Вадим Дудченко
Администратор портала

В периоды низких осадков-где и как распределяется ограниченная доступная вода и каковы возможности для улучшения удержания ее в почве и ландшафте? Доэрте Тецлафф и ее команда из Лейбниц-Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства (IGB) обнаружили, что растительность оказывает на это значительное влияние. Исследователи исследуют хранение, распределение и качество воды в ландшафте. Используя пример засухочувствительного Демницера Мюленфлисса в Бранденбурге, суб-водосборной зоне Шпрее, они количественно определили видимые и невидимые потоки воды во время и вскоре после засухи 2018 года.

Ежегодное количество осадков в Бранденбурге составляет 560 литров на квадратный метр. Это делает Бранденбург регионом с самым низким количеством осадков в Германии. В 2018 году на квадратный метр приходилось 390 литров воды, что примерно на 40 процентов меньше осадков, чем обычно.

Dried out stream bed in Demnitz, Germany.

Даже в "нормальных" климатических условиях около 90% осадков выбрасывается обратно в атмосферу и не попадает в подземные воды или реки. Уровень грунтовых вод в этом районе сегодня показывает, что снижение уровня воды из-за дефицита осадков с 2018 года не может быть возвращено к нормальным условиям между вегетационными сезонами.

Землепользование, имеющее решающее значение для управления водными ресурсами

Доэрте Тецлафф-научный сотрудник МГБ и профессор Экогидрологии Берлинского университета имени Гумбольдта. Она и ее команда исследовали, как различаются процессы испарения и подпитки грунтовых вод в различных почвах и землепользованиях.

"В связи с нынешним климатическим кризисом и растущими засухами нам нужно знать, сколько воды используют различные растения. Как исследователи, мы задаем себе вопрос: Можем ли мы применить устойчивое землепользование для контроля потребления воды и сделать целые ландшафты более устойчивыми к экстремальным климатическим условиям? Эти результаты являются основой для удовлетворения потребностей в производстве продуктов питания и водоснабжении", - говорит Доэрте Тетцлафф, объясняя мотивацию своей темы исследования.

Лесная почва суше Луговой

В Демницер-Мюленфлиссе группа исследовала два участка с типичным для этого региона землепользованием: смешанный лесной участок с песчаными почвами и зоной глубокого укоренения; и пастбищный участок с более суглинистыми почвами и более мелкой зоной укоренения. Лесная почва была гораздо суше, что объясняется особенностями почвы и растений.

Например, во время засухи верхний метр песчаной почвы в лесу содержал всего 37 литров на квадратный метр, а под пастбищами было целых 146 литров воды на квадратный метр. Кроны деревьев/лиственный полог леса защищали часть дождя, который испарялся непосредственно с листьев и никогда не достигал земли. Кроме того, песчаная лесная почва вызвала более быстрый поток воды через почву и уменьшила накопление воды. Дождевые осадки проникали глубже в почву, но поглощались деревьями в течение вегетационного периода, прежде чем достигали грунтовых вод.

Под пастбищем вода непрерывно пополняла запасы грунтовых вод. Почва могла хранить больше воды. Поскольку растения брали воду только из верхних слоев почвы, это приводило к "более старой" почвенной воде.

"Нам удалось показать, как плохо ландшафты Бранденбурга хранят осадки, ограничивая засухоустойчивость. Тип леса, который мы исследовали, типичен для Северо-Европейской равнины. Было грустно видеть, что даже естественный смешанный лес сильно страдает от засухи. Для экономически используемых лесов, в которых преобладают хвойные породы, ситуация еще хуже. На самом деле, смертность хвойных деревьев в Бранденбурге теперь очевидна", - говорит Лукас Кляйне, докторант команды Тетцлаффа.

"Посадочная вода" - как сельское хозяйство может воспользоваться результатами исследований

Исследователи работают совместно с сельскохозяйственным и лесным секторами, чтобы воплотить результаты своих исследований в жизнь. Одним из их самых важных партнеров является Бенедикт Бозель, владелец компании "Gut & Boesel". Агрохолдинг " Gut & Boesel "апробирует и разрабатывает многофункциональные концепции землепользования регенеративного сельского и лесного хозяйства и подтверждает наблюдения исследователей МГБ:" регенерация наших почв и здоровье почв-это величайшая и важнейшая задача нашего поколения. Для этого нам нужны инновационные решения в сельском и лесном хозяйстве, чтобы бороться с причинами наших проблем, а не просто лечить симптомы. Только так мы можем действовать в соответствии со сложностью экосистем. Мы пытаемся разработать эти решения, основываясь, в частности, на выводах команды профессора Тецлаффа".

"Мы видим, что после дальнейших сухих сезонов в 2019 году и до сих пор в 2020 году уровень грунтовых вод будет продолжать падать. Растительность до сих пор не смогла восстановиться из-за низких осадков в зимние месяцы. К сожалению, мы далеки от "нормальных" условий. Для повышения устойчивости экосистем Бранденбурга к засухам и другим климатическим изменениям необходимо принять меры, способствующие пополнению подземных вод и созданию почв, способных накапливать больше воды. Наши результаты подчеркивают центральную роль растительности в разработке таких стратегий", - резюмирует Доэрт Тецлафф.

Исходная информация:

Вода в ландшафте: голубая и зеленая вода исследователи различают так называемую голубую воду, которая заполняет озера, реки и водоносные горизонты и сразу же доступна для водоснабжения; и зеленую воду, которая находится под непосредственным влиянием растительности и возвращается в атмосферу через испарение и транспирацию после поглощения растениями. Доэрте Тецлафф и ее команда исследуют взаимодействие между синими и зелеными потоками воды. Они анализируют, что происходит в критической зоне и какое влияние оказывает растительность на общий водный режим.

Критическая зона-тонкая, динамичная и жизнеобеспечивающая оболочка Земли

Слой земли, простирающийся между пологом, почвой и грунтовыми водами, называется критической зоной. Долгое время это был "черный ящик"; в частности, роль растений в распределении воды игнорировалась, так как наука сосредоточилась на голубых потоках воды.

В этом исследовании исследователи исследовали потоки воды в критической зоне со стабильными изотопами в воде. Стабильные изотопы в воде могут быть использованы в качестве маркеров для определения путей течения, возраста и происхождения воды. Для всестороннего понимания важно не только абсолютное количество потоков воды в ландшафте, но и то, как долго вода хранится на месте и какие пути потока она принимает. Когда эта информация интегрируется с данными о динамике растительности, моделирование на основе трассировки может выявить некоторые из наиболее важных процессов в экогидрологической системе, например, где и с какой скоростью растения извлекают воду из почвы.

 



Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц