Водный режим ландшафта все больше и больше переключается между крайностями засухи или наводнения. Тип растительности и землепользования играют важную роль в удержании воды и стоке. Вместе с учеными из Великобритании и США исследователи из Института экологии пресных вод и рыболовства во внутренних водах им. Лейбница (IGB) разработали математическую модель, которая может отражать сложные взаимодействия между режимами растительности, почвы и воды. Они показывают, например, что в буковых лесах вода все чаще циркулирует между почвой и растительностью, увеличивая испарение в атмосферу, а травяной покров способствует пополнению грунтовых вод.
С помощью разработанной модели EcH2o-iso исследователи могут количественно определить, где, как и как долго вода хранится и высвобождается в ландшафте. Модель помогает лучше прогнозировать влияние изменений в землепользовании на водный баланс при изменении климатических условий. В частности, в районах, подверженных засухе, эти знания могут помочь в разработке стратегий землепользования, повышающих устойчивость ландшафта к изменению климата и защищающих водные ресурсы. «До сих пор тип растительности рассматривался в первую очередь с точки зрения предотвращения эрозии почвы. Однако ввиду более частых экстремальных погодных явлений, таких как засухи и наводнения, все чаще возникает вопрос о том, какие растения можно выращивать для борьбы с эрозией. задержка или потеря воды в ландшафте», - говорит профессор Доэрте Тецлафф, руководитель исследования, руководитель исследовательской группы «Ландшафтная экогидрология» в IGB и профессор экогидрологии в Университете имени Гумбольдта в Берлине.
Предыдущие модели прогнозирования часто учитывали растительность как статический элемент. Таким образом, сложные взаимодействия между эвапотранспирацией - испарением воды растениями и почвой и водными поверхностями - и физиологическими процессами растений могли быть недостаточно поняты. Однако в этом исследовании также использовались долгосрочные данные прямых показателей вегетации (например, производство биомассы и транспирация). Это повышает надежность моделей и их переносимость. В полевых условиях модели тестировались с так называемыми консервативными трассерами. Это маркеры, которые можно использовать для определения возраста и происхождения воды. Это новый подход к оценке воздействия изменения климата на водный баланс.
В районе озера Штехлин на севере Германии исследователи проверили модель с помощью полевых исследований. Они сравнивали участки суши с лиственным лесом и травяным покровом. Результаты полевого исследования показывают, что использование пастбищ приводит к большему пополнению запасов грунтовых вод и что в буковых лесах больше воды возвращается в атмосферу за счет эвапотранспирации. Однако последствия зависят от конкретных мест и гидроклимата, биогеографии и ландшафтной экологии. Однако с помощью модели EcH2o-iso эти различия могут быть учтены в будущем и могут быть созданы как локальные, так и крупномасштабные прогностические модели.