12.09.2019

Gezielte Bepflanzung gegen Dürre und Trockenheit

Der Wasserhaushalt einer Landschaft pendelt immer häufiger zwischen den Extremen Dürre und Überflutung. Wie der Boden mit den Extremen umgeht, kann aber durch die Bepflanzung gesteuert werden. Zusammen mit Kollegen aus Schottland und den USA haben Forschende vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) ein mathematisches Modell erarbeitet, das die komplexen Zusammenhänge zwischen Vegetation, Boden und Wasserhaushalt darstellen kann. Sie zeigen damit beispielsweise, dass in Buchenwäldern Wasser vermehrt zwischen dem Boden und der Vegetation zirkuliert und die Verdunstungsrate hoch ist, während Grasbedeckung die Grundwasserneubildung fördert. Mit dem entwickelten mathematischen Modell EcH2o-iso können die Forschenden konkret quantifizieren, wo, wie und wie lange Wasser in der Landschaft gespeichert und wieder abgegeben wird. Das Modell hilft damit, die Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf den Wasserhaushalt bei Klimaveränderungen besser zu prognostizieren. Insbesondere in dürreanfälligen Gebieten kann dieses Wissen helfen Strategien zu entwickeln, welche die Widerstandsfähigkeit der Landschaft gegen den Klimawandel erhöhen und Wasserressourcen schützen. „Bisher wurde die Art der Vegetation vor allem unter dem Aspekt betrachtet Bodenerosion zu verhindern. Angesichts zunehmender Extremereignisse wie Dürren und Überflutungen geht es aber vermehrt darum, mit welchen Pflanzen der Rückhalt oder Verlust von Wasser in der Landschaft gesteuert werden kann”, sagt Studienleiterin Dörthe Tetzlaff, IGB-Forscherin und Professorin für Ökohydrologie an der Humboldt-Universität zu Berlin. In einer Region um den Stechlinsee in Norddeutschland überprüften die Forschenden das Modell mithilfe von Feldstudien. Sie verglichen dabei Landflächen mit Laubwald und mit Grasbedeckung. Die Ergebnisse der Feldstudien zeigen unter anderem, dass Grünlandnutzung die Neubildung von Grundwasser fördert. Im Buchenwald wird hingegen mehr Wasser durch Evapotranspiration an die Atmosphäre abgegeben. Die Auswirkungen sind jedoch standortspezifisch und abhängig von den jeweiligen hydrologischen, biologischen, klimatischen und geographischen Bedingungen. Mithilfe des Modells EcH2o-iso können diese Unterschiede zukünftig berücksichtigt und sowohl ortsspezifische als auch großskalige Prognosemodelle erstellt werden. Detaillierte Informationen zu der Studie bietet der Fachartikel „Ecohydrological modelling with EcH2O-iso to quantify forest and grassland effects on water partioning and flux ages”, der in der Zeitschrift „Hydrological Processes” veröffentlicht wurde (doi.org/10.1002/hyp.13480).