Mediu: În caz de secetă, apare o luptă pentru distribuția apei în peisaj

Peisajele din Brandenburg încă suferă de consecințele secetei din 2018. Acest lucru este demonstrat de un proiect din Demnitzer Mühlenfließ în care cercetătorii din Berlin urmăresc meticulos calea pe care o ia apa în pământ.

09.02.2020 - 06:29, Kerstin Viering

Berlin Copaci și tufișuri care obțin frunze galbene în august. Fermierii care au încă o dată recolte proaste din cauza lipsei de precipitații. Și sol care se transformă în praf. Seceta persistentă din această vară creează imagini extrem de neobișnuite pentru Germania în urmă cu doar câteva decenii. Între timp însă, vrăjile uscate par să crească - o tendință pe care experții o urmăresc cu îngrijorare. Pentru că se tem că ciclurile apei nu vor mai funcționa ca înainte. „Atunci s-ar putea să fie posibil ca forma anterioară de agricultură și silvicultură să nu mai fie posibilă”, avertizează Dörthe Tetzlaff de la Institutul Leibniz pentru ecologie și apă interioară (IGB) din Berlin.

Cercetătorul conduce un grup de lucru care folosește cele mai moderne metode științifice pentru a urmări călătoria apei prin peisaj. „Vrem să știm ce se întâmplă de fapt când plouă”, explică ea. Doar cea mai mică parte a precipitațiilor ajunge în cursuri de apă, râuri și lacuri. Se evaporă semnificativ mai mult de pe toate suprafețele posibile și ajunge astfel din nou la atmosferă la scurt timp după duș. O altă parte se scurge în pământ, unde poate lua diferite căi. Una, de exemplu, duce peste rădăcini în plante și de acolo peste frunze înapoi în aer. Solul poate, de asemenea, să stocheze apă pentru o lungă perioadă de timp și ulterior să o trimită spre râuri sau pânza freatică.

Dar câtă apă ia pe ce cale? Aceasta este o întrebare foarte importantă, mai ales în perioade de secetă. Pentru că atunci se poate ca cantitățile care cad din cer să nu fie suficiente atât pentru alimentarea plantelor, cât și pentru reumplerea rezervelor de apă subterană și a corpurilor de apă. Deci, în peisaj există un fel de dispută asupra apei. Și cine o câștigă depinde de o interacțiune complexă între sol, vegetație și utilizarea terenului.

Cum să distingem tinerii de apa mai în vârstă

„În Brandenburg putem examina foarte bine aceste procese”, spune Dörthe Tetzlaff. Deoarece cu o precipitație anuală de 560 litri pe metru pătrat, statul este deja cel mai uscat din Germania. Și uneori situația devine și mai extremă. La fel ca în 2018, când doar 390 litri de apă aruncau la fiecare metru pătrat pe tot parcursul anului. La Demnitzer Mühlenfließ, o zonă de captare a Spree, la aproximativ 55 de kilometri sud-est de Berlin, echipa IGB a investigat ce consecințe a avut aceasta pentru o pădure mixtă pe sol nisipos și pentru o pajiște pe sol argilos.

Pentru a face acest lucru, cercetătorii nu au folosit doar date climatice și scurgeri pe termen lung, ci și propriile rezultate ale măsurătorilor privind umiditatea solului, nivelul și calitatea apei subterane și debitul de apă al plantelor. Analiza izotopilor stabili de hidrogen și oxigen a fost deosebit de informativă. Acestea sunt forme ale celor două elemente cu greutate diferită, care în mod natural formează și molecule de apă cu greutate diferită. „Când apa se condensează sau se evaporă, raportul dintre variantele grele și ușoare se schimbă”, explică Dörthe Tetzlaff.

Prin urmare, istoria apei din peisaj poate fi reconstituită din această amprentă izotopică. Dezvăluie, de exemplu, dacă este apă „tânără” din ultima ploaie sau mai veche, care a fost depozitată în pământ de mult timp. Din această vârstă se poate deduce dacă apa de ploaie se infiltrează deloc în sol, cât timp este stocată acolo și dacă apoi ajunge în plante sau în apa subterană.

Apă albastră, apă verde

Sub apă albastră Experții înțeleg că o parte din precipitațiile care umple lacurile, râurile și apele subterane și pot fi astfel utilizate direct pentru alimentarea cu apă a oamenilor și animalelor.

Există, de asemenea, apa verde, care este puternic influențat de vegetație. Se evaporă fie din frunze, fie din alte suprafețe după o ploaie. Sau este absorbit de plante și eliberat înapoi în atmosferă prin transpirație din frunze.

In viitor Potrivit cercetătorilor climatici, vor exista mai multe valuri de căldură și secete. Acest lucru ar trebui să ducă la o cerere mai mare de apă verde, care va veni în detrimentul albastrului. Prin urmare, este probabil să devină din ce în ce mai dificil să se echilibreze necesarul de apă din agricultură și silvicultură cu formarea de noi ape subterane și menținerea funcțiilor ecosistemului în râuri și lacuri. Pentru a face acest lucru, trebuie să știți cum diferitele plante și utilizări ale terenului afectează distribuția apei.

În anul de secetă 2018, majoritatea precipitațiilor rare de pe Demnitzer Mühlenfließ s-au evaporat direct sau au fost absorbite de plante și eliberate din nou prin frunze. Cu toate acestea, au existat diferențe clare între cele două zone de testare, care sunt legate de vegetație și proprietățile solului.

În acest fel, baldachinul pădurii a prins cea mai mare parte a ploii înainte de a ajunge chiar la pământ. Majoritatea sa evaporat din nou direct de pe suprafața frunzelor. Restul precipitațiilor rare a ajuns pe un subsol nisipos, care este greu de stocat umezeala. Apa a pătruns adânc în ea, dar a avut puține șanse să ajungă la apele subterane în timpul sezonului de creștere din primăvară până în toamnă. Pentru că rădăcinile adânci ale stejarilor și ale altor copaci forestieri l-au prins în prealabil. Ca urmare a acestor particularități, podeaua pădurii s-a uscat considerabil, în timpul secetei cercetătorii au găsit doar 37 de litri de apă pe metru pătrat în metrul de sus.

Am fost surprinși de gravitatea secetei. Și, de asemenea, despre faptul că este încă în desfășurare.

Dörthe Tetzlaff, Institutul Leibniz pentru ecologie a apei dulci și pescuitul interior, Berlin

Pășunile, pe de altă parte, erau semnificativ mai umede la 146 litri pe metru pătrat. Solul argilos a reușit să stocheze mai multă umiditate aici, iar ierburile cu rădăcini superficiale s-au alimentat doar din zonele din apropierea suprafeței. În plus, tulpinile au eliberat mai puțină apă în aer decât copacii. Prin urmare, chiar și în timpul secetei, s-a filtrat o parte din această zonă spre apele subterane. Cu toate acestea, pajiștile au suferit masiv de seceta extremă.

De fapt, ambele peisaje nu și-au revenit încă. Precipitațiile aproape medii din 2019 au fost, de asemenea, insuficiente pentru a umple stocarea apei în sol și în rezervoarele de apă subterană și pentru a regenera vegetația. Și acum următoarea fază de uscare este deja în curs. „Am fost surprinși de severitatea secetei”, spune Dörthe Tetzlaff. "Și, de asemenea, despre faptul că se întâmplă în continuare."

Este adevărat că în trecut au fost câțiva ani seci la rând din cauza fluctuațiilor climatice naturale. Dar au fost apoi înlocuite cu câteva umede. „Nu putem decât să sperăm că vom experimenta în curând din nou o astfel de perioadă de umiditate, în care precipitațiile sunt peste medie timp de câteva luni sau chiar ani”, spune cercetătorul IGB. Cu toate acestea, nimeni nu știe dacă vechile reguli pentru trecerea între umed și uscat se vor aplica în continuare în vremea schimbărilor climatice.

Speranță pentru anii ploioși

Dacă vremea uscată persistă, nu ar fi o veste bună pentru peisajele Brandenburgului. „A fost îngrozitor să văd cât de grav suferea chiar și o pădure naturală mixtă de secetă”, spune Lukas Kleine, doctorand în echipa lui Tetzlaff. „Situația este și mai gravă pentru o pădure comercială cu conifere dominante.” Și, potrivit cercetătorilor, acest lucru ar trebui să se aplice nu numai Brandenburgului, ci și multor alte regiuni de câmpie din Europa Centrală care au soluri similare și o istorie geologică comparabilă.

Dar ce se poate face pentru a face peisajele mai rezistente la secetă? Echipa IGB pledează pentru măsuri care să ducă la o mai mare reîncărcare a apei subterane și la o capacitate mai bună de stocare a solului. S-ar putea începe, de exemplu, cu cultivarea solului, selectarea culturilor cultivate și densitatea copacilor plantați pentru silvicultură. „Obișnuiam să decidem ce vrem să plantăm și apoi ne oferim apa de care aveam nevoie”, spune Dörthe Tetzlaff. Într-un viitor cu secete mai frecvente, probabil că acest lucru nu va mai funcționa. „Mai întâi trebuie să știm exact câtă apă este disponibilă. Și apoi decideți pentru ce utilizare a terenului este suficientă ".