In Zusammenarbeit mit: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
08.09.2021

Nasser Sommer – trockene Böden  

Boden Klimafolgen Klimawandel
Die Daten der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler decken sich mit allgemeinen Beobachtungen: Verdorrte Böden, Bachläufe, die nicht mehr fließen, Brunnen, die leer sind und geringere Ernteerträge sind gut erkennbare Zeichen dafür, dass die Wasserspeicherung nicht ausreicht, um die Grundwasserneubildung und die Pflanzenwasseraufnahme zu unterstützen. © Hauke Dämpfling | IGB
Die Daten der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler decken sich mit allgemeinen Beobachtungen: Verdorrte Böden, Bachläufe, die nicht mehr fließen, Brunnen, die leer sind und geringere Ernteerträge sind gut erkennbare Zeichen dafür, dass die Wasserspeicherung nicht ausreicht, um die Grundwasserneubildung und die Pflanzenwasseraufnahme zu unterstützen. © Hauke Dämpfling | IGB

Text: ANGELINA TITTMANN

Juli und August brachten Starkregen und mancherorts Überflutungen. Mehr als genug Niederschläge, um die letzten Trockenjahre auszugleichen, könnte man meinen. Doch so einfach ist es nicht: Am Beispiel eines Teileinzugsgebiets der Spree – einer dürreempfindlichen Region im Nordosten Deutschlands – zeigen IGB-Forschende, dass die Niederschläge in den letzten Wochen zwar höher als im langjährigen Mittel ausfielen, der Grundwasserspiegel und die Bodenfeuchte jedoch weiterhin unter dem normalen Niveau liegen.

Das Untersuchungsgebiet im Osten Brandenburgs leidet unter Trockenheit: Im Dürrejahr 2018 fiel im Vergleich zum langjährigen Mittel 30 Prozent weniger Niederschlag. In den beiden darauffolgenden, ebenfalls trockenen Jahren 2019 und 2020 waren es jeweils 10 bis 15 Prozent weniger. Und auch im aktuellen Jahr regnete es bis einschließlich Juni zu wenig. Doch wie wirken sich solche Trockenphasen auf die Wasserressourcen aus? Und wie viel Niederschlag wäre nötig, um den Mangel auszugleichen?

Um das beurteilen zu können, untersuchen IGB-Forschende, wie sich das Wasser in der Landschaft verteilt, wie es abfließt und wie viel davon gespeichert werden kann. Seit 2018 analysiert die Arbeitsgruppe um Hydrologin Dörthe Tetzlaff Bodenwasserproben aus einem etwa 66 km² großen grundwasserdominierten Tieflandeinzugsgebiets des Demnitzer Mühlenfließes, in dem es verschiedene Formen der Landnutzung gibt. Im Fokus haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor allem die Vegetationsphase – also jene Monate, in denen Pflanzen aktiv wachsen. Mithilfe von stabilen Wasserisotopen und Modellierungen quantifizieren sie die Grundwasserneubildung, die Oberflächenabflussbildung und die Verdunstungsraten von Böden und Vegetation und ermitteln so auch die Fließwege und das Alter des vorhandenen Wassers. So finden sie heraus, wieviel Wasser wo und wie lange in der Landschaft gespeichert wird.

Bis heute wirken sich die letzten Trockenjahre auf den Grundwasserspiegel und die Feuchte im Oberboden aus. Die Daten stammen aus dem Einzugsgebiet des Demnitzer Mühlenfließes, einem Teileinzugsgebiet der Spree, und zeigen die Abweichung im Vergleich zum langjährigen Mittel. © Aaron Smith | IGB
Bis heute wirken sich die letzten Trockenjahre auf den Grundwasserspiegel und die Feuchte im Oberboden aus. Die Daten stammen aus dem Einzugsgebiet des Demnitzer Mühlenfließes, einem Teileinzugsgebiet der Spree, und zeigen die Abweichung im Vergleich zum langjährigen Mittel. © Aaron Smith | IGB

Wie die Daten zeigen, geschieht die Grundwasserneubildung zeitversetzt. So erreichte der Grundwasserspiegel erst 2020 seinen tiefsten Wert nach dem Dürresommer 2018. Er lag mehr als 20 Prozent – das heißt 40 cm – unter dem normalen Grundwasserstand. Auch heute ist trotz der erhöhten Niederschläge der letzten Wochen, immer noch zu wenig Grundwasser vorhanden. Ähnlich ist es bei der Feuchte des Oberbodens: Die jüngsten Regenfälle haben nicht dazu geführt, dass die Böden genug Wasser aufnehmen konnten. Im Vergleich zum Mittel der letzten 13 Jahre fehlen etwa 15 Prozent.

„Wir bräuchten mindestens vier Jahre an durchschnittlichen Regenmengen, also in dieser Region etwa 600 mm pro Jahr, damit sich die Grundwasserspiegel auf Vor-Dürre-Niveau erholen könnten, und ein Jahr, um die Bodenwasserspeicher wieder aufzufüllen“, prognostiziert Dörthe Tetzlaff. Zunehmende Extremereignisse wie Dürren erfordern daher nachhaltige Landbewirtschaftungsstrategien, die der Wasserverfügbarkeit angepasst sind und die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel erhöhen.

Weiterführende Informationen:

Publikationen

Lukas Kleine; Doerthe Tetzlaff; Aaron Smith; Maren Dubbert; Chris Soulsby (2021):
Modelling ecohydrological feedbacks in forest and grassland plots under a prolonged drought anomaly in Central Europe 2018–2020. Hydrological Processes. – 35(2021)8, Art. e14325
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hyp.14325

Lukas Kleine; Doerthe Tetzlaff; Aaron Smith; Hailong Wang; Chris Soulsby (2020):
Using water stable isotopes to understand evaporation, moisture stress, and re-wetting in catchment forest and grassland soils of the summer drought of 2018. Hydrology and Earth System Sciences. – 24(2020)7, S. 3737-3752
https://hess.copernicus.org/articles/24/3737/2020/

Aaron Smith; Doerthe Tetzlaff; Lukas Kleine; Marco P. Maneta; Chris Soulsby (2020):
Isotope-aided modelling of ecohydrologic fluxes and water ages under mixed land use in Central Europe: the 2018 drought and its recovery. Hydrological Processes. – 34(2020)16, S. 3406-3425
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hyp.13838

Erschien zuerst im: Newsroom des IGB
Institution: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Ansprechpartner/in: Dörthe Tetzlaff & Lukas Kleine

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