Het waterregime van een landschap pendelt meer en meer tussen de extremen droogte of overstromingen. Het type vegetatie en het landgebruik spelen een belangrijke rol bij het vasthouden en afvoeren van water. Samen met wetenschappers uit het VK en de VS, onderzoekers van het Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) hebben een wiskundig model ontwikkeld dat de complexe wisselwerking tussen vegetatie, bodem- en waterregimes. Ze laten zien, bijvoorbeeld, dat in beukenbossen het water steeds meer tussen bodem en vegetatie wordt gecirculeerd om de verdamping naar de atmosfeer te vergroten, terwijl grasbedekking het aanvullen van het grondwater bevordert.

Met het ontwikkelde model EcH2o-iso kunnen de onderzoekers kwantificeren waar, hoe en hoe lang water wordt opgeslagen en vrijgelaten in het landschap. Het model helpt om de effecten van veranderingen in landgebruik op de waterhuishouding onder veranderende klimatologische omstandigheden beter te voorspellen. Vooral in droogtegevoelige gebieden deze kennis kan helpen bij het ontwikkelen van landgebruikstrategieën die de weerstand van het landschap tegen klimaatverandering vergroten en de watervoorraden beschermen. "Tot dusver, het type vegetatie is in de eerste plaats overwogen om bodemerosie te voorkomen. Gezien de frequentere extreme weersomstandigheden zoals droogtes en overstromingen, echter, het is steeds meer de vraag welke planten kunnen worden gekweekt om het vasthouden of verliezen van water in het landschap te beheersen, " zegt prof. Dörthe Tetzlaff, hoofd van de studie, leider van de onderzoeksgroep "Landscape Ecohydrology" bij IGB en professor in Ecohydrology aan de Humboldt Universität zu Berlin.

Eerdere voorspellingsmodellen leggen vegetatie vaak vast als een statisch element. Dus, de complexe interacties tussen verdamping - de verdamping van water door planten en van bodem en wateroppervlakken - en de fysiologische processen van planten konden alleen onvoldoende worden begrepen. In dit onderzoek, echter, Er werden ook langetermijngegevens van directe vegetatiemaatregelen gebruikt (bijvoorbeeld biomassaproductie en transpiratie). Dit verbetert de betrouwbaarheid van de modellen en hun overdraagbaarheid. In het veld, de modellen zijn getest met zogenaamde conservatieve tracers. Dit zijn markeringen waarmee de ouderdom en herkomst van het water kan worden bepaald. Dit is een nieuwe benadering om de effecten van klimaatverandering op de waterhuishouding te beoordelen.

In een regio rond het Stechlinmeer in Noord-Duitsland, de onderzoekers valideerden het model met behulp van veldstudies. Ze vergeleken landgebieden met loofbos en grasbedekking. De resultaten van het veldonderzoek laten zien dat graslandgebruik leidt tot meer grondwateraanvulling en dat in beukenbossen meer water door verdamping wordt teruggevoerd naar de atmosfeer. Echter, de effecten zijn locatiespecifiek en afhankelijk van het respectievelijke hydroklimaat, biogeografie en landschapsecologie. Met behulp van het EcH2o-iso-model, echter, met deze verschillen kan in de toekomst rekening worden gehouden en kunnen zowel lokale als grootschalige voorspellingsmodellen worden gecreëerd.