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Projekt
The role of littoral zones as source of methane in lakes: Dynamics, distribution patterns, and emissions
Antragsteller
Dr. Hilmar Hofmann
Fachliche Zuordnung
Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
Förderung
Förderung von 2010 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 184075001
Kleinseen (<1 km2) stellen eine bedeutende Quelle von Methan im globalen Methanhaushalt dar. Diese Seen machen flächenmäßig den größten Teil der weltweiten, natürlichen Süßwasserkörper aus und weisen pro Flächeneinheit wesentlich höhere Methanflüsse auf als große Seen. Allerdings sind die Abschätzungen der seeweiten Methanemissionen mit sehr großen Unsicherheiten behaftet. Das liegt daran, dass es nur wenige und unzureichende Messungen gibt, die die zeitliche und räumliche Variabilität von Methan in Seen aber auch zwischen den Seen erfasst. Ziel des Projekts ist es, die Dynamik und Verteilungsmuster von Methan in und Methanemissionen aus Kleinseen auf regionaler und interregionaler Skala zu untersuchen. Ein spezieller Fokus des Projekts liegt dabei auf der Bestimmung von systematischen Mustern und Proxies für die gelöste Methankonzentration und -emissionen, die eine Verallgemeinerung und räumliche Erweiterung der Ergebnisse, basierend auf einer Auswahl von Seen, erlauben. Die wesentlichen Hypothesen des Projekts lassen sich wie folgt zusammenfassen: (1) Zwischen den Seen weisen die gelöste Methankonzentration und -emissionen sehr große Unterschiede auf, die durch die unterschiedlichen Eigenschaften der Seen bedingt sind. (2) Einzelne Eigenschaften der Seen und der Seeeinzugsgebiete, aber auch einzelne abiotische Parameter, fungieren möglicherweise als Proxies für die gelöste Methankonzentration in und Methanemissionen aus Seen auf regionaler oder größerer räumlicher Skala. (3) Die Ausbildung und -prägung eines anoxischen Hypolimnions im Zusammenspiel mit der zeitlichen Dynamik der vertikalen Mischung während Zirkulationsphasen (d. h. im Herbst und nach dem Eisaufbruch) bestimmen den jährlichen, diffusiven Methanfluss aus Kleinseen. (4) Abgesehen von den Eigenschaften und den abiotischen Parametern der Seen lassen sich die Unterschiede in den seeweiten Methanemissionen mit der unterschiedlichen Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft zwischen den Seen erklären. Die aufgeworfenen Hypothesen werden mit Hilfe von intensiven Feldexperimenten getestet. Während der Feldexperimente werden die seeinterne Dynamik, räumliche Heterogenität, seeweite Verteilung und saisonale Variabilität von gelöstem Methan und Methanemissionen zusammen mit den abiotischen Bedingungen in und zwischen den einzelnen schwäbischen und bayrischen Kleinseen gemessen und analysiert. Dabei kommen neuste Messtechniken zum Einsatz (Eddy-Covarianz System, mehrfrequenz Echolote, Methansonden, automatisierte Methanflusskammern und -trichter, O2- und CO2-Optoden, Multi-Parameter Sonden und Thermistoren), die mit einer intensiven Wasserprobenahme und -analyse (gelöstes Methan, CH4-Isotope, Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft und andere Wasserinhaltsstoffe) verknüpft werden. Diese Kombination erlaubt eine genaue und zuverlässige Aufnahme aller im Kontext nötigen abiotischen Parameter und im Speziellen der gelösten Methankonzentration mit einer hohen zeitlichen Auslösung.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
