Hittegolven, droogte, overstromingen, bosbranden:de gevolgen van klimaatverandering nemen toe en veranderen onze omgeving. Een goed voorbeeld is het landschap in het stroomgebied van het Rappbode-stuwmeer in de oostelijke Harz. Dit is het grootste drinkwaterreservoir van Duitsland en levert drinkwater aan ongeveer 1 miljoen mensen.

Lange periodes van droogte in de jaren 2015 tot 2020 hebben de boompopulatie in de Harz zo sterk verzwakt dat parasieten zoals schorskevers zich hebben kunnen voortplanten. Dit verergerde het effect nog verder:de bomen raakten verder beschadigd en stierven snel af.

"In de afgelopen vier jaar heeft het stroomgebied van de Rappbode, dat wordt gekenmerkt door naaldbomen, voornamelijk sparren, meer dan 50 procent van zijn bos verloren", zegt UFZ-hydroloog en laatste auteur prof. Michael Rode. "Deze massale bossterfte vordert snel en is dramatisch. Dit zal gevolgen hebben voor het drinkwaterreservoir."

Bossen spelen een sleutelrol in de waterkringloop. Ze filteren het water en binden voedingsstoffen en zijn daarom noodzakelijk voor een goede waterkwaliteit. Hoe minder voedingsstoffen, d.w.z. stikstof- of fosforverbindingen - in reservoirwater, hoe beter het is voor de behandeling van drinkwater. "Dit maakt het moeilijker voor algen om zich te ontwikkelen, waardoor de drinkwaterbehandeling in de waterwerken kosteneffectiever en gemakkelijker wordt", legt UFZ-merenonderzoeker en co-auteur Dr. Karsten Rinke uit.

"Nutriëntenbeheer in waterbeschermingsgebieden is daarom erg belangrijk. In de afgelopen decennia hebben langetermijnconcepten met nauwe samenwerking tussen bos- en waterbeheer de ontwikkeling van grote bosgebieden in het stroomgebied van het Rappbode-reservoir bevorderd." De snelle achteruitgang van het bos in de oostelijke Harz is nu een punt van grote zorg voor de beheerders van het reservoir en de waterleiding.

Aangespoord door deze ontwikkeling heeft het UFZ-team in hun modelstudie de effecten van klimaatgeïnduceerde ontbossing op de waterkwaliteit van reservoirs onderzocht. Dit onderzoek is gebaseerd op gegevens van het netwerk van de TERrestrische Milieuobservatoria (Terrestrial Environmental Observatories), waarin het UFZ samen met de Harz/Central German Lowland Observatory participeert.

"We hadden toegang tot milieugegevens over een periode van meer dan tien jaar, wat ons een solide set gegevens opleverde", zegt Dr. Xiangzhen Kong, ook een UFZ-milieuwetenschapper en hoofdauteur van het onderzoek. Het team gebruikte gegevens van het internationale ISIMIP-project (Inter-sectoral Impact Model Intercomparison Project) om toekomstige klimaatveranderingen te voorspellen.

"We hebben deze gegevens eerst in een model ingevoerd om de klimaatgerelateerde effecten op de nutriëntenbalans in het stroomgebied in te schatten", legt Kong uit. "De resulterende gegevens zijn vervolgens verwerkt in een reservoirecosysteemmodel waarmee we de effecten van verschillende ontbossingsscenario's op de voorspelde waterkwaliteit voor 2035 hebben kunnen bepalen.

Het Rappbode-reservoir wordt gevoed door drie verschillende stroomgebieden, waarvan er twee in het onderzoek zijn betrokken. "Het stroomgebied van Hassel wordt gekenmerkt door landbouw, terwijl dat van de Rappbode overwegend bos is - althans dat was het geval voordat de sparrenbossen stierven", zegt Kong.

Voordat het water uit de twee stroomgebieden in het grote Rappbode-reservoir stroomt, wordt het eerst vastgehouden door een bovenstroomse voordam. De agrarische invloed resulteert in een significant hoger nutriëntengehalte in het water in de voordam van Hassel dan in de voordam van Rappbode.

"We hebben kunnen aantonen dat bij een verwachte ontbossing tot 80 procent, de Rappbode-predam binnen slechts 15 jaar een toename van 85 procent van de opgeloste fosforconcentratie en een toename van de stikstofconcentratie met meer dan 120 procent zal ervaren. dam zal dus bijna dezelfde nutriëntenniveaus bereiken als de Hassel-voordam", zegt Kong.

Dit zal resulteren in een toename van meer dan 80 procent van diatomeeën en meer dan 200 procent van groene algen in de Rappbode-voordam. Deze resultaten onderstrepen de komende noodzaak van een breed scala aan aanpassingen in het drinkwaterbeheer.

"De aanvoer van voedingsstoffen naar stroomgebieden van reservoirs moet nog meer worden verminderd dan voorheen, herbebossingsprojecten met droogtebestendige boomsoorten moeten verder worden bevorderd en waterwerken moeten worden aangepast aan de naderende ontwikkelingen met selectieve strategieën voor waterverwijdering", zegt Rode. "En wat belangrijk blijft en verder moet worden vergroot:uitgebreide, granulaire milieumonitoring."

De resultaten voor het Rappbode-reservoir kunnen worden toegepast op andere stroomgebieden van reservoirs in vergelijkbare regio's. "Het afsterven van bossen als indirect gevolg van klimaatverandering heeft een meer uitgesproken effect op de waterkwaliteit van reservoirs dan directe effecten van klimaatverandering, zoals een verhoogde watertemperatuur. We waren eigenlijk verrast door de omvang van dit effect", zegt Kong.

De bevindingen zijn gepubliceerd in Water Research . + Verder verkennen

Klimaatverandering stelt de drinkwatervoorziening voor nieuwe uitdagingen