Grundwasserökosysteme und -nahrungsnetze gehören zu den letzten großen „weißen Flecken“ auf der Landkarte der terrestrischen Ökosystemforschung. Es existiert nur sehr geringes und lückenhaftes Wissen über Diversität und Ökologie sowie die Stoff- und Energieumsätze dieses für uns so wichtigen Kompartimentes „unter unseren Füßen“. Die Aerationszone, die auch schwebende Grundwasserkörper umfasst, weist vor allem in topographischen Grundwasserneubildungsgebieten große Mächtigkeiten auf. Der Beitrag mikrobieller Gemeinschaften im variabel wassergesättigten Regolith und Festgestein der Aerationszone zum unterirdischen Stoffumsatz und Herausbildung der Grundwasserbeschaffenheit ist jedoch nahezu unbekannt. Auch werden trotz des beachtlichen Speicher- und Reaktionsraums Aerationszonen in Monitoringprogrammen und hydrologischen und hydrogeologischen Modellen nahezu vernachlässigt. Mit unseren Projekten im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten SFB 1076 AquaDiva widmen wir uns unter anderem der Bedeutung des „Totalen Mobilen Inventars“ [5,7] für die Kopplung unterirdischer Kompartimente sowie der Weiterentwicklung und Generalisierung unseres aktuellen Verständnisses zur Kopplung der Oberfläche mit den diversen Untergrundhabitaten [6] DFG-SFB 1076 AquaDiva: Kopplung oberirdischer und unterirdischer Ökosysteme und deren Rolle für die Funktionen und Ökosystemleistungen. [5] Lehmann, K., Lehmann, R., Totsche, K. U. (2021): Event-driven dynamics of the total mobile inventory in undisturbed soil account for significant fluxes of particulate organic carbon. Sci. Total Environ. 756, 143774. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.143774. [6] Lehmann, R., Totsche, K. U. (2020): Multi-directional flow dynamics shape groundwater quality in sloping bedrock strata. Journal of Hydrology 580, 124291. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2019.124291. [7] Ritschel, T., Lehmann, K., Brunzel, M., Vitz, J., Nischang, I., Schubert, U., Totsche, K. U. (2021): Well-defined poly(ethylene glycol) polymers as non-conventional reactive tracers of colloidal transport in porous media. J. Colloid Interface Sci. 548, 592-601. DOI: 10.1016/ j.jcis.2020.09.056. Abb. 2. Mächtige Aerationszonen in Grundwasserneubildungsgebieten sind nahezu unerforschte Lebens–/Reaktionsräume. Foto: Robert Lehmann Fundamentale Grundlage der für unser Überleben so wichtigen Ökosystemleistungen „sauberes Trinkwasser“, „Biodiversität“ und „Bodenfruchtbarkeit“ sind die Bodenfunktionen, die besonders durch Klima- und Landnutzungswandel in besorgniserregendem Ausmaß gestört sind. Vorsorgender und nachsorgender Boden- und Grundwasserschutz sind damit eine der wichtigsten F,L&E-Aufgaben am Lehrstuhl für Hydrogeologie. Die Vorsorge zielt auf die Entwicklung von Verfahren, die den Eintrag von Fremdstoffen unterbinden bzw. zu deren Elimination führen (u.a. „intelligente Flächenfilter“). Die Nachsorge zielt auf die Abminderung und Abwehr von Gefahren, die von eingetretenen Umweltschäden ausgehen. Fokus liegt dabei auf der Entwicklung und Optimierung von Kombinationsverfahren unter Ausnutzung und Verstärkung natürlicher, standortspezifischer, physikalischer, geochemischer und (mikro-)biologischer Prozesse. Vorsorgender und nachsorgender Boden- und Grundwasserschutz im Klimawandel Abb. 3. Monitoring von Beschaffenheitsschwankungen im Bodenwasser während simuliertem Starkregenereignis. Foto: Rebecca Heß FORSCHUNG — 147
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