Das Projekt "Deposition und Verbleib von Luftverunreinigungen. Teilvorhaben 1: Feststellung der Schadstoffbelastung von Waldgebieten in der Bundesrepublik Deutschland durch trockene und nasse Deposition" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Institut für Meteorologie und Geophysik durchgeführt. In zwei Teilvorhaben soll die Deposition und der Verbleib von Luftverunreinigungen in emittentenfernen Gebieten untersucht werden. Im ersten Teilvorhaben soll die Belastung verschiedener Waldgebiete durch trockene und nasse Deposition untersucht werden. Im Rahmen dieses Vorhabens werden die in der Bundesrepublik seitens der Bundesregierung, verschiedener Behoerden der Bundeslaender und der Industrie geforderten Untersuchungen als deutsche Leistung in das ECE-Abkommen ueber weitraeumige Luftverschmutzung eingebracht. Die Ergebnisse aus diesem 1. Teilvorhaben sollen mit Ergebnissen aus entsprechenden Untersuchungen in belasteten Gebieten in einem zweiten Teilvorhaben in bilanzierenden Berechnungen zusammengefasst werden.
Das Projekt "Stoffhaushaltsuntersuchungen in saarlaendischen Waldoekosystemen: Untersuchung der Stofffluesse an neun Depositionsmessflaechen in saarlaendischen Laubwaldoekosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Zentrum für Umweltforschung, Fachrichtung 5.4 Geografie, Abteilung Physische Geografie und Umweltforschung durchgeführt. Seit 1989 werden fortlaufend monatlich Wasserproben der Kompartimente Freilandniederschlag, Kronentraufe, Stammabfluss, sowie Bodenwasser aus 3 Tiefenstufen gesammelt und analysiert. Es werden die Parameter pH, Leitfaehigkeit, sowie die Gehalte an oekosystemrelevanten Anionen und Kationen bestimmt. Die Stofffluesse werden bilanziert, critical loads errechnet sowie eine Gefaehrdungsabschaetzung vorgenommen. Im Rahmen des Level II - Programms werden seit 1995 auch Blattprobentnommen und analysiert.
Das Projekt "Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt A15: Auswertung hydrologischer und hydrochemischer Zeitreihen mittels multivariater, nichtlinearer Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Hydrogeologie durchgeführt. Mit diesem Projekt soll der Einfluss anthropogener Schadstoffdepositionen auf die Qualitaet oberflaechennaher Grundwaesser in bewaldeten Einzugsgebieten untersucht werden. Auf der Grundlage experimenteller Beobachtungen in den BITOEK-Intensivflaechen und der langfristigen Abflussmessungen werden neue Methoden zur Umsetzung in wasserwirtschaftlich relevante Anwendungen entwickelt und getestet. Die vorliegenden umfangreichen Datensaetze werden mittels kuenstlicher neuronaler Netze auf interne Redundanzen ueberprueft. Diese Methode erlaubt es, Hypothesen ueber kritische Prozesse auf tatsaechlich beobachtete Variablen zu reduzieren (hauptsaechlich Beobachtungen zum Input-Outputverhalten), waehrend die internen Prozesse durch ein sehr effektives nicht-lineares Modell empirisch abgebildet werden. Damit koennen die bei prozessorientierten Modellen auftretenen Schwierigkeiten (Eindeutigkeit der Parameterbestimmung, Ueberparametrisierung) ueberwunden werden. Die gefundenen empirischen Abbildungsfunktionen sollen zur Identifizierung der jeweiligen Steuergroessen und relevanten Prozesse auf einer von den Daten vorgegebenen Aggregationsebene genutzt werden. Fuer die Risikobewertung von kurzzeitigen Belastungsspitzen der genutzten Gewaessser, sowie zur laengerfristigen Gefaehrdungsabschaetzung wird damit ein Verfahren angeboten, das nur soviel Empirie wie notwendig und soviel Prozessverstaendnis wie moeglich verwendet. Zwischenbericht 1999: Zur Untersuchung langfristiger anthropogener diffuser Stoffeintraege auf Oberflaechen- und Grundwasserqualitaet werden von BITOEK, wie auch von anderen Institutionen langjaehrige Messprogramme durchgefuehrt. Zur Auswertung der Zeitreihen werden im Rahmen dieses Teilprojektes ueberwiegend empirische, multivariate und nichtlineare Verfahren eingesetzt. Mittels Kuenstlicher Neuronaler Netze kann gezeigt werden, dass die Auswirkungen der in den letzten zwei Dekaden gesunkenen Schwefeleintraege auf den Abfluss des Lehstenbachs (Fichtelgebirge) zwar deutlich sind, sich aber im Wesentlichen auf die ersten Abflussspitzen jeweils gegen Ende der Vegetationsperiode beschraenken. Die Analyse der Si-Konzentrationsganglinien der Brugga (Schwarzwald) mittels Kuenstlicher Neuronaler Netze liefert Indizien auf die besondere Rolle der Schneeschmelze bei der Abflussbildung. Die Simulation der Zeitreihen der Konzentration geloesten organischen Kohlenstoffs in der Kronentraufe des Steinkreuzgebietes (Steigerwald) mittels eines einfachen prozessorientierten Modells lieferte erste vielversprechende Ergebnisse. Basierend auf Bodenradardaten, Bohrprofilen, geomorphologischen, hydrologischen und hydrochemischen Daten wurde ein Schichtmodell fuer das Steinkreuzgebiet erstellt. Dieses laesst sich nutzen, um geo- und hydrochemische Prozesse genauer zu lokalisieren. So laesst sich z.B. im Bereich der Intensivmessflaeche in 2-3 m Tiefe unter Gelaendeoberflaeche eine nicht unerhebliche Stickstoffsenke lokalisieren.