Lehrstuhlinhaber: Jun. Prof. Dr. Conrad Jackisch

An der Grenzfläche zwischen Atmosphäre und Geosphäre findet ein ständiger Umsatz von Energie, Masse und Stoffen statt. Diese „Kritische Zone“ ist der Bereich, in dem Regenwasser in den Boden infiltriert oder oberflächlich abfließt, wo sich zeigt, wieviel Wasser für Pflanzen verfügbar ist oder mit welchen Stofffrachten es ins Grundwasser verlagert wird. Hier werden organische und anorganische Stoffe umgewandelt, fixiert oder freigesetzt. Ökosysteme und menschliches Handeln nutzen und verändern diese und weitere Prozesse der Wasser- und Stoffkreisläufe auf verschiedenen Skalen.

Angesichts großer globaler Änderungen und Herausforderungen im Anthropozän untersucht unsere Arbeitsgruppe das Zusammenspiel von Wasser-, Energie- und Stoffflüssen und der Entwicklung von Landschaftssystemen. Dazu haben wir fachliche Expertise in Bodenkunde und Bodenphysik, Ökohydrologie und Landschaftsanalyse. Technisch decken wir den gesamten Bereich von in-situ Erhebungen, Messungen und Experimenten, über Laboranalytik bis zur raum-zeitlichen Datenanalyse und numerischen Modellierung ab. Das erlaubt uns Grundlagenforschung und Theorieentwicklung mit praktischen Anwendungen und Problemlösungen für die Prozesse der „Kritischen Zone“ zu verbinden.

Kernthemen unserer Arbeitsgruppe sind dabei insbesondere die Entwicklung und das Wirken von Strukturen im Boden, wie sich diese durch Eingriffe, Landnutzung und Klimaentwicklungen verändern, sowie wie und wann diese das Systemverhalten dominieren können. Daran anknüpfend geht es vor allem um Infiltration, Abflussbildung und Erosion sowie um hydrologische Konnektivität, Wasserverfügbarkeit und die Bewertung von Umwelt-Systemeigenschaften von Landschaften mit starkem Nutzungsdruck.

In der Lehre im Fachgebiet Geoökologie decken wir Pedologie (Bodenkunde und Bodenphysik) und terrestrische Ökohydrologie (Prozesshydrologie von der Porenskale bis zum Einzugsgebiet) ab.

Mitarbeiter

• • Dr. Anne Routschek
  • Bernt Hahnewald
  • M. Sc. Sean Adam
  • Dr. Annelie Ehrhardt

Aktuelle Projekte

• • Lösungsorientierte Untersuchungen zu erhöhten DOC-Austrägen aus Böden sächsischer Trinkwassereinzugsgebiete (Talsperre Sosa, LfULG)
  • Methodische Entwicklung von Probenahme- und Analyseverfahren zum Boden-Kohlenstoff Monitoring in Sachsen (LfULG)
  • Multiscale Soil Carbon and Water Cross-Lab-Field Experiment – Monitoring und Explorationssystem für räumlich und zeitlich dynamische Kohlenstoffeinlagerung und Wasserverfügbarkeit im Boden (SAB, EFRE)
  • CrossLab touchSWAP – Das System Boden-Wasser-Pflanze-Atmosphäre greifbar machen
  • Quellenbezogene Steuerung und Behandlung sächsischer Bergbauwässer – Charakterisierung und Steuerungsmöglicghkeiten dynamisch konnektiver Abflusssysteme im Altbergbau (Dr.-Erich-Krüger-Stiftung)
  • Ableitung von physikalischen Erosionseigenschaften von Bergbauaufbereitungsrückständen mit kleinskaligen, laborfähigen Experimenten (Wismut)

Aktuelle Publikationsliste 

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=36703928800

https://www.researchgate.net/profile/Conrad-Jackisch

Hydro-pedotransfer functions: A roadmap for future development	Hydrology and Earth System Sciences Discussions DOI: 10.5194/egusphere-2023-1860	2023 (in review)	Weber T.K.D. et al.	Paper
Soil water retention and hydraulic conductivity measured in a wide saturation range	Earth System Science Data DOI: 10.5194/essd-2023-74	2023	Hohenbrink T.L., Jackisch C., Durner w., Germer K., Iden S.C., Kreiselmeier J., Leuther F., Metzger J.C., Naseri M. and Peters A.	Paper
Encyclopedia of Soils in the Environment – Darcy’s law	Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences DOI: 10.1016/b978-0-12-822974-3.00150-6	2022	Jackisch C. and Kroener E.	Chapt.
Preface: Linking landscape organisation and hydrological functioning: From hypotheses and observations to concepts, models and understanding	Hydrology and Earth System Sciences DOI: 10.5194/hess-25-5277-2021	2021	Jackisch C., Hassler S.K., Hohenbrink T.L., Blume Th., Laudon H., McMillan H., Saco P. and van Schaik L.	Paper
Estimates of tree root water uptake from soil moisture profile dynamics	Biogeosciences DOI: 10.5194/bg-17-5787-2020	2020	Jackisch, C., Knoblauch, S., Blume, T., Zehe, E. and Hassler, S.K.	Paper
Soil moisture and matric potential – an open field comparison of sensor systems	Earth System Science Data DOI: 10.5194/essd-12-683-2020	2020	Jackisch, C., Germer K., Graeff, T., et al. and Durner, W.	Paper
Energy states of soil water – a thermodynamic perspective on storage dynamics and the underlying controls	Hydrology and Earth System Sciences DOI: 10.5194/hess-2018-346	2019	Zehe, E., Loritz, R., Jackisch, C., Westhoff, M., Kleidon, A., Blume, T., Hassler, S. and Savenije, H.	Paper
How meaningful are plot scale observations and simulations of preferential flow for catchment models?	Vadose Zone Journal DOI: 10.2136/vzj2018.08.0146	2019	Glaser B., Jackisch C., Hopp L. and Klaus J.	Paper
On the dynamic nature of hydrological similarity	Hydrology and Earth System Sciences DOI: 10.5194/hess-22-3663-2018	2018	Loritz R., Gupta H., Jackisch C., Westhoff M., Kleidon A., Ehret U. and Zehe E.	Paper
Ecohydrological particle model based on representative domains	Hydrology and Earth System Sciences DOI: 10.5194/hess-22-3639-2018	2018	Jackisch C. and Zehe E.	Paper

Konferenzbeiträge

How Darcy-scale daemons lead theory developments for soil-water dynamics astray	EGU 2023, 10.5194/egusphere-egu23-12915	2023	Jackisch C. and Hohenbrink T.L.	Poster
DOC mobilisation from forest soils governed by intermittent hydrological connectivity of subsurface water pools	EGU 2023, 10.5194/egusphere-egu23-12766	2023	Adam S., Lau M. and Jackisch C.	Poster
Proposals How to Unify Structural Heterogeneity and Conceptual Scaling in Hydrologic Modelling	WS Improving the Theoretical Underpinnings of Hydrologic Models	2022	Jackisch C.	invitedKey-note
Developing an operational forecast system as byproduct of scientific research – an example for inland floods at the German North Sea coast	EGU 2022, 10.5194/egusphere-egu22-3185	2022	Lenz J, Jackisch C (presenting), Burkhard K, Schibalski A, and Schröder B	Poster
Initial non-uniform soil water redistribution as inherent hydrological process – from field experiments to model insights	EGU 2022, 10.5194/egusphere-egu22-12777	2022	Jackisch C and Allroggen N	Talk
Providing relevant uncertainty information to decision makers: Subjective post-processing of rigorous Bayesian uncertainty assessment of model projections	AGU2020	2020	Jackisch C., Schibalski A., Schröder B., Nowak W. and Guthke A.	virtual Display
How to inform decision making under uncertainty? Quantifying and evaluating different sources of uncertainty in environmental modelling	EGU2020	2020	Jackisch C., Schibalski A. and Schröder B.	virtual Display

Präzise Messungen im Labor und Feld

Unsere Forschungsgruppe bietet ein breites Spektrum an analytischen Leistungen in den Bereichen Bodenphysik, Bodenwasserdynamik, Stofftransport, Erosion und Landschaftsentwicklung. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage für Kooperationen oder Unterstützung bei der Suche nach Lösungen für die Herausforderungen im Anthropozän.

Feldexperimente

• • Bodenkundliche und bodenphysikalische Erhebungen und Probenahme
  • Beregnungsexperimente zur Identifikation zentraler Steuerungsgrößen/-elemente von Infiltration und Bodenerosion
  • Ökohydrologisches und hydropedologisches Monitoring von Systemzustandsdynamik (z.B. Bodenwasser, Matrixpotenzial, Wasserbilanzen)
  • Angewandte oberflächennahe Geophysik

Laboranalysen

• • Korngrößen/Textur, Lagerungsdichte und Kohlenstoffgehalt (basierend auf Siebung, Köhn-Apparat, Pario+, Helium-Pycnometer, SoliTOC Cube, multi EA 2000)
  • Vollständige Analyse der Bodenwasserretention und hydraulischer Charakteristika mit ungestörten Stechzylinderproben (gesättigte und teilgesättigte hydraulische Leitfähigkeit, Retentionskurven basierend auf KSAT, HYPROP2, WP4C, Drucktöpfen, Sandbox)
  • Experimentelle Erweiterung der Analyseinstrumente für spezifische Forschungsfragen
  • Konzentration Stabiler Isotope des Wassers (∂2H/∂18O in flüssigen und gasförmigen Proben basierend auf Picarro L2130-i)
  • Microerosionsexperimente (Wind und Water)
  • Laborlysimeter

Landschafts- und Datenanalysen

• • Felderhebungen und GIS-basierte Landschaftsanalyse
  • Erhebung und Management von Monitoringdaten, sowie Analyse der Eigenschaften der Zustandsdynamik

Laboraustattung

• • HYPROP 2 von METER
    Wasserretentionsfuktion und teilgesättigte hydraulische Leitfähigkeit +20 hPa bis -1.200/-2.400 hPa
  • WP4C von METER
    Wasserretentionsfuktion -1.000 hPa bis -3.000.000 hPa
  • KSAT von METER
    gesättigte hydraulische Leitfähigkeit
  • SoliTOC Cube von Elementar
    Kohlenstoffbestimmung in Böden u. org. Auflagehorizonten nach DIN 19539 oder EN 15936/ISO 10694
  • multi EA 2000 Analytik Jena
    TIC, TOC, S-Bestimmung in Feststoffen
  • Alpha II FT-mIR Spektrometer von Bruker
    Totale diffuse Reflexions midIR FT Spektroskopie für Bodenproben
  • Pario+ von METER
    Korngrößenverteilung, Bodenartbestimmung
  • KÖHN-Apparatur
    Korngröße, Bodenartbestimmung
  • Drucktöpfe u. Sandbox (pF 0 bis 4,7)
    Porengrößenverteilung, Hygroskopizität nach Mitscherlich
  • Helium-Pycnometer
    Feststoff-Dichtebestimmung
  • Trocken-Sandsiebung, Naßsiebung, Probenteiler Retzsch
    Bestimmung von Stoffeigenschaften
  • Probenvorbereitung mit Sieben, Mühlen und Trockenschränken
  • Säulenanlage (Unterdrucksäulenanlage, koppelbare Säulenanlage)
    Stoffaustausch, Sickerwasserprognose
  • Kapillarregner, Kleinstberegnungsanlagen
    Infiltration- und Bodenabtragsmessungen

Feldmesstechnik

• • Freiland-Messstationen für Bodenfeuchte und Matrixpotenzial sowie meteorologische Randbedingungen inkl. automatischer Datenaufzeichnung
    Problemangepasste Sensorik und Datenerfassung im Feld zur Ableitung und Analyse der Zustandsdynamik
  • Beregnungsanlagen zur Infiltrations- und/oder Bodenabtragsmessung
  • Haubeninfiltrometer
    Druckabhängige Infiltrationskapazität nahe Sättigung
  • Abflussmessungen und Pegelstandsmonitoring
    Mobile Messwehre, Wasserstandslogger, Nivus FlowStic ADC für Fließprofilmessungen in Fließgewässern bis 1,2 m Tiefe
  • Oberflächennahe (Time-lapse) Geoelektrik
    Åbem Terrameter mit 64 polarisierenden und nicht-polarisierenden Elektroden
  • Bodenbeprobungen mit Profilansprache
    Manuelles Bodenbeprobungsequipment und Rammkernsonde für problemangepasste Probenahme und Sondierung