Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Dresden.

Viele seeinterne Maßnahmen zielen darauf, die Phytoplanktonentwicklung über die Verfügbarkeit von Phosphor (P) im Wasserkörper zu steuern. Die meisten Restaurierungsverfahren sollen über eine Erhöhung der P-Bruttosedimentation oder Verminderung der P-Rücklösung die P-Retention im Sediment beeinflussen. Daher sind Sedimentuntersuchungen zur Abschätzung der P-Retention und ihrer Veränderung unter dem Einfluss der erwogenen Maßnahmen eine wichtige Voraussetzung für die Auswahl des im konkreten Einzelfall am besten geeigneten Verfahrens. Eine durch Fragebögen und Literaturauswertung vorgenommene Analyse legt offen, dass die Sedimentuntersuchungen häufig nicht oder mit ungeeigneten Methoden erfolgten und die Therapieversuche daher in der Vergangenheit oft nicht die erwartete Wirkung hatten. Mit einer Kosten-Nutzen-Abschätzung wird gezeigt, dass sich Voruntersuchungen auch finanziell rechnen, obwohl sie aufwendig und teuer sind. Die Forschung der letzten Jahre hat das Prozessverständnis für die Kopplung der verschiedenen Kreisläufe und das Zusammenspiel von chemischen und biologischen Prozessen erheblich vervollständigt. Wegen der Komplexität ist es jedoch immer noch sehr schwierig, die Wirkung eines technischen Eingriffs genau vorherzusagen. Es werden Untersuchungsmethoden benötigt, die die beteiligten Prozesse und Zustandsgrößen mit ausreichender räumlicher und zeitlicher Auflösung erfassen. Besonders wichtige Größen für seeinterne Maßnahmen sind das P-Freisetzungspotential und die P-Freisetzungsrate. Verschiedene Bestimmungsmethoden für die beiden Größen werden in der Arbeit beschrieben, weiterentwickelt, gegenübergestellt, mit Beispielen veranschaulicht und im Bezug auf ihre Vor- und Nachteile diskutiert. Das P-Freisetzungspotential kann aus der Veränderung der Gesamtphosphorgehalte im Sedimenttiefenprofil, aus den P-Bindungsformen der oberen Sedimentschicht oder aus Desorptionsuntersuchungen mit Sediment der oberen Schicht abgeleitet werden. Die P-Freisetzungrate kann als Konzentrationsanstieg des Freiwassers in Säulenversuchen, in Flux-Kammern oder im Hypolimnion gemessen werden. Alternativ ist es möglich, sie aus dem Konzentrationsgradienten des gelösten Phosphors an der Sediment-Wasser-Grenze mit Filtration, Zentrifugation, Sensoren oder Dialysesammlern zu ermitteln. Ein spezielles Augenmerk wird auf die kleinräumige horizontale Heterogenität der P-Porenwasserkonzentrationen gelegt, da diese Variabilitäten zu fehlerhaften P-Freisetzungsraten führen können. Ein neues Probenahmegerät, ein zweidimensionaler Porenwassersammler, wurde entwickelt, um die P-Porenwasserkonzentrationen mit hoher horizontaler und vertikaler Auflösung messen zu können. Das neue Probenahmegerät erwies sich zur Klärung der Frage, wie viele unabhängige Messungen in einem konkreten Fall für zuverlässige Ergebnisse erforderlich sind, als geeignet. Der Einsatz des zweidimensionalen Porenwassersammlers identifizierte biologische Aktivität als Hauptursache räumlicher Variabilität. Ferner wurde deutlich, dass die räumliche Variabilität der P-Porenwasserkonzentrationen in flachen Gewässern größer als in tiefen Gewässern ist. Bei der Probenahmeplanung und Ergebnisauswertung sollte die räumliche Variabilität auf jeden Fall ausreichend berücksichtigt werden. An einem konkreten Anwendungsfall (Auensee) werden die vorgestellten Untersuchungsmethoden eingesetzt, um die Auswahl von Restaurierungsverfahren zu demonstrieren. Erst die kombinierte Interpretation von P-Freisetzungspotential und P-Freisetzungsrate erlaubt, die richtigen Schlussfolgerungen für das Untersuchungsgewässer zu ziehen. In einem weiteren Fallbeispiel (Süßer See) wird gezeigt, dass Nachuntersuchungen nicht nur zur Erfolgskontrolle notwendig sind, sondern auch um wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen. Im dargestellten Fall wird anhand von Laborversuchen und einer konzeptionellen Modellierung gezeigt, dass eine mit Neusediment überdeckte P-sorbierende Schicht auch bei noch vorhandener Sorptionskapazität keinen nennenswerten Einfluss auf die P-Konzentrationen im Wasserkörper hat. Die mit der vorliegenden Dissertation erfolge Zusammenschau und kritische Bewertung der Untersuchungsmethoden soll auch dazu dienen, die Lücke zwischen wissenschaftlichem Prozessverständnis und wasserwirtschaftlicher Praxis zu verkleinern. / Many internal restoration measures in lakes are directed to control of phytoplankton development by limiting the availability of phosphorus (P). Most such measures are aimed at changing P retention in sediment by increasing gross P sedimentation, or reducing P release (Chapter 2). Thus, pre- and post-restoration investigations of the lake sediment, including estimating the actual P retention and its predicted change caused by the considered measure, are an important means for choosing the most appropriate restoration technique and to determine whether restoration was successful. However, our questionnaires and literature study reveal that, in the past, pre-restoration investigations were frequently either omitted or inadequate. Consequently, effectiveness of lake restorations was often low. In contrast, appropriate pre-restoration investigations, increase the prospect of success. Our cost-benefit estimation proves that pre-restoration investigations, though expensive, reduce costs of lake restorations and increase the cost-benefit relationship (Appendix 1). Last years research has improved the knowledge of the complex coupling of the chemical cycles involved, and of the chemical and biological processes in the lake ecosystem. However, it is still difficult to estimate the effects of a technical measure, because we lack investigation methods that record the involved processes with the necessary temporal and spatial resolution. To evaluate internal measures, the P release potential and the P release rate are necessary. In this dissertation, the methods to determine the P release potential and the P release rate are developed, described, exemplified, compared, and their advantages and disadvantages are discussed. The P release potential can be derived from the change of total phosphorus in the sediment depth profile, from P binding forms, or from P desorption experiments in laboratory (Chapter 3). The P release rate can be measured in the water column as increase of phosphorus in core experiments, in flux chambers, or in the hypolimnion of stratified lakes. Alternatively, the P release rate can be determined from P concentration gradients at the sediment-water interface with filtration, centrifugation, microsensors, or dialysis samplers (Chapter 4). Special attention of this dissertation is focussed on pore water inheterogeneity because in might result in incorrect P release rates. A new device, a two-dimensional pore water sampler, was developed to measure pore water P concentrations with high horizontal and vertical resolution. The new device is shown to be applicable to particular lakes to determine how many independent measurements are necessary to get reliable results. Our use of the two-dimensional pore water sampler determined biological activity as the main cause of the spatial heterogeneity of pore water P concentrations and revealed that the spatial variability is larger in shallow lakes than in deep lakes. The variability should be taken into account when planning a sampling program or evaluating results (Appendix 2). The proposed sediment investigation methods to determine the P release potential and the P release rate are used at Lake Auensee to demonstrate their use for choosing the most appropriate restoration technique. The case study of Lake Auensee points out that only a combined interpretation of P release potential and P release rate leads to the correct conclusion (Appendix 3). Post-restoration investigations are necessary to check whether a restoration was successful or not, and to gain scientific insight. A study of Lake Süsser See is used as an example for post-restoration investigations of the sediment. Core experiments and a conceptual model are used to show that a buried layer, even with P sorption capacity, has no impact on the P release (Appendix 4). Furthermore, the surveys and critical evaluations contained in this dissertation should decrease the gap between scientific understanding of processes in a lake and practical water management.

In der vorliegenden Arbeit wurde das Wachstum von Bergahorn und Buche mit dendroökologischen Methoden untersucht. Dies geschah vor dem Hintergrund der Ausbreitung des Bergahorns und der Eutrophierung der Landschaft. Die daran anknüpfende Fragestellung ist: Begünstigt Eutrophierung den Bergahorn? Die Untersuchung fand in einem Waldstück in Mecklenburg-Vorpommern statt. Dabei wurden von 42 Bergahornen und 38 Buchen Bohrkerne für die Vermessung der Jahrringe genommen. Weiterhin wurde neben jedem beprobten Baum das C/N-Verhältnis des Oberbodens bestimmt (n=80). Die Auswertung der Daten erfolgte durch drei Ansätze: 1.) Der Einfluss einer Hähnchenmastanlage auf beide Baumarten wurde untersucht. 2.) Die Beziehung zwischen dem C/N-Verhältnis des Bodens und dem Wachstum der Bäume wurde verglichen. 3.) Auf unterschiedlichen Standorten (C/N-Verhältnis) wurde die Abhängigkeit des Wachstums der Bäume vom Klima untersucht. Dabei wurde die Reaktion der beiden Arten auf das Klima verglichen. Die deutlichsten Ergebnisse wurden durch den zweiten Ansatz erzielt. Das C/N-Verhältnis des oberen Bodens lag zwischen 12,4 und 17,4. In diesem Bereich wurde eine positive Korrelation zwischen dem C/N-Verhältnis des Bodens und dem Wachstum der Bäume festgestellt. Die Ergebnisse deuten auf eine Schädigung der beiden Arten durch Stickstoff hin, welche beim Bergahorn (R² = 0,30) stärker als bei der Buche (R² = 0,18) ausgeprägt ist. Daraus folgt, dass der Bergahorn durch die Eutrophierung geschwächt wird. Ein Einfluss der Mastanlage auf das Wachstum der Bäume wurde nicht festgestellt. Auf das Klima reagierten beiden Arten ähnlich. Es bestand ein positiver Zusammenhang zwischen dem Niederschlag und dem Wachstum der Bäume. Der Einfluss des Standorts auf die Klimareaktion der Bäume war uneindeutig. / Within this thesis the growth of sycamore (Acer pseudoplatanus L.) and beech (Fagus sylvatica L.) was investigated by applying dendroecological methods. The overall idea derived from the distribution of sycamore and the eutrophication of the environment leading to the question whether eutrophication promotes the spread of sycamore. The investigated forest was located in Mecklenburg-Vorpommern. To inspect the annual rings of the trees 42 samples were taken off the trunk of sycamore while 38 samples were gathered from beech. Apart from that the ratio of carbon and nitrogen within the topsoil of every single tree was analysed (n=80). The evaluation of the data employed three approaches. 1.) The impact of a poultry farm on both species was investigated. 2.) The relation of the C/N-ratio of the soil was compared to the growth of the trees. 3.) The connection between the growth of the trees and the climate was examined for the various sites (in terms of the C/N-ratio). Thereby the response of the species onto the climate was compared. The most precise results were achieved within the second approach. Values for the C/N-ratio of the upper soil lay between 12.4 and 17.4. A positive correlation between the C/N-ratio of the soil and the growth of the trees was discovered within this range. The results suggest an adverse effect to both of the species. This effect is more intense regarding sycamore (R² = 0,30) compared to beech (R² = 0,18). It can therefore be concluded that sycamore is weakened by eutrophication. An effect of the poultry farm on the species was not observed. Both species responded similarly regarding climate parameters. A positive relation between precipitation and growth of the trees was found. The impact of the location on the climate reaction of the trees was ambiguous.

In der vorliegenden Arbeit wurde das Wachstum von Bergahorn und Buche mit dendroökologischen Methoden untersucht. Dies geschah vor dem Hintergrund der Ausbreitung des Bergahorns und der Eutrophierung der Landschaft. Die daran anknüpfende Fragestellung ist: Begünstigt Eutrophierung den Bergahorn? Die Untersuchung fand in einem Waldstück in Mecklenburg-Vorpommern statt. Dabei wurden von 42 Bergahornen und 38 Buchen Bohrkerne für die Vermessung der Jahrringe genommen. Weiterhin wurde neben jedem beprobten Baum das C/N-Verhältnis des Oberbodens bestimmt (n=80). Die Auswertung der Daten erfolgte durch drei Ansätze: 1.) Der Einfluss einer Hähnchenmastanlage auf beide Baumarten wurde untersucht. 2.) Die Beziehung zwischen dem C/N-Verhältnis des Bodens und dem Wachstum der Bäume wurde verglichen. 3.) Auf unterschiedlichen Standorten (C/N-Verhältnis) wurde die Abhängigkeit des Wachstums der Bäume vom Klima untersucht. Dabei wurde die Reaktion der beiden Arten auf das Klima verglichen. Die deutlichsten Ergebnisse wurden durch den zweiten Ansatz erzielt. Das C/N-Verhältnis des oberen Bodens lag zwischen 12,4 und 17,4. In diesem Bereich wurde eine positive Korrelation zwischen dem C/N-Verhältnis des Bodens und dem Wachstum der Bäume festgestellt. Die Ergebnisse deuten auf eine Schädigung der beiden Arten durch Stickstoff hin, welche beim Bergahorn (R² = 0,30) stärker als bei der Buche (R² = 0,18) ausgeprägt ist. Daraus folgt, dass der Bergahorn durch die Eutrophierung geschwächt wird. Ein Einfluss der Mastanlage auf das Wachstum der Bäume wurde nicht festgestellt. Auf das Klima reagierten beiden Arten ähnlich. Es bestand ein positiver Zusammenhang zwischen dem Niederschlag und dem Wachstum der Bäume. Der Einfluss des Standorts auf die Klimareaktion der Bäume war uneindeutig. / Within this thesis the growth of sycamore (Acer pseudoplatanus L.) and beech (Fagus sylvatica L.) was investigated by applying dendroecological methods. The overall idea derived from the distribution of sycamore and the eutrophication of the environment leading to the question whether eutrophication promotes the spread of sycamore. The investigated forest was located in Mecklenburg-Vorpommern. To inspect the annual rings of the trees 42 samples were taken off the trunk of sycamore while 38 samples were gathered from beech. Apart from that the ratio of carbon and nitrogen within the topsoil of every single tree was analysed (n=80). The evaluation of the data employed three approaches. 1.) The impact of a poultry farm on both species was investigated. 2.) The relation of the C/N-ratio of the soil was compared to the growth of the trees. 3.) The connection between the growth of the trees and the climate was examined for the various sites (in terms of the C/N-ratio). Thereby the response of the species onto the climate was compared. The most precise results were achieved within the second approach. Values for the C/N-ratio of the upper soil lay between 12.4 and 17.4. A positive correlation between the C/N-ratio of the soil and the growth of the trees was discovered within this range. The results suggest an adverse effect to both of the species. This effect is more intense regarding sycamore (R² = 0,30) compared to beech (R² = 0,18). It can therefore be concluded that sycamore is weakened by eutrophication. An effect of the poultry farm on the species was not observed. Both species responded similarly regarding climate parameters. A positive relation between precipitation and growth of the trees was found. The impact of the location on the climate reaction of the trees was ambiguous.

Eutrophication in aquaculture ponds is one of the major issues related to both the environment and the health of consumers. This study has selected and conducted a water-quality survey of nine freshwater aquaculture ponds in Ho Chi Minh City. The empirical results showed that these ponds were seriously polluted with COD and BOD5 whose values did not meet the B2 column of the Vietnamese National Technical Regulation on Surface Water Quality (QCVN 08-MT:2015/BTNMT). On the other hand, most N-NH4+ and N-NO2- concentrations in the ponds met the threshold value of B2 column. The values of the chlorophyll-a are greater than 10 μg/L, indicating that investigated ponds are in a state of eutrophication. In addition, the results of the TSI calculations showed that most of the sites that are in hypereutrophication state and phosphorus is identified as the eutrophication limit factor in these sites. / Phú dưỡng hóa nguồn nước nuôi trồng thủy sản là một trong các vấn đề lớn liên quan đến cả môi trường và sức khỏe người tiêu dùng. Nghiên cứu này đã lựa chọn và tiến hành khảo sát chất lượng nước của chín ao hồ nuôi thủy sản trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả phân tích cho thấy các ao hồ trên bị ô nhiễm hữu cơ nặng với thông số COD và BOD5 đều không đạt chuẩn B2 theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT). Về mặt ô nhiễm các chất dinh dưỡng, nồng độ N-NH4+ và N-NO2- đa số chỉ thỏa mãn loại B2, thậm chí vượt ngưỡng quy định của cột B2. Các giá trị của thông số chlorophyll-a đều lớn hơn 10 μg/L, chứng tỏ các ao hồ khảo sát đều đang trong tình trạng phú dưỡng. Thêm vào đó, kết quả tính toán chỉ số TSI cho thấy hầu hết các vị trí nghiên cứu đang ở trạng thái siêu phú dưỡng và photpho được xác định là yếu tố giới hạn sự phú dưỡng của các vị trí khảo sát nêu trên.

Das litorale Makrozoobenthos ist eine bedeutende biotische Komponente in Seen und trägt substantiell zur Biodiversität und Funktion von Seeökosystemen bei. Allerdings unterliegt das Litoral zunehmenden anthropogenen Nutzungen, deren ökologische Auswirkungen jedoch kaum quantifiziert wurden. In dieser Doktorarbeit wurde untersucht, welche Bedeutung maßgebliche Umweltfaktoren auf die Zusammensetzung des litoralen Makrozoobenthos haben, und wie sich anthropogene Nutzungen auf die Zusammensetzung und Funktion des Makrozoobenthos auswirken. Die Zusammensetzung des Makrozoobenthos wurde durch die Uferstruktur, Trophie und das hydrodynamische Regime bestimmt. Die faunistische Ähnlichkeit zwischen Habitaten war jedoch signifikant geringer als zwischen Trophiestufen, so dass die Uferstruktur, und nicht die Trophie, einen größeren Einfluss auf das Makrozoobenthos hat. Strukturelle Degradation führte zu einer Reduktion der Habitatheterogenität, was eine signifikante Verringerung der Diversität und eine signifikant veränderte Artenzusammensetzung verursachte. Infolgedessen war die Komplexität der Makrozoobenthos-Nahrungsnetze an degradierten Ufern signifikant geringer als an natürlichen Ufern. Erhöhte Wasserstandsschwankungen führten zum Ausfall von Wurzelhabitaten und der damit assoziierten Makrozoobenthos-Gemeinschaft. Schiffsinduzierter Wellenschlag führte zur Verdriftung des Makrozoobenthos von ihren Habitaten bereits bei geringen Sohlschubspannungen. Die Effekte von Wasserstandsschwankungen und schiffsinduziertem Wellenschlag wurden jedoch durch Habitate mit hoher struktureller Komplexität verringert. Mit dieser Doktorarbeit konnte ich ein mechanistisches Verständnis darüber erarbeiten, wie anthropogene Nutzungen die Wirkungsbeziehungen zwischen Umweltfaktoren und Artengemeinschaften verändern und welche ökologischen Auswirkungen dies hat. Diese Kenntnisse können als wissenschaftliche Basis zur Bewertung von anthropogenen Beeinträchtigungen des Litorals dienen. / Littoral macroinvertebrates are an important biotic component of lakes by contributing substantially to the biodiversity and functioning of lake ecosystems. Humans alter the littoral and riparian areas for various purposes, but the resulting ecological impacts on littoral macroinvertebrates have not been quantified. In this thesis, I investigated the significance of key environmental factors for littoral macroinvertebrate communities and how human alterations of these environmental factors impact the structure and function of macroinvertebrate communities. Macroinvertebrate community composition was significantly related to littoral structure, trophic state and the hydrodynamic regime. The significantly higher compositional dissimilarities among habitats than among trophic state suggested that littoral structure was the more important driver of community composition. Structural degradation caused a significant reduction of habitat heterogeneity and resulted in a significant reduction of species diversity and a significant altered community composition. This caused a significant reduction of macroinvertebrate food web complexity and substantial alterations of the trophic base of the food webs. Climate-change induced water level fluctuations resulted in the loss of root habitats and the specific community associated with this habitat. Ship-induced waves had substantial direct effects, since macroinvertebrates were detached from their habitats by waves even at moderate shear stress levels. However, the impacts of water level fluctuations and ship-induced waves were mitigated by the presence of habitats with high structural complexities. This thesis provided a mechanistic understanding of how human activities alter relationships between environmental factors and biotic communities. This knowledge can be used to develop scientifically sound approaches to assess the persistent human impacts on lake ecosystems.

Die Arbeit besteht aus mehreren Studien zur Quantifizierung des Grundwasserstroms in Seen (Exfiltration; engl.: lacustrine groundwater discharge, LGD) und damit verbundener Nährstoffeinträge. In zwei einleitenden Kapiteln dieser Arbeit werden eine Gründe für die Vernachlässigung der Grundwasserexfiltration (LGD) in Seen und der daran gekoppelten Nährstoffeinträge identifiziert. Diese Literaturstudien fassen den aktuellen Kenntnisstand zum Einfluss des Grundwassers auf die Hydrologie von Seen und ihre Nährstoffhaushalte zusammen. Den Kern der vorliegenden Arbeit bilden zwei empirische Studien, die sich mit der Quantifizierung der grundwasserbürtigen Phosphor (P)-Fracht in den Arendsee in Deutschland befassen. Das Gesamtvolumen des Grundwasserzustroms wird basierend auf der Grundwasserneubildung im Einzugsgebiet des Sees ermittelt. Lokale Muster der Grundwasserexfiltration werden anhand von Temperaturtiefenprofilen des Seesediments bestimmt. Eine Kombination der Ergebnisse ermöglicht es, die quantitativen Daten mit lokalen Informationen zu unterstützen. Die Untersuchung der Grundwasserqualität zeigt, dass die P-Konzentrationen im Grundwasser im besiedelten Bereich teilweise stark erhöht sind. Als Konsequenz daraus haben die grundwasserbürtigen P-Frachten einen Anteil von mehr als 50% an der gesamten externen P-Last des Arendsees. Das Grundwasser ist damit eine maßgebliche Ursache für die Eutrophierung des Gewässers. Drei weitere Studien widmen sich der Entwicklung und Optimierung von Ansätzen zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der Grundwasserexfiltration in Seen. Die kritische Auseinandersetzung mit den Ergebnissen der Studien zeigt die Notwendigkeit weiterer Forschung zur Verbesserung und Standardisierung der Methoden zur Bestimmung von LGD und damit verbundenen Stofftransporten auf. Der Fall des Arendsees sollte alle, Wissenschaftler und Praktiker, dazu motivieren, das Grundwasser als relevante Eutrophierungsquelle in Betracht zu ziehen. / The present work is a collection of studies on lacustrine groundwater discharge (LGD) and groundwater-borne phosphorus (P) loads. For a number of reasons, groundwater exfiltration (i.e., LGD) is often not considered in water and nutrient budgets of lakes. This is also and especially true for P which was often regarded to be immobile in groundwater until recently. Two chapters review the scientific literature regarding the impacts of groundwater on hydrology and nutrient budgets of lakes, respectively. They present mechanisms and processes of LGD as well as techniques and methods to measure LGD and related nutrient transports. Moreover, numbers of LGD volumes and loads reported in literature are presented. The core of the present work is represented by two case studies dealing with the quantification of P loads from LGD to a lake in Germany. A combination of different methods is applied to overcome the problem of quantitative large scale LGD determination without losing local spatial information. P concentrations in groundwater and LGD are investigated by detailed spatial water sampling. The results reveal that P is actually present in concentrations far above natural background concentrations in the urban groundwater. LGD-derived P loads account for more than 50% of the overall external P loads to the lake and by that contribute significantly to lake eutrophication. Three further studies are devoted to the development and improvement of approaches to determine LGD. Critical reviews of the above mentioned studies reveal the need for further research in order to standardize and improve methods for LGD and mass load determination. It is found that the appropriate method for LGD determination depends on the spatial scale of interest. The identification of P introduced by LGD as a main driver of lake eutrophication is an important finding which should encourage scientists, policy makers, and lake managers to consider groundwater as a relevant P source for lakes.

Diffuse Phosphor (P)-Austräge aus der Landwirtschaft tragen zur Gewässereutrophierung bei. Der Phosphorsättigungsgrad (DPS) ist ein etablierter Parameter, um das P-Austragsrisiko aus Böden zu erfassen. Ein bodentypunabhängiger Ansatz, der die Abschätzung des DPS durch eine einfache Standardmethode wasserlöslichen P (WSP) ermöglicht (WSP-DPS-Ansatz), wurde an europäischen Böden entwickelt. In der Dissertation wurde dieser Ansatz erstmalig: i) an tropischen Böden getestet und ii) dazu verwendet P-Austragsrisiken von Boden-P-Monitoringdaten und von landwirtschaftlichen Institutionen empfohlenen P-Gehalten abzuleiten. Neben dem DPS wurde der Einfluss der in Brasilien gängigen anorganischen Oberflächendüngung auf das Austragsrisiko mittels Laboranalysen und Feldstudien erfasst. Die Bodentypunabhängigkeit des WSP-DPS-Ansatzes wurde für Böden Brasiliens bestätigt. Infrarotspektroskopische Analysen lieferten eine Erklärung für relativ niedrige gelöste P-Konzentrationen im Oberflächenabfluss von Oxisols. Pedotransferfunktionen zwischen WSP und Methoden, die in Brasilien und Deutschland zur Abschätzung pflanzenverfügbaren P verwendet werden, ermöglichten die Berechnung von DPS-Werten aus Monitoringdaten. Erste DPS-Karten zeigten relative geringe Austragsrisiken für das Untersuchungsgebiet in Brasilien und hohe Risiken für Deutschland, die teilweise durch unterschiedliche empfohlene Boden-P-Gehalte erklärbar waren. Um mit einer einfachen und kosteneffizienten Methode sowohl die landwirtschaftliche Produktion als auch den Gewässerschutz zu berücksichtigen, wurden die Wasser- und CaCl2-Methode zur Abschätzung von pflanzenverfügbarem P mit dem WSP-DPS-Ansatz kombiniert. Dieser Ansatz könnte helfen die Herausforderungen zu lösen mit denen die Menschheit in den nächsten Jahrzehnten bezüglich P in der Landwirtschaft konfrontiert sein wird: Einer effizienten Nutzung der limitierten Ressource P und dem Schutz der Gewässer vor diffusen P-Einträgen. / Diffuse phosphorus (P) losses from agriculture contribute to the eutrophication of surface waters. The degree of P saturation (DPS) is an established parameter for assessing the risk of P loss from agricultural soils. A soil type-independent approach for estimating the DPS by a simple standard method of water-soluble phosphorus (WSP; the WSP-DPS approach) was developed on European soils. In the thesis, the WSP-DPS approach was for the first time: i) tested on tropical soils and ii) used to derive P loss risks from soil P monitoring data and from recommended soil P levels by agricultural institutions. In addition to DPS, laboratory analyses and field studies were combined to assess the risk of P loss associated with the superficial application of inorganic fertilizer, which is commonly used in Brazil. The soil type-independency of the WSP-DPS approach was confirmed for soils of Brazil. Infrared spectroscopic analyses provided an explanation for the relatively low dissolved P concentrations in the surface runoff of Oxisols. Pedotransfer functions were determined between WSP and methods used to estimate plant-available P in Brazil and Germany and allowed for the transformation of soil P monitoring data into DPS values. The first DPS maps revealed relatively low P loss risks for the investigation area in Brazil and high risks for Germany. This difference was partly explainable by the recommended soil P levels in the two countries. To consider both agricultural production and the protection of surface waters in soil P management with a simple and cost-effective method, the soil test methods of using water and CaCl2 to estimate plant-available P and the WSP-DPS approach were combined. This approach could help to solve the challenges humanity faces regarding P in agriculture in the coming decades: An efficient use of the limited resource P and the protection of surface waters from diffuse P losses.