Das Projekt "Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt C5 - Folgevorhaben: Skalenabhaengigkeit der Stickstoffdynamik von Waldstandorten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Abteilung für Bodenphysik durchgeführt. Die nachhaltige Bewirtschaftung von Waldoekosystemen wie auch der Schutz des Grundwassers als Trinkwasserreservoir des Menschen setzen die langfristige Stabilitaet des Oekosystems unter dem Einfluss von Stoffeintraegen - Naehr- wie auch Schadstoffen - ueber den atmosphaerischen und den Grundwassertransport voraus. Die Eintragsraten sind dabei auf allen Skalen zeitlich und raeumlich sehr variabel. Die eingetragenen Stoffe werden im Oekosystem mit dem Wasser in der ungesaettigten und der gesaettigten Zone des Bodens weitertransportiert. wobei die Parameter der entsprechenden Gleichungen ebenfalls einer hohen Variabilitaet auf allen Skalen unterliegen. Die Relevanz dieser Variabilitaet fuer das Waldmanagement und den Grundwasserschutz ruehrt aus der Frage, ob es - und wenn ja, mit welcher Wahrscheinlichkeit - durch die Kombination zeitlich und raeumlich inhomogener Eintraege mit raeumlich variablen Parametern zu Situationen kommen kann, in denen Schwellenwerte ueber- bzw. unterschritten werden, so dass das Oekosystem als Ganzes, das Grundwasser oder angrenzende Kompartimente gefaehrdet/beeintraechtigt werden. Die Moeglichkeiten zur Beschreibung und Berechnung solcher Situationen in Abhaengigkeit von der gewaehlten Raum-/Zeitskala durch effektive Parameter (effektive Leitfaehigkeiten, Dispersionslaengen, effektive Raten, etc.) und durch effektive Modelle, die direkt auf die Frage der Gefaehrdungsabschaetzung in dem oben genannten Sinne zielen, sollen in dem vorgeschlagenen Projekt untersucht werden. Ausgangspunkt der Ueberlegungen sind dabei die Fluktuationen auf geringer aggregierten Skalen. Zwischenbericht 1999: Das Problem der Skalenabhaengigkeit von Transportprozessen wird zurueckgefuehrt auf die Wirkung mikroskalig variabler Parameter, zu denen z.B. die hydraulische Leitfaehigkeit oder auch die Adsorptionskonstante beim Stofftransport gehoeren. Da die Variabilitaet dieser Parameter nicht explizit in die Transportgleichung eingefuehrt wird, ist sie verborgen in den effektiven Transportparametern, mit denen der Stofftransport in der Regel beschrieben wird. Wird die Variabilitaet der Parameter jedoch explizit in der Transportgleichung beruecksichtigt, so kann auch quantitativ gezeigt werden, wie die Fluktuationen der Parameter auf grossen Skalen den sogenannten Skaleneffekt hervorrufen. Zu diesem Zweck werden Methoden aus der Stroemungstheorie und der Renormierungstheorie eingefuehrt, und es wird an 2 Beispielen gezeigt, wie sich die Variabilitaet der Adsorptionskonstante beim Stofftransport auf grossen Skalen auswirkt. Damit werden die im Projektantrag genannten Hypothesen IV, V, und VII untersucht, und es werden beispielhaft die Folgen von Skalenwechseln dargestellt, die ein zentrales Ziel des Antrages sind.