Wie verändert sich der Wasserhaushalt einer Landschaft, wenn sich deren Nutzung oder das Klimaverändern? Auf diese Frage gibt es ein neues Modell Antworten, das von Forschern des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) entwickelt worden ist. Mit Hilfe dieses Prognosewerkzeugs soll die Widerstandsfähigkeit der Landschaften gegen Extremereignisse wie Dürren oder Überflutungen gestärkt werden. Im Fachjournal "Hydrological Processes" haben die Wissenschaftler es vorgestellt.

Einflüsse der Vegetation präziser erfasst

Das neue mathematische Modell „EcH2o-iso“ ist nicht das erste Modell, das sich mit dem Wasserhaushalt von Landschaften befasst. Bisherige Simulationen haben die Vegetation in diesem Zusammenhang jedoch meist statisch betrachtet. Die IGB-Forscher berücksichtigen hingegen auch Langzeitdaten von direkten Vegetationsmaßen wie Biomasseproduktion und Transpiration. Das erhöht die Genauigkeit der Prognosen und verbessert die Übertragbarkeit auf unterschiedliche Landschaftstypen. „Bisher wurde die Art der Vegetation vor allem unter dem Aspekt betrachtet Bodenerosion zu verhindern“, erläutert IGB-Forscherin Dörthe Tetzlaff. Angesichts zunehmender Extremereignisse wie Dürren und Überflutungen gehe es aber vermehrt darum, mit welchen Pflanzen der Rückhalt oder Verlust von Wasser in der Landschaft gesteuert werden könne.

Erfolgreich in der Praxis erprobt

Mittels sogenannter konservativer Tracer – Stoffe, anhand derer Alter und Herkunft des Wasser bestimmt werden kann – haben die Wissenschaftler ihr Modell in der Praxis validiert. So ergaben die Feldstudien in einer Region um den Stechlinsee in Norddeutschland unter anderem, dass Grünlandnutzung die Neubildung von Grundwasser fördert. Im Buchenwald hingegen wird mehr Wasser durch Evapotranspiration – die Verdunstung von Wasser durch Pflanzen sowie von Boden- und Wasseroberflächen – an die Atmosphäre abgegeben.

Verlässliche Prognosen für kleine und große Räume

Die Ökologen betonen jedoch, dass diese Ergebnisse standortspezifisch und abhängig von den jeweiligen hydrologischen, biologischen, klimatischen und geographischen Bedingungen seien. Genau das allerdings könne ihr neues Modell berücksichtigen und dadurch sowohl lokale als auch großräumige Prognosen erstellen, wie sich Veränderungen dieser Parameter auf den Wasserhaushalt der betroffenen Landschaft auswirken dürften.

bl