O regime hídrico de uma paisagem comuta cada vez mais entre os extremos seca ou inundação. O tipo de vegetação e uso do solo desempenha um papel importante na retenção de água e escoamento. Junto com cientistas do Reino Unido e dos Estados Unidos, pesquisadores do Instituto Leibniz de Ecologia de Água Doce e Pesca Interior (IGB) desenvolveram um modelo matemático que pode refletir as complexas interações entre a vegetação, regimes de solo e água. Eles mostram, por exemplo, que nas florestas de faias, a água é cada vez mais alternada entre o solo e a vegetação para aumentar a evaporação para a atmosfera, enquanto a cobertura de grama promove a recarga das águas subterrâneas.

Com o modelo desenvolvido EcH2o-iso os pesquisadores podem quantificar onde, como e por quanto tempo a água é armazenada e liberada na paisagem. O modelo ajuda a prever melhor os efeitos das mudanças no uso da terra no balanço hídrico sob mudanças nas condições climáticas. Em áreas propensas a secas em particular, esse conhecimento pode ajudar a desenvolver estratégias de uso do solo que aumentem a resistência da paisagem às mudanças climáticas e protejam os recursos hídricos. "Até aqui, o tipo de vegetação tem sido considerado principalmente com o objetivo de prevenir a erosão do solo. Tendo em vista os eventos climáticos extremos mais frequentes, como secas e inundações, Contudo, é cada vez mais uma questão de quais plantas podem ser cultivadas para controlar a retenção ou perda de água na paisagem, "diz o Prof. Dörthe Tetzlaff, chefe do estudo, líder do grupo de pesquisa "Landscape Ecohydrology" no IGB e professor de Ecohydrology na Humboldt Universität zu Berlin.

Modelos de previsão anteriores geralmente capturam a vegetação como um elemento estático. Assim, as complexas interações entre a evapotranspiração - a evaporação da água pelas plantas e do solo e da superfície da água - e os processos fisiológicos das plantas só podiam ser compreendidos de forma insuficiente. Neste estudo, Contudo, dados de longo prazo de medidas diretas de vegetação também foram usados ​​(por exemplo, produção de biomassa e transpiração). Isso melhora a confiabilidade dos modelos e sua transferibilidade. No campo, os modelos foram testados com os chamados traçadores conservadores. São marcadores que podem ser usados ​​para determinar a idade e a origem da água. Esta é uma nova abordagem para avaliar os efeitos das mudanças climáticas no balanço hídrico.

Em uma região ao redor do Lago Stechlin, no norte da Alemanha, os pesquisadores validaram o modelo usando estudos de campo. Eles compararam as áreas de terra com floresta estacional decidual e cobertura de grama. Os resultados do estudo de campo mostram que o uso de pastagens leva a mais recarga de água subterrânea e que nas florestas de faias mais água é devolvida à atmosfera por evapotranspiração. Contudo, os efeitos são específicos do local e dependem do respectivo hidroclima, biogeografia e ecologia da paisagem. Com a ajuda do modelo EcH2o-iso, Contudo, essas diferenças podem ser levadas em consideração no futuro e modelos de previsão locais ou em grande escala podem ser criados.