Hydrological connectivity and water quality dynamics of drought-sensitive, beaver-influenced, intermittent stream networks and adjacent water bodies in a lowland catchment

Periodisch wasserführende Bäche in Agrarlandschaften werden zunehmend durch Dürre, unregelmäßige Niederschläge und Grundwasserveränderungen beeinträchtigt, was die hydrologische Vernetzung und Wasserqualität verändert. Diese Arbeit untersucht, wie Dürre, Landnutzung und naturbasierte Lösungen (NbS) zusammenwirken, um Nährstoffkreisläufe und die Resilienz von Ökosystemen zu regulieren. Mehrjährige Beobachtungen zeigen drei hydrologische Phasen – Vernetzung, vollständige Vernetzung und Trennung –, die jeweils mit einer spezifischen Dynamik gelöster Stoffe einhergehen. Dürre verlängert die Trennung und verstärkt redoxgetriebene Prozesse wie Denitrifikation, Phosphorfreisetzung und die Produktion von gelöstem organischem Kohlenstoff, während sie gleichzeitig die Vernetzung einschränkt. Biberdämme und Feuchtgebiete wirken als NbS, indem sie die Nitratentfernung, die Grundwasserneubildung und die hydrologische Resilienz verbessern, jedoch oft verbunden mit der Freisetzung von Kohlenstoff und Phosphor, was die Nährstoffkompromisse verdeutlicht. Der Stoffwechsel der Bäche wird ebenfalls durch die hydrologische Variabilität beeinflusst, wobei Dürre und Fragmentierung die Heterotrophie erhöhen und die Sauerstoffdynamik verändern. Insgesamt erweist sich die hydrologische Vernetzung als zentraler Faktor für die Wasserqualität und die Funktion des Ökosystems. Dies unterstreicht die Notwendigkeit integrierter, auf das gesamte Einzugsgebiet bezogener naturbasierter Lösungen, um landwirtschaftliche Fließgewässer unter den Bedingungen des Klimawandels zu erhalten.