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Professur für Bodenbiophysik: Stephan Peth verbindet Bodenphysik und Bodenökologie

Professur für Bodenbiophysik: Stephan Peth verbindet Bodenphysik und Bodenökologie

Am Institut für Bodenkunde besteht seit dem 1. März 2021 die Arbeitsgruppe Bodenbiophysik, für die Stephan Peth als neuer Professor an die Leibniz Universität Hannover berufen wurde.
Nach einem Vordiplom in Geologie-Paläontologie an der Universität Mainz studierte und forschte Herr Peth in Durban und Stellenbosch in Südafrika. Anschließend absolvierte er sein Diplom an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und promovierte dort 2004 im Fach Bodenkunde. 2010 habilitierte er, ebenfalls an der CAU, zum Thema „Architektur von Porenräumen in Böden und deren Bedeutung für mechanische und hydraulische Bodenprozesse“.
Spezialisiert hat er sich seitdem auf nicht-invasive Messverfahren, vor allem Röntgentomographie, und ihre Anwendung in der Bodenforschung. Mit quantitativen Bildanalysemethoden lassen sich sehr detailgetreu die komplexen 3D-Mikrostrukturen von Böden charakterisieren und mit Bodenfunktionen verknüpfen. Dieses ist vor allem für die porenskaligen Prozesse von Bedeutung, die man mit herkömmlichen Messverfahren nicht erfassen kann.
Vor dem Ruf an die Leibniz Universität Hannover hatte Herr Peth seit 2012 eine Professur für Bodenkunde mit dem Schwerpunkt Bodenphysik und -hydrologie an der Universität Kassel inne.

Themenübergreifende Forschung: Physikalische Eigenschaften verschiedener Bodenökosysteme

Die neue Arbeitsgruppe Bodenbiophysik befasst sich mit den Wechselwirkungen von physikalischen und biologischen Prozessen in Böden. Damit vereint sie die klassischen Disziplinen Bodenphysik und Bodenökologie zu einer neuen übergreifenden Fachrichtung: die Arbeitsgruppe setzt sich mit Wasser-, Stoff- und Energieflüssen in Bodenökosystemen sowie deren Bedeutung für ökologische Bodenfunktionen auseinander. Aktuell forscht seine Arbeitsgruppe u.a. zum Einfluss von Wurzeln auf die Mikrostruktur in der Rhizosphäre und wie diese die Wasser- und Nährstoffaufnahme steuern. Dabei spielen die verschiedenen Wechselwirkungsmechanismen zwischen Wurzel und Boden eine Rolle, wie die Ausscheidung von Mucigel oder die Veränderung der Porenräume auf Wasser-, Gas- und Stofftransporte, aber auch die mechanischen Prozesse beim Wurzelwachstum. Beispielsweise wird untersucht, welche mechanischen Energien Wurzeln aufbringen müssen, um in trockene und verfestigte Böden eindringen zu können und welche Strategien sie haben, diese mechanischen Widerstände zu überwinden. Ein weiterer Aspekt ist, wie Wurzeln ihr Umfeld nicht nur strukturell, sondern auch physikochemisch verändern und wie das den Lebensraum Boden (Habitat) für (Mikro-)Organismen prägt.

In Zukunft möchte die Arbeitsgruppe verschiedene bildgebende Verfahren zur korrelativen Analyse der räumlichen Heterogenität von Bodenstruktur und anderer Bodeneigenschaften auf unterschiedlichen Skalen kombinieren: Ziel ist es, mehr über die Zusammenhänge zwischen Bodenstruktur und daran geknüpfte Wechselwirkungen zwischen physikalischen und biologischen Prozessen zu lernen und deren Bedeutung für die Qualität und Resilienz von Böden gegenüber äußeren Stressfaktoren zu verstehen.

Von der Metropole bis zum Wald: Bodenschutz bei Landnutzung und Verstädterung

Neben den Wurzel-Boden-Interaktionen richtet sich die Forschung auch auf Fragen des Bodenschutzes und Bodenmanagements: Eine Forschungsgruppe untersucht bei der rapiden Urbanisierung am Beispiel der indischen Megacity Bangalore den Einfluss von Bodenmanagement auf die Bodenqualität und Wasserverfügbarkeit. Eine weitere Forschungsgruppe beschäftigt sich in Kooperation mit Professor Guggenberger mit der Stabilität und dem physikalischen Aufbau von Mikroaggregaten und deren Einfluss auf die Kohlenstoffdynamik in Böden.
Die Breite der Forschungsarbeiten spiegelt sich zudem in weiteren Themen, wie den Untersuchungen zu Auswirkungen von Waldarbeiten (z.B. Holzernte) auf die Stabilität und Störung von Böden in Rückegassen sowie zum Potenzial von regenerativen Bodenbewirtschaftungsverfahren für die Wasserspeicherung in Böden.

Die Naturwissenschaftliche Fakultät gratuliert zur Professur und wünscht Herrn Peth viel Erfolg für seine Aufgaben.