Околна среда В случай на суша в ландшафта възниква борба за разпределение на водата
Пейзажите на Бранденбург все още страдат от последиците от сушата през 2018 г. Това показва проект в Demnitzer Mühlenfließ, при който изследователите от Берлин щателно проследяват пътя, по който водата преминава в земята.
9.02.2020 г. - 6:29 ч., Керстин Виринг
Берлин Дървета и храсти, които получават жълти листа през август. Земеделски производители, които отново имат лоша реколта поради липса на валежи. И почва, която се превръща в прах. Постоянната суша това лято създава образи, които бяха изключително необичайни за Германия само преди няколко десетилетия. Междувременно обаче сухите магии изглежда се увеличават - тенденция, която експертите наблюдават с тревога. Защото се страхуват, че водните цикли вече няма да функционират както преди. „Тогава може да се окаже, че предишната форма на земеделие и горско стопанство вече не е възможна“, предупреждава Дьорте Тецлаф от Института за сладководна екология и вътрешно рибарство (IGB) в Лайбниц в Берлин.
Изследователят оглавява работна група, която използва най-модерните научни методи за проследяване на пътуването на водата през ландшафта. "Искаме да знаем какво всъщност се случва, когато вали", обяснява тя. Само най-малката част от валежите се озовават в потоци, реки и езера. Значително повече се изпарява от всички възможни повърхности и по този начин отново достига атмосферата малко след душа. Друга част се просмуква в земята, където може да поеме по различни пътища. Един например води над корените в растенията и оттам през листата обратно във въздуха. Почвата обаче може първоначално да съхранява вода за по-дълъг период от време и по-късно да я изпрати към реките или подпочвените води.
Но колко вода поема по кой маршрут? Това е много важен въпрос, особено по време на суша. Защото тогава може да се окаже, че количествата, падащи от небето, не са достатъчни както за захранване на растенията, така и за попълване на запасите от подземни води и водни тела. В ландшафта има един вид борба за разпределение на водата. И кой ще го спечели зависи от сложното взаимодействие на почвата, растителността и земеползването.
Как да различаваме младите от по-старите води
„В Бранденбург можем да проучим тези процеси много добре“, казва Дьорте Тецлаф. Защото с годишни валежи от 560 литра на квадратен метър, държавата вече е най-сухата в Германия. А понякога ситуацията става още по-екстремна. Точно както през 2018 г., когато само 390 литра вода изсипваха всеки квадратен метър през цялата година. В Demnitzer Mühlenfließ, водосборен басейн на Шпрее на около 55 километра югоизточно от Берлин, екипът на IGB разследва последиците за смесена гора на песъчлива почва и за поляна върху глинеста почва.
За да направят това, изследователите са използвали не само дългосрочни данни за климата и оттока, но и свои собствени резултати от измерване на влагата в почвата, нивото и качеството на подпочвените води и изхода на водата от растенията. Анализът на стабилни изотопи на водород и кислород беше особено информативен. Това са форми на двата елемента с различно тегло, които естествено образуват и водни молекули с различно тегло. „Когато водата кондензира или се изпари, съотношението на тежките и леките варианти се променя“, обяснява Dörthe Tetzlaff.
Следователно историята на водата в ландшафта може да бъде възстановена от този изотопен пръстов отпечатък. Той разкрива например дали е „млада“ вода от последния дъжд или по-стара, която се е съхранявала в земята дълго време. От тази възраст може да се направи заключение дали дъждовната вода изобщо прониква в почвата, колко дълго се съхранява там и дали след това попада в растенията или в подпочвените води.
Синя вода, зелена вода
Под синя вода Експертите разбират, че част от валежите, които запълват езера, реки и подпочвени води и по този начин могат да се използват директно за водоснабдяване на хора и животни.
Там е и зелената вода, което е силно повлияно от растителността. Той се изпарява или от листа, или от други повърхности след порой. Или се абсорбира от растенията и се освобождава обратно в атмосферата чрез транспирация от листата.
В бъдеще Според изследователите на климата ще има повече горещи вълни и суши. Това трябва да доведе до по-голямо търсене на зелена вода, която ще дойде за сметка на синята. Следователно е вероятно да стане все по-трудно да се балансират водните нужди на селското и горското стопанство с образуването на нови подземни води и поддържането на функциите на екосистемите в реките и езерата. За да направите това, трябва да знаете как различните видове растения и земя влияят върху разпределението на водата.
През сушата 2018 г. по-голямата част от редките валежи на Demnitzer Mühlenfließ се изпариха директно или бяха погълнати от растенията и освободени отново чрез листата. Имаше обаче ясни разлики между двете тестови области, които са свързани с растителността и свойствата на почвата.
По този начин горският навес улавя по-голямата част от дъжда, преди дори да стигне до земята. По-голямата част от нея отново се изпарява директно от повърхността на листата. Останалата част от оскъдните валежи са се озовали върху пясъчен подпочвен слой, който трудно съхранява влагата. Въпреки че водата прониква дълбоко в това, тя има малък шанс да достигне подпочвените води през вегетационния период от пролетта до есента. Защото дълбоките корени на дъбове и други горски дървета го уловиха предварително. В резултат на тези особености горското дъно значително изсъхна, по време на сушата изследователите откриха само 37 литра вода на квадратен метър в горния метър.
Бяхме изненадани от тежестта на сушата. А също и на факта, че все още продължава.
Дьорте Тецлаф, Лайбниц институт за сладководна екология и вътрешно рибарство, Берлин
От друга страна, тревните площи бяха значително по-влажни със 146 литра на квадратен метър. Тук глинестата почва успява да съхранява повече влага, а тревите с плитки корени се снабдяват само от зоните близо до повърхността. Освен това стъблата отделят по-малко вода във въздуха, отколкото дърветата. Следователно, дори по време на суша, известно попълване се стича от тази област към подпочвените води. Независимо от това, пасищата са пострадали значително от екстремната суша.
Всъщност и двата пейзажа все още не са се възстановили от него. Почти средните валежи през 2019 г. също бяха недостатъчни за попълване на запасите от вода в почвата и резервоарите за подпочвени води и за регенериране на растителността. И сега следващата фаза на сушене вече е в ход. „Бяхме изненадани от тежестта на сушата“, казва Дьорте Тецлаф. "И също така за факта, че все още продължава."
Вярно е, че в миналото винаги е имало няколко сухи години подред поради естествени колебания на климата. Но след това бяха заменени от няколко влажни. „Можем само да се надяваме, че скоро отново ще изпитаме такъв период на влажност, при който валежите са над средното за няколко месеца или дори години“, казва изследователят на IGB. Никой обаче не знае дали старите правила за превключване между мокро и сухо ще продължат да се прилагат по време на климатични промени.
Надежда за дъждовни години
Ако сухата магия продължи, това не би било добра новина за пейзажите на Бранденбург. "Беше шокиращо да видим колко зле дори една естествена смесена гора страда от сушата", казва Лукас Клайн, докторант в екипа на Tetzlaff. „Ситуацията е още по-лоша за търговска гора с доминиращи иглолистни дървета.“ И според изследователите това трябва да се отнася не само за Бранденбург, но и за много други равнинни региони в Централна Европа, които имат подобни почви и сравнима геоложка история.
Но какво може да се направи, за да се направят пейзажите по-устойчиви на суша? Екипът на IGB се застъпва за мерки, които водят до повече презареждане на подпочвените води и по-добър капацитет за съхранение на почвата. Може да се започне например с обработката на почвата, подбора на отглежданите култури и гъстотата на дърветата, засадени за горско стопанство. „Ние решавахме какво искаме да засадим и след това осигурихме водата, от която се нуждаехме,“ казва Дьорте Тецлаф. В бъдеще с по-чести суши това вероятно вече няма да работи. „Първо трябва да знаем колко точно вода е на разположение. И тогава решете за коя земя е достатъчно това. "