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Publications of the German Soil Science Society

Bodenhydraulische Änderungen durch Aufforstung und deren Bedeutung bei der modellgestützten Bewertung des Klimawandeleinflusses auf Standortswasserhaushalt und Hochwasserentstehung

Wahren, Andreas and Feger, Karl-Heinz and Schwärzel, Kai and Münch, Albrecht and Dittrich, Ingo (2009) Bodenhydraulische Änderungen durch Aufforstung und deren Bedeutung bei der modellgestützten Bewertung des Klimawandeleinflusses auf Standortswasserhaushalt und Hochwasserentstehung. In: Böden - eine endliche Ressource, 05 - 13. September, Bonn.

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Abstract

Im integrierten EU-Projekt FLOODsite (6. FRP) untersuchte die Arbeitsgruppe der TU Dresden den Einfluss der Landnutzung für das Mulde-Einzugsgebiet (Sächsisches Erzgebirge und Vor-land) auf die standortsspezifische Hochwasserentstehung. Ein Einfluss retentionserhöhender Maßnahmen auf den Hochwasserabfluss ist nachweisbar. Besonders Waldmehrungsszenarien führen zu einem erhöhten Gebietsrückhalt durch die Vergrößerung des zur Verfügung stehen-den Speichers (z.B. geringere Vorfeuchte) oder der Abflussverlagerung in langsamere Fließwege (Erhöhung der Infiltration und der Absickerung). Gleichzeitig führen diese Maßnahmen jedoch zu einer - in sensiblen Gebieten (z.B. Einzugsgebieten von Trinkwassertalsperren) unerwünschten - Reduktion der mittleren Abflussspende. Die Untersuchungen von Klimazukunftsszenarien (Zunahme der Extremereignisse – Trockenheit und Starkniederschläge) ergaben eine deutliche Zunahme des Landnutzungseinflusses auf die Vorfeuchtebedingungen. Generell werden in Prognosemodellen meist nur Pflanzenparameter variiert (z.B. LAI, Durchwurzlungstiefe, Bedeckungsgrad usw.). Die Änderungen der bodenhydraulischen Eigenschaften nach einem Landnutzungswandel werden, wenn überhaupt, nur durch eine Anpassung der Makroporen (bypass-flow) abgebildet. Die ebenfalls relevanten landnutzungsbeeinflussten Bo-denparameter Porenraum und -verteilung werden bei der Modellierung von Landnutzungsände-rungen jedoch oft beibehalten. Gerade diese bodenphysikalischen Eigenschaften sind jedoch stark mit der Landnutzung gekoppelt. Mittels einer unechten Zeitreihe (Acker, Jungaufforstung – 6 a, Altaufforstung - 50 a und Kernwald bei gleichen pedologischen Ausgangsbedingungen) wurde im Muldeeinzugsgebiet die Änderung der bodenhydraulischen Bedingungen eines auf-wachsenden Waldes untersucht (Labormessungen, Infiltrationsmessungen und Tracerversuch im Feld). Dabei wurden deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Standorten, besonders in den oberen Bodenschichten, ermittelt. Mit dem Wasserhaushalts- und N-A-Modell AKWA-M® wurde Landnutzungsszenarien unter Berücksichtigung bzw. Vernachlässigung dieser bodenhydraulischen Veränderungen für den mittleren Wasserhaushalt und für einzelne Hochwasserereignisse simuliert und die Differenzen auch für die Einzugsgebietsskala quantifiziert. Dabei kamen gemessene Klimareihen und Pro-jektionen zukünftiger Klimabedingungen (IPCC-Szenarien A2 und B1; Downscalingverfahren: WETTREG) zum Einsatz. Die Vernachlässigung der landnutzungsbedingten Veränderung der Bodenmatrix führt nicht nur häufig zur Unterschätzung des Retentionseffektes einer nichttechni-schen Hochwasserschutzmaßnahme (z.B. Aufforstung) sondern beschreibt auch das veränder-te Boden-Pflanze-System für Wasserhaushaltsbetrachtungen nur ungenügend. Besonders zur Modellierung von Klimaanpassungsstrategien durch Landnutzungsänderungen soll die Einbindung der bodenhydraulischen Veränderungen in die Modellparametrisierung diskutiert werden.

Item Type: Conference or Workshop Item (Contribution to "Reports of the DBG")
Uncontrolled Keywords: Aufforstung, Wasserhaushalt, Wasserretention, Klimawandel, Bodenphysik
Divisions: Kommissionen > Kommission VI: Bodenschutz und Bodentechnologie
Arbeitsgruppen > AG "Waldböden"
Depositing User: Andreas Wahren
Date Deposited: 29 Sep 2009 15:13
Last Modified: 13 Dec 2015 16:23
URI: http://eprints.dbges.de/id/eprint/145

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