干旱时水分布在哪里-

- 编辑:大众自然网 -

干旱时水分布在哪里-

在降水少的时期,有限的可用水分布在哪里和如何分布,有什么可能改善土壤和景观中的保留?来自莱布尼兹淡水生态和内陆渔业研究所(IGB)的Dorthe Tetzlaff和她的团队发现,植被对这一现象有重要影响。研究人员正在调查景观中水的储存、分布和质量。他们以施普雷河支流勃兰登堡的干旱敏感除害剂Muhlenflie柔性除害剂为例,对2018年干旱期间及之后的可见和不可见水量进行了量化。

勃兰登堡的年降雨量是每平方米560升。这使得勃兰登堡成为德国降雨量最少的地区。2018年,每平方米有390升水,比平时少了约40%。

即使在“正常”的气候条件下,约90%的降水被释放回大气中,不会流入地下水或河流。今天该地区的地下水位表明,由于2018年降水量不足而导致的水位下降在生长季节之间无法恢复到正常水平。

土地利用对水资源管理至关重要

Dorthe Tetzlaff是IGB的研究员,柏林洪堡大学的生态水文学教授。她和她的团队研究了蒸发过程和地下水补给在不同土壤和土地用途下的差异。

“由于当前日益干旱的气候危机,我们需要知道不同的植物使用了多少水。作为研究人员,我们会问自己:我们能否应用可持续的土地使用来控制水的消耗,并使整个景观对极端气候更具弹性?这些发现是满足粮食生产和水供应需求的基础。

森林土壤比草地干燥

在Muhlenflie调查表中,研究小组调查了该地区两个典型的土地使用地点:一个带有沙土和深生根带的混交林地点;草地站点与肥沃的土壤和较浅的生根带。森林土壤较为干燥,这与土壤和植物的特性有关。

例如,在干旱期间,森林沙土的最高米每平方米只有37升,而在草原下每平方米有多达146升的水。森林的树冠/树叶遮蔽了部分直接从树叶蒸发而无法到达地面的雨水。此外,沙质森林土壤使水分通过土壤的速度加快,减少了水分储存。降雨渗入土壤的深度更深,但在进入地下水之前,在生长季节被树木重新吸收。

在草地下,水不断地补充地下水。土壤可以储存更多的水。由于植物只从上层土壤中获取水分,这就导致了“老”土壤中的水分。

“我们能够展示勃兰登堡州的景观如何糟糕的存储降水,限制了抗旱性。”我们调查的森林类型是北欧平原的典型。即使是一个天然的混交林也在遭受着严重的干旱,这让人很伤心。对于以针叶树为主的经济用途森林,情况更糟。事实上,勃兰登堡的针叶树死亡率现在已经很明显了,”Tetzlaff团队的博士生Lukas Kleine说。

“灌溉”—农业如何利用研究成果

这些研究人员与农业和林业部门合作,将他们的研究成果付诸实践。他们最重要的合作伙伴之一是Gut & Bosel的所有者Benedikt Bosel。农业holding Gut & Bosel测试并发展了再生农业和林业的多功能土地利用概念,并证实了IGB研究人员的观察:“我们的土壤和土壤健康的再生是我们这一代最伟大和最重要的任务。为此,我们需要农业和林业方面的创新解决方案,以根治问题的根源,而不是治标不治本。只有这样,我们才能按照生态系统的复杂性行事。我们正试图基于Tetzlaff教授的团队的发现开发这些解决方案。

“我们看到,在2019年进一步的旱季之后,到2020年为止,地下水水位将继续下降。由于冬季降雨量少,植被仍未能恢复。不幸的是,我们离“正常”状态还很远。为了提高勃兰登堡生态系统对干旱和其他气候变化的抵抗力,必须采取措施促进地下水补给,并创造能够储存更多水的土壤。我们的结果强调了植被在这类策略的发展中所起的中心作用,”Dorthe Tetzlaff说。

景观中的水:蓝色和绿色的水

研究人员区分了所谓的蓝水,这种水充满湖泊、河流和含水层,可以立即获得供水;绿色的水直接受到植被的影响,被植物吸收后通过蒸发和蒸腾作用返回大气。Dorthe Tetzlaff和她的团队正在研究蓝色和绿色水通量之间的相互作用。他们正在分析在关键区域发生了什么,以及植被对整个水环境有什么影响。

关键地带——地球上薄的、有活力的、维持生命的表层

在树冠层、土壤和地下水之间的土层被称为临界区。很长一段时间,它是一个“黑盒子”;特别是,植物在水的分布中所扮演的角色被忽视了,因为科学一直在关注蓝水通量。”

在这项研究中,研究人员调查了水在具有稳定同位素的临界区域的通量。水中的稳定同位素可以作为“标记”来确定水流路径、年龄和水源。为了全面理解,重要的不仅是景观中水流的绝对数量,而且还包括水在场地上储存的时间以及它所经过的水流路径。当这些信息与植被动态数据相结合时,基于跟踪的建模可以揭示生态水文系统中一些最重要的过程,例如植物从土壤中汲取水分的地点和速率。