Die Arbeiten konzentrieren sich auf die detaillierte Analyse von Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffflüssen und Budgets von natürlichen, naturnahen und landwirtschaftlich genutzten Ökosystemen, sowie deren Veränderungen durch Klima-, Landnutzungs- und Landmanagementwandel. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Quantifizierung von Umweltparametern, biogeochemischen C und N Umsetzungen sowie damit verbundenen gasförmigen (z. B. CO₂, CH₄, NH₃, N₂, N₂O, NO) und wassergebundenen (z. B. NO₃, DOC, DON) Verlusten. Umfassende Datensätze ermöglichen ein besseres Verständnis der Auswirkungen des globalen Wandels auf biogeochemischen Nährstoffkreisläufe im System Biosphäre-Atmosphäre-Hydrosphäre sowie die Ableitung von gezielten Mitigations- und Adaptations-Strategien. Die Aktivitäten umfassen die Einrichtung und den Betrieb von Langzeitmessstationen (z. B. TERENO) und projektbezogenen Feldstandorten weltweit sowie Prozessstudien im Labor unter Anwendung modernster Messtechniken und stabiler Isotopenanalyse. Die erhobenen Datensätze werden für die Entwicklung und Validierung biogeochemischer Modelle wie LandscapeDNDC verwendet.

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