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Detektion von Schwermetallkontaminationen in den Elbauen mittels Parametrisierung des spektralen Verhaltens der Vegetation
Christian Götze
Das Stipendium

Das Auenökosystem wird neben der Dynamik des Hochwassers, der Zufuhr von Nährstoffen sowie natürlichen Katastrophen auch durch die Nutzung des Menschen erheblich beeinflusst. Dabei zeigen insbesondere anthropogen angereicherte Schwermetalle ein brisantes Umweltproblem auf. Daher existiert nicht nur ein wissenschaftliches Interesse an Veränderungen des biologisch-ökologischen Zustandes, sondern auch ein gesellschaftliches Interesse im Sinne der Nutzung (Weiden- und Ackerflächen) und der Gesundheit (Transfer über die Nahrungskette). Es besteht nach den verstärkt auftretenden Extrem-Hochwässern an der Elbe (2002, 2006), in dem Schadstoffe mobilisiert und in die Auenböden eingetragen wurden, ein Handlungsbedarf zur Forschung (FRIESE et al. 2000).

Ziel der Forschungsarbeit ist es, mit Hilfe von spektrometrischen Feld- und Labormessungen den aktuellen Belastungszustand des Auenökosystems zu beurteilen. Dabei werden die ökotoxikologischen Effekte der Böden indirekt aus den spektralen Eigenschaften der Auenvegetation abgeleitet und Algorithmen zur Parametrisierung bzw. Trennung von Stressmerkmalen bei der Auenvegetation entwickelt. Mit verschiedenen Vegetationsindizes, Methoden zur Red-Edge-Position-Bestimmung sowie der Funktionsanalyse wird die Spektralkurve der Vegetation normiert, um das Potenzial der Methoden zur Detektion von Schwermetall-Stress an den Auenpflanzen zu untersuchen. Eine Validierung der daraus resultierenden Schadensklassifikation wird durch analytische Untersuchungen erfolgen. Mit der Bestimmung des Chlorophyll- und Schwermetallgehalts können Pflanzenparameter einerseits und Indikatoren der Bodengüte andererseits ermittelt werden, die für eine nachhaltige Nutzung und den Schutz der Böden dringend notwendig sind.

Es werden außerdem verschiedene hyperspektrale abbildende Spektrometer aus den Basismessungen simuliert. Dabei ist die Übertragbarkeit von den punkthaften spektrometrischen Messungen auf die Fernerkundungsdaten zur flächendeckenden Analyse belasteter bzw. kontaminierter Auenstandorte zu untersuchen. Weiterhin wird geprüft, ob die Fernerkundung für ökologische Fragestellungen operationell genutzt werden kann und damit ein Werkzeug zur Realisierung eines flächendeckenden Schutzes der biotischen und abiotischen Naturgüter ist.
Stipendiat/in: Christian Götze

Förderzeitraum:
01.01.2007 - 31.12.2009
Institut:
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Institut für Geographie
AG Geofernerkundung und Kartografie
Betreuer:
Prof. Dr. Cornelia Gläßer
Thema:
Detektion von Schwermetallkontaminationen in den Elbauen mittels Parametrisierung des spektralen Verhaltens der Vegetation

Derzeitiger Beschäftigungsort

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Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
von-Seckendorff-Platz 4
06120 Halle/Saale

Telefon:

0345/5526021

Fax:

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Persönliche Informationen

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Graseweg 2
06108 Halle/Saale

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0345/6857111

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