Water yield response to changes in land-use and climate in a semihumid/-arid transition region (Jinghe basin, Northwest China)

• Antragsteller: Dr. Kai Schwärzel
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 179676574

Trockengebiete umfassen nahezu 50% der Landoberfläche der Erde. Diese Landschaften reagieren durch die begrenzte Verfügbarkeit an Wasser und Nährstoffen sehr sensibel auf Veränderungen. Das Lössplateau in China ist solch eine Region. Eine unangepasste Bewirtschaftung führte über Jahrhunderte hinweg zu degradierten Ökosystemen mit schwerwiegenden Folgen für die lokale Wirtschaft. Um dem entgegenzuwirken, wurden umfassende Programme (Aufforstung, Terrassierung) zur Bekämpfung von Bodenerosion und zur Bodenerhaltung initiiert. Die Programme waren zwar erfolgreich im Hinblick auf eine verminderte Bodenerosion, führten aber auch zu Wasserknappheit auf lokaler Ebene. Der projizierte Klimawandel dürfte diesen Effekt weiter verstärken. Aus diesem Grund ist in der Lössregion Chinas ein angepasstes Management zum Schutz der Böden und Sicherung der Wasserverfügbarkeit notwendig. Voraussetzung für die Entwicklung eines solchen angepassten Managements ist die Verknüpfung von Beobachtungen auf der Feld-Skale mit der Reaktion des Einzugsgebiets. Um die Auswirkungen von Landmanagement-Maßnahmen auf den lokalen und regionalen Wasserhaushalt zu verstehen, müssen lokale Messungen und regionale Vorhersagen miteinander verknüpft werden. Das Projekt untersucht für das mesoskalige Einzugsgebiet des Jing He zum einen die Skalenabhängigkeit der hydrologischen Prozesse, zum anderen wird der Einfluss der Vegetation auf die Evapotranspiration und deren Teilprozesse analysiert. Um Feld- und Einzugsgebietsskale miteinander zu verbinden, werden sowohl der Bottom-Up als auch der Top-Down Ansatz angewendet. Mit dem Bottom-Up Ansatz sollen Wasserflüsse auf Einzugsgebietsebene auf der Grundlage von Erkenntnissen, die auf der Feldskala gewonnen wurden, vorhergesagt werden. Mit dem Top-Down Ansatz soll die Reaktion des Einzugsgebiets auf Veränderungen durch Messungen auf Einzugsgebietsebene beschrieben werden. Darüber hinaus werden diese Messungen genutzt, um physikalisch-basierte Modelle zu parametrisieren bzw. kalibrieren. Die Untersuchung soll Erkenntnisse liefern, wie sich Landnutzungsänderungen in Trockengebieten auf die Aufteilung in blaue und grüne-Wasserflüsse auswirken. Außerdem soll aufgezeigt werden, wie Vegetationsänderungen die Teilprozesse der Evapotranspiration sowie die bodenhydrologischen Prozesse verändern. Das verbesserte Verständnis von Rückkopplungen und Interaktionen anthropogen bedingter Bodenstrukturveränderungen und damit verbundener bodenhydrologischer Eigenschaften auf Wasserflüsse ermöglicht eine Anpassung von Einzugsgebietsmodellen, sodass diese Veränderungen künftig auch modellhaft wiedergegeben werden können. Mit Hilfe der optimierten Modelle können angepasste Maßnahmen der Landbewirtschaftung entwickelt werden. Dadurch schafft das Projekt grundlegend neue Bewertungsmöglichkeiten, inwieweit die verschiedenen Landnutzungspraktiken zur Erhaltung und Verbesserung der Wasser- und Bodenressourcen in Trockengebieten beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Großgeräte: Two weighable lysimeters
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Karl-Heinz Feger; Professor Dr. Yanhui Wang