung, Wasserrückhalt zur Stützung in Niedrigwasserzeiten, Retentionsraum für Hochwasserereignisse, Habitatbereitstellung, Bestäubung, Nähr- und Schadstoffrückhalt sowie Wasserqualität. Damit werden die Voraussetzungen geschaffen, die Multifunktionalität von Gewässerkorridoren und Auen valide zu erfassen und mit anderen Umweltoptionen (z. B. technische Kohlenstoffsequestrierung, Wasserrückhalt in Poldern) vergleichbar zu machen. In Vorbereitung auf die Kommunikation von Flächenpotenzialen für die Gewässer- und Auenentwicklung wird in allgemeiner Form dargestellt, ob und unter welchen Bedingungen Gewässer- und Auenentwicklungsflächen deckungsgleich mit anderen Flächenzielen des Natur- und Landschaftsschutzes sein können.

Der Einfluss klimatischer Veraenderungen und anthropogener Eingriffe auf die spaetglaziale-holozaene Flussdynamik der Werra

In diesem Projekt soll der Einfluss klimatischer Veraenderungen und anthropogener Eingriffe auf die Sedimentdynamik der Werra in den vergangenen 15000 Jahren untersucht werden. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei dem Uebergang von der letzten Kaltzeit zum Holozaen, dem Waermeoptimum mit den beginnenden anthropogenen Eingriffen und dem Beginn der intensiven Besiedlung gewidmet. Raeumlich konzentrieren sich die Untersuchungen auf die Auen- und Subrosionsbereiche der mittleren Werra, sowie auf die Subrosionssenken Moorgrund und Rhaeden/Grossensee. Insbesondere die Subrosionssenken weisen maechtige Sedimentpakete auf, die eine hohe zeitliche Aufloesung versprechen und pollenanalytisch meist gut auswertbar sind. Zum Vergleich werden ausgewaehlte Nebenfluesse (Felda und Ulster) der Werra in die Untersuchungen einbezogen. Damit ist es moeglich, sowohl die lokal bedingten Ereignisse als auch die regional bedeutenden Veraenderungen zu erfassen. Methodisch soll ein Beitrag zur stratigraphischen Gliederung junger fluvialer Sedimente und deren moegliche Aussage zu klimatischen und/oder anthropogenen Veraenderungen geleistet werden. Raeumlich wird der Uebergang vom Mittelgebirge in die staerker kontinental gepraegten Gebiete erfasst.

Modellhafte gebietskoerperschaftenuebegreifende Umsetzung des Gesamtkonzepts 'Revitalisierung der Haseauen'

Wasser- und Stoffflüsse an Rändern von Auengrundwasserleitern und ihre Kontrolle durch Untergrundstrukturen

In Flussauen von Flussmittelläufen in gemäßigten Klimazonen ist der Grundwasserstrom typischerweise vornehmlich talabwärts gerichtet. Die hydrologische Funktion der Auengrundwasserleiter hängt allerdings vom Vorhandensein hydrogeologisch relevanter Strukturen ab, und das Grundwassersystem wird stark durch Wasser- und Stoffflüsse über seine Ränder beeinflusst. Das beantragte Projekt zielt daher darauf ab, die hydrogeologischen Steuergrößen für diese Flüsse zu charakterisieren und die relative Bedeutung der Ränder für die Wasserbilanz und den Umsatz gelöster Stoffe in Auengrundwasserleitern zu ermitteln. Als Untersuchungsgebiet dient die Ammeraue bei Tübingen (Südwestdeutschland), die typisch für Auengebiete entlang von Flussmitteläufen in gemäßigten Klimazonen ist und bereits von den Antragstellern im Rahmen des SFB1253 CAMPOS untersucht wurde. Für die Modellierung und Vorhersage der hydrologischen Funktion des Auengrundwasserleiters und seiner Ränder ist es wichtig, die räumliche Lage, Geometrie und die Eigenschaften hydraulisch leitfähiger Strukturen an den Auenrändern zu erkunden. Unsere Untersuchungen zielen daher darauf ab, geologische Strukturelemente an den Auenrändern zu charakterisieren, die die Gesamtflüsse des Grundwassers und der darin gelösten Stoffe durch den Auengrundwasserleiter bestimmen. Hierfür entwickeln wir arbeits- und kosteneffiziente Methoden, mit denen sich die räumliche Ausdehnung und Geometrie der Ränder (mittels geophysikalischer Methoden) abbilden und die hydraulische Konnektivität zu den Auengrundwasserleitern (mittels hydraulischer Methoden) charakterisieren lassen. Mit besonderem Fokus auf die identifizierten hydrogeologisch relevanten Strukturelemente an den Auenrändern wollen wir die Wasserflüsse und die Stoffströme bestimmen, die die Ränder des Auengrundwasserleiters passieren, um ihre relativen Beiträge innerhalb des Auengrundwasserleiters zu quantifizieren. Wir untersuchen hierfür insbesondere die zeitliche Grundwasserdynamik, um zu bestimmen, unter welchen hydrologischen Bedingungen ein erhöhter Wasseraustausch stattfindet. Die experimentellen Projektergebnisse fließen in ein konsistentes numerisches Grundwassermodell ein, um hydrogeologische Messungen vorherzusagen und die Ergebnisse der dynamischen Austauschflüsse zu interpretieren. Schließlich werden wir die geologischen Informationen, die in den verschiedenen Untersuchungsschritten und in vorherigen Arbeiten gesammelt wurden, umfassend geologisch interpretieren. Dies ermöglichst es, die maßgeblichen geologischen Prozesse zu identifizieren, die das Vorkommen und die Wirkung durchlässiger Strukturen an den Rändern von Auengrundwasserleitern bestimmen sowie die Austauschprozesse über die Ränder kontrollieren. Dieser Ansatz erlaubt es, unsere Ergebnisse auf andere Standorte zu übertragen und zu verallgemeinern.

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