SPP 1315: Biogeochemische Grenzflächen in Böden

Böden sind belebte, heterogene Dreiphasensysteme aus festen, flüssigen und gasförmigen Komponenten. Sie bilden die dynamische Grenzfläche zwischen Biosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Lithosphäre. Die Forschung innerhalb des Schwerpunktprogramms zielt auf die systematische strukturelle Charakterisierung und funktionale Erforschung von biogeochemischen Grenzflächen in Böden sowie auf die Erkundung ihrer Rolle bezüglich Auswirkungen und Verbleib organischer Chemikalien. Das gemeinsame übergeordnete Forschungsziel ist es, ein mechanistisches Verständnis des komplexen Wechselspiels physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse zu erlangen, die an biogeochemischen Grenzflächen ablaufen. Dabei sollen diejenigen Faktoren identifiziert werden, die die komplexe Struktur der Grenzflächen bestimmen, die Prozesse auf molekularer und Organismenskala mit Phänomenen auf der Aggregatskala mechanistisch verknüpft und das mittel- bis langfristige Verhalten organischer Chemikalien in Böden innerhalb eines generellen mechanistischen Rahmens erklärt werden. Die Forschung basiert auf folgenden Hypothesen:
(1) Die grundlegenden Eigenschaften und Funktionen biogeochemischer Grenzflächen in Böden werden nur durch die Verknüpfung bodenphysikalischer, -biologischer und -chemischer Ansätze erkennbar.
(2) Mikroorganismen nehmen aktiv an der Bildung und Neuorganisation biogeochemischer Grenzflächen teil.
(3) Die systematische Erforschung und Charakterisierung von Architektur und Funktionsweisen biogeochemischer Grenzflächen ist essenziell, um die Transformations-, Akkumulations- und Regulationsfunktionen von Böden zu verstehen.
(4) Molekulare Deskriptoren organischer Chemikalien in Verbindung mit Informationen über Struktur und Dynamik biogeochemischer Grenzflächen können zum generellen Verständnis des Verhaltens organischer Chemikalien beitragen.
(5) Die komplexe biologische und chemische Zusammensetzung biogeochemischer Grenzflächen erschwert Untersuchungen vom Verbleib und zu Auswirkungen organischer Chemikalien.
Das mechanistische Verständnis der Zusammenhänge biophysikalischer und geochemischer Prozesse und Mechanismen auf molekularer Ebene wird die Grundlage der Integration der Informationen in feldmaßstäbliche Konzepte und von Modellen bezüglich des Verbleibs, der Reaktivität und Verfügbarkeit organischer Chemikalien in Böden sein. Innovative Technologien, die in anderen wissenschaftlichen Disziplinen entwickelt wurden, werden zur Beantwortung bodenkundlicher Fragestellungen beitragen.

Laufzeit:

2007 - 2013

Koordinierende Institution:

Institut für Geowissenschaften Details von Institut für Geowissenschaften

Bereichsleiter:

    Teilprojekte

    Erster Förderzeitraum 2007 - 2010

    Zweiter Förderzeitraum 2010 - 2013