Bodenfeuchte als Indikator für die Klimaüberwachung in bewaldeten Gebieten: Eine Studie für Level II-Messstellen des Sachsenforstes, Sachsen Deutschland

Täglich aktualisierte und standortspezifische Informationen über die Bodenfeuchte, d. h. das in den oberen Bodenschichten gespeicherte Wasser, sind eine entscheidende Variable für eine Vielzahl von landwirtschaftlichen, hydrologischen und forstwirtschaftlichen Bewertungen und darauf basierenden Entscheidungen, wie z. B. die Bewertung der Wasserverfügbarkeit und der Trockenheit, den Einsatz von Technologien auf sensiblen Standorten, die Planung von Anpflanzungen und das Risikomanagement sowie die Prädisposition gegenüber Forstschädlingen usw. Der gesellschaftliche Nutzen von Informationen über die Bodenfeuchte ist daher enorm. Leider sind diese Informationen im Allgemeinen nur in geringem Umfang verfügbar und schwer und kostspielig abzuschätzen, insbesondere in regionalem oder großem Maßstab. In dieser Studie werden tägliche Wasserhaushaltsmodellierungen vorgestellt. Dabei konzentrieren sich die Auswertungen auf die Quantifizierung der Intensität und Dauer von Trockenheit in verschiedenen Waldbeständen innerhalb von Level-II-Messstellen in Sachsen.

Das genutzte Modell LWF-Brook90 benötigt klimatische Daten und verschiedene Parameter des Standortes und des Bestandes, die größtenteils physikalische Bedeutung haben und durch Messungen abgeleitet werden können. Die van-Genuchten-Bodenparameter des Modells wurden durch verschiedene Pedotransferfunktionen geschätzt. Es wird davon ausgegangen, dass im Boden Wasserstress auftritt, wenn das relative extrahierbare Bodenwasser (REW) oder das Verhältnis zwischen realer und potenzieller Transpiration oder der Wasserdruck unter einen bestimmten Schwellenwert fällt. Das Modell wurde nicht kalibriert, um die Robustheit der physikalisch begründeten Parameter zu testen. Hierfür wurden verfügbare Bodenfeuchtemessungen an Waldklimastationen (Grasvegetation) und Standorten mit unterschiedlichen Vegetations- und Klimabedingungen validiert.

Das Modell bildet die Dynamik der Bodenwasserentnahme und -anreicherung im Untersuchungszeitraum gut ab. Tägliche Schätzungen der Wasserhaushaltskomponenten ermöglichen die Berechnung von Dauer und Intensität von Dürreereignissen und die Ableitung von Stressindizes. Abschließend wird eine dendro-ökologische Anwendung vorgestellt. Diese ermöglicht eine retrospektive Analyse der Auswirkungen von Trockenheit auf das radiale Baumwachstum. Ebenso werden einige Einschränkungen und Anwendungsmöglichkeiten des Modells diskutiert.