Wie wir forschen

Methoden und Instrumente

Um den Austausch der wesentlichen Elemente, von Wasser und Energie in verschiedenen Ökosystemen zu erforschen, sammeln und untersuchen wir Luft-, Wasser-, Boden- und Pflanzenproben. Bei den Analysen nutzen wir Biomarker, stabile Isotope und Radiokohlenstoff. Für die hochpräzisen Analysen und chemischen Aufschlüssen mit hohen Durchsatzraten betreiben wir in unserem Institut spezialisierte Servicelabore.

Um den Kreislauf der essentiellen Elemente und Spurengase in verschiedenen Ökosystemen nachzuverfolgen, nehmen wir Bodenproben in verschiedenen Tiefen, aus der Vegetation, aus Wasserquellen und aus der Luft. Die Proben können aus Labor- und Feldexperimenten sowie aus Messkampagnen in Ökosystemen, einschließlich kleiner und großer Türme, und in Flugzeugen stammen. Wir werten auch entsprechende Datensätze aus, die bei Satellitenmissionen gesammelt wurden. Auf diese Weise können wir den Kreislauf der Elemente in einem breiten Bereich der Atmosphäre sowie zwischen den verschiedenen Sphären analysieren. 

Darüber hinaus sammeln und verarbeiten wir physiologische, ökologische und meteorologische Daten an bestimmten Untersuchungsstandorten, die Aspekte des Elementkreislaufs mechanistisch erklären können. Dazu gehören verschiedene Störfaktoren, z. B. Wasserverfügbarkeit, Bodenfeuchtigkeit, photosynthetische Aktivität, Pflanzeneigenschaften, Baumsterben, Biodiversität und Landnutzungsstrategien.  

Um die riesige Menge an Daten und ihre unterschiedlichen Qualitäten zu interpretieren, nutzen wir die ausgezeichnete Computerkompetenz unserer Wissenschaftler*innen. Um all die komplexen Wechselwirkungen zu bewältigen und große Maßstabssprünge zu machen, stützen wir uns auf konzeptionelle und computergestützte Modelle und Datenanalysen durch maschinelles Lernen, um unser Verständnis der Prozesse zu prüfen, die den Zustand des Erdsystems bestimmen und wie es auf Veränderungen reagiert.