Der Klimawandel wird voraussichtlich erhebliche Auswirkungen auf die Hydrologie alpiner Regionen haben, wodurch alpine Süßwasserressourcen und Biodiversitäts-Hotspots einem zunehmenden Druck ausgesetzt sind. Von Grundwasser gespeiste alpine Quellwässer sind eine entscheidende Ressource für die Wasserversorgung und die alpinen Ökosysteme. Die Auswirkungen des Klimawandels auf das Abflussverhalten dieser Quellen, einschließlich zukünftiger Prognosen, wurden bisher kaum untersucht. Die derzeitigen Beobachtungen von Quellen konzentrieren sich hauptsächlich auf physikalisch-chemische Indikatoren und kaum auf die Biodiversität mikrobieller Gemeinschaften als Schlüssel für Ökosystemfunktionen. Daher zielen die übergeordneten Ziele dieses Projekts darauf ab, die Auswirkungen des Klimawandels auf das Abflussverhalten von Quellwasser zu quantifizieren, einen ersten umfassenden Datensatz zur mikrobiellen Biodiversität österreichischer alpiner Quellwässer in Bezug auf ihre Einzugsgebietsmerkmale zu erstellen und Muster mikrobieller Gemeinschaften als Umweltindikatoren für die Veränderung der Wasserqualität und die Quell-Einzugsgebiete anzuwenden.
Daher werden gezielte Untersuchungen an Quellen sowohl im regionalen als auch lokalen Maßstab durchgeführt. Eine Klassifikation der Quellan anhand ihres Abflussverhaltens wird entwickelt, basierend auf der Analyse von hydrologischen Langzeitdaten von etwa 90 Quellen, die über ganz Österreich verteilt sind. Die Erfassung der Quell-Einzugsgebiete sowie gekoppelte Niederschlags-Abfluss- und isotopenbasierte Modellierungsansätze ermöglichen die Quantifizierung künftiger Ändeurngen des Quellabflusses unter Berücksichtigung verschiedener Klimawandelszenarien ins besondere der Veränderungen der Schneebedeckensynamik. Zeitreihenanalysen und multivariate Statistik werden angewendet, um das aktuelle Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Quellschüttung und hydrometeorologischen Extremen (z. B. Dürren) zu vertiefen und hydrologische sowie hydrochemische Trends (z. B. elektrische Leitfähigkeit) zu erfassen. Darüber hinaus werden alle Quellwässer zweimal beprobt, um ihre mikrobiellen Gemeinschaften während Niedrig- und Hochwasserbedingungen zu charakterisieren und saisonale, quellspezifische Signaturen abzuleiten. Auf lokaler Ebene werden drei Quellen mit unterschiedlichen Einzugsgebietsmerkmalen (z. B. Geologie, Höhenlage) für eine vertiefende Überwachung ausgewählt, um die saisonale und kurzfristige Variabilität und Veränderungen der mikrobiellen Signaturen zu identifizieren.
Dies umfasst eine zeitlich hochauflösende Probenahme von Quellwasser zur hydrochemischen Analyse und zur Untersuchung stabiler Wasserisotope sowie die Charakterisierung von Wasserqualitätskomponenten (z. B. Gehalt an gelöstem organischem Kohlenstoff). Mikrobielle Informationen zu Biomasse, Aktivität und Biodiversität werden das Monitoring ergänzen. Nach der getrennten Bewertung verschiedener hydrogeologischer und ökologischer Indikatoren und Indizes werden Empfehlungen für eine integrierte öko-hydrogeologische Klassifikation entwickelt. Die Verbindung zwischen den infiltrierenden mikrobiellen Gemeinschaften durch die Grundwasserneubildung (Input; z. B. Mikroben in der Schneedecke), und den mikrobiellen Gemeinschaften in den Quellwässern (Output) wird die Charakterisierung der Einzugsgebiete unterstützen, da einzelne mikrobielle Arten und Gruppen als zeitintegrierende Biomarker und somit als Umwelttracer fungieren können. Die zukünftige potenzielle Umsetzung unseres öko-hydrogeologischen Ansatzes für eine nachhaltige, wasserwirtschftlich Nutzung wird von der Akzeptanz in der Wasserressourcenpolitik und und der praktischen Umsetzung abhängen. Daher werden wichtige Interessengruppen und Behördenvertreter von Bund und Land von Anfang an in das Projekt eingebunden.
Forschungskooperation: Christian Griebler (University of Vienna), Michael Avian (Geosphere Austria), Martha Stangl (CCCA)
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