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FORSCHUNG — 117
Die durchwurzelte Bodenzone stellt einen der wichtigsten
Umschlagplätze für den Wasseraustausch zwischen Un-
tergrund und Atmosphäre dar. Die Bodenfeuchte bedingt
ebenso andere grundlegende Prozesse, wie die Wasser-
führung von Flüssen und mikrobielle Aktivität. Umso
überraschender ist es, dass wenig über die treibenden
Faktoren bekannt ist, die bedingen, wie viel Wasser und
aus welcher Tiefe einzelne Pflanzen und deren Gemein-
schaften aufnehmen und transpirieren. In unsere Gruppe
entwickeln wir Methoden, die sowohl effiziente Was-
seraufnahme vorhersagen (Abb. 2) als auch unter Feldbe-
dingungen messen. In den letzten beiden Jahren zeigten
wir, dass ausdifferenzierte Wurzelsysteme die Wasserauf-
nahme innerhalb der Pflanzen so weit optimieren, dass
der größte Widerstand für die Wasseraufnahme nicht,
wie bisher gedacht, innerhalb des Wurzelsystems, son-
dern in den hydraulischen Eigenschaften des Bodens
liegt. Wir konnten ebenso zeigen, dass die theoretischen
Muster mit Beobachtungen sehr gut übereinstimmen.
[4] Bechmann M., Schneider C. Carminati A., Vetterlein D., Attinger S.,
Hildebrandt A. (2014): Parameterizing complex root water uptake models –
the arrangement of root hydraulic properties within the root architecture
affects dynamics and efficiency of root water uptake. Hydrology and Earth
System Sciences, 18, 10. DOI: 10.5194/hess-18-4189-2014.
Abb. 3.
Links:
Gepaarte Bodenwassermessungen als Teil eines sensorlosen Bodenfeuchte-Messnetzes im Hainich. Foto: Danny Schelhorn.
Mitte:
Kronentraufesammler im frühlingshaften Laubmischwald. Foto: Sven Gärtner.
Rechts:
Heterogene Kronenstruktur eines Laubmischwaldes. Foto: Anke Hildebrandt
DFG SFB 1076 AquaDiva: Einfluss der Heterogenität der Pflanzenkronen auf die Bodenfeuchte
Bodenfeuchtedynamik der durchwurzelten Bodenzone
Abb. 2. Mit OGS-aRoot modellierte Bodenwasserverteilung um
eine einzelne Pflanze. Grafik: Marcel Bechmann, Thomas Kalbacher.
Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches „AquaDiva“
untersuchen wir, wie die räumliche Heterogenität der
Pflanzenkronen sich auf die Verteilung der Infiltration aus-
wirkt, ob sich deren Muster in der Bodenfeuchteverteilung
fortsetzen und zu Hotspots für Wasserfluss führen können.
Hierzu schließen wir gerade die Installation eines räumlich
hoch aufgelösten Bodenfeuchtenetznetzes ab (Abb. 3).
Diese ungewöhnlich detaillierten Messungen (210 Profile
pro Hektar) werden uns nicht nur erlauben, vor allem
[5] Guderle M., Hildebrandt A. (2015): Using measured soil water contents
to estimate evapotranspiration and root water uptake profiles – a compara-
tive study. Hydrology and Earth Systems Sciences, 19. DOI: 10.5194/hess-19
-409-2015.
Kurzschlusswasserflüsse durch die durchwurzelte Zone
hindurch zu beobachten und damit die Arbeit der anderen
Kollegen zur Interpretation der Dynamik in den Aquiferen
zu unterstützen. Die Daten werden auch Aufschluss über
die grundsätzliche Debatte geben, ob sich der Einfluss der
Heterogenität von Pflanzenkronen in größere Tiefen fort-
pflanzt oder aber im Laufe der komplexen Transferprozes-
se ausgelöscht wird.