En períodos de baja precipitación, ¿dónde y cómo se distribuye el agua disponible limitada y qué posibilidades hay para mejorar la retención en el suelo y el paisaje? Doerthe Tetzlaff y su equipo del Instituto Leibniz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Interior IGB han descubierto que la vegetación tiene una gran influencia en esto. Los investigadores están investigando el almacenamiento, la distribución y la calidad del agua en el paisaje. Utilizando el ejemplo del Demnitzer Mühlenfliess sensible a la sequía en Brandeburgo, un área de subcuenca del Spree,cuantificaron los flujos de agua visibles e invisibles durante y poco después de la sequía de 2018.
La precipitación anual en Brandeburgo es de 560 litros por metro cuadrado. Esto hace que Brandeburgo sea una región con la menor precipitación en Alemania. En 2018 hubo 390 litros de agua por metro cuadrado, lo que representa un 40 por ciento menos de precipitación de lo habitual.
Incluso en condiciones climáticas "normales", alrededor del 90 por ciento de la precipitación se libera a la atmósfera y no fluye hacia las aguas subterráneas o ríos. Los niveles de agua subterránea en el área de hoy muestran que la disminución de los niveles de agua debido a los déficits de precipitación de 2018 no pudovolver a las condiciones normales entre las estaciones de crecimiento.
Uso del suelo crítico para la gestión de los recursos hídricos
Doerthe Tetzlaff es investigadora en el IGB y profesora de Ecohidrología en la Universidad Humboldt de Berlín. Ella y su equipo investigaron cómo el proceso de evaporación y recarga de aguas subterráneas difiere bajo diferentes suelos y usos de la tierra.
"Debido a la actual crisis climática con el aumento de las sequías, necesitamos saber cuánta agua usan las diferentes plantas. Como investigadores, nos preguntamos: ¿Podemos aplicar el uso sostenible de la tierra para controlar el consumo de agua y hacer que paisajes enteros sean más resistentes a los extremos climáticos?"Estos hallazgos son la base para satisfacer las demandas de producción de alimentos y suministro de agua", dice Doerthe Tetzlaff al explicar su motivación para su tema de investigación.
suelo del bosque más seco que los pastizales
En el Demnitzer Mühlenfliess, el equipo investigó dos sitios con usos de suelo típicos de la región: un sitio de bosque mixto con suelos arenosos y una zona de enraizamiento profundo; y un sitio de pastizales con suelos más francos y una zona de enraizamiento menos profunda. El suelo del bosque era muchomás seco, debido a las características del suelo y las plantas.
Por ejemplo, durante la sequía, el metro más alto del suelo arenoso en el bosque contenía solo 37 litros por metro cuadrado, y debajo de los pastizales había hasta 146 litros de agua por metro cuadrado.El bosque protegió parte de la lluvia que se evaporó directamente de las hojas y nunca llegó al suelo. Además, el suelo del bosque arenoso causó un flujo de agua más rápido a través del suelo y disminuyó el almacenamiento de agua. La lluvia penetró más profundamente en el suelo, pero fue reabsorbida por los árboles durantela temporada de crecimiento antes de llegar al agua subterránea.
Bajo la pradera, el agua recargaba continuamente el agua subterránea. El suelo podía almacenar más agua. Como las plantas solo tomaban agua del suelo superior, esto conducía al agua del suelo "más vieja".
"Pudimos mostrar cuán mal los paisajes en Brandenburgo almacenan precipitaciones, lo que limita la resistencia a la sequía. El tipo de bosque que investigamos es típico de la llanura del norte de Europa. Fue triste ver que incluso un bosque mixto natural está sufriendo muchosequía. Para los bosques de uso económico que están dominados por coníferas, la situación es aún peor. De hecho, la mortalidad de coníferas en Brandeburgo ahora es obvia ", dice Lukas Kleine, estudiante de doctorado en el equipo de Tetzlaff.
"Plantando agua" - Cómo la agricultura puede aprovechar los resultados de la investigación
Los investigadores trabajan junto con los sectores agrícola y forestal para poner en práctica sus resultados de investigación. Uno de sus socios más importantes es Benedikt Boesel, propietario de "Gut & Boesel". La explotación agrícola "Gut & Boesel" prueba y desarrolla multifuncionalconceptos de uso de la tierra de agricultura y silvicultura regenerativa y confirma las observaciones de los investigadores de IGB: "La regeneración de nuestros suelos y la salud del suelo es la tarea más grande e importante de nuestra generación. Para esto necesitamos soluciones innovadoras en agricultura y silvicultura para combatir elcausas de nuestros problemas en lugar de simplemente curar los síntomas. Solo de esta manera podemos actuar de acuerdo con la complejidad de los ecosistemas. Estamos tratando de desarrollar estas soluciones basadas en los hallazgos del equipo del profesor Tetzlaff, entre otros ".
"Vemos que después de las estaciones secas adicionales en 2019 y hasta ahora en 2020, los niveles de agua subterránea continuarán cayendo. La vegetación aún no ha podido recuperarse debido a la escasez de lluvias en los meses de invierno. Desafortunadamente estamos lejosde condiciones "normales". Para mejorar la resistencia de los ecosistemas de Brandeburgo a las sequías y otros cambios climáticos, se deben implementar medidas que promuevan la recarga del agua subterránea y creen suelos que puedan almacenar más agua. Nuestros resultados subrayan el papel central de la vegetación en el desarrollode tales estrategias ", resume Doerthe Tetzlaff.
Información de fondo :
Agua en el paisaje: agua azul y verde Los investigadores distinguen entre el llamado agua azul, que llena lagos, ríos y acuíferos y está disponible de inmediato para el suministro de agua; y el agua verde, que está directamente influenciada por la vegetación y se devuelve a la atmósfera a través de la evaporación y la transpiración después de serabsorbido por las plantas. Doerthe Tetzlaff y su equipo están investigando las interacciones entre los flujos de agua azul y verde. Están analizando lo que sucede en la zona crítica y qué influencia tiene la vegetación en el régimen general del agua.
La zona crítica: la piel delgada, dinámica y de soporte vital de la tierra
La capa de tierra que se extiende entre el dosel, el suelo y el agua subterránea se llama zona crítica. Durante mucho tiempo fue una "caja negra"; en particular, se ha descuidado el papel de las plantas en la distribución del agua, ya que la ciencia se ha centrado en los flujos de agua azul.
En este estudio, los investigadores investigaron los flujos de agua en la zona crítica con isótopos estables en el agua. Los isótopos estables en el agua pueden usarse como "marcadores" para determinar las rutas de flujo, la edad y el origen del agua. Para una comprensión integral,no solo son importantes las cantidades absolutas de los flujos de agua en el paisaje, sino también cuánto tiempo se almacena el agua en el sitio y qué caminos de flujo toma.Cuando esta información se integra con los datos sobre la dinámica de la vegetación, el modelado basado en trazadorespuede revelar algunos de los procesos más importantes en el sistema ecohidrológico, como dónde y a qué velocidad las plantas extraen agua del suelo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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