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¿Dónde se distribuye el agua durante una sequía?


En períodos de baja precipitación, ¿dónde y cómo se distribuye el agua disponible limitada, y qué posibilidades hay para mejorar la retención en el suelo y el paisaje? Dörthe Tetzlaff y su equipo del Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB)………..


por Forschungsverbund Berlin eV (FVB)


En períodos de baja precipitación, ¿dónde y cómo se distribuye el agua disponible limitada, y qué posibilidades hay para mejorar la retención en el suelo y el paisaje? Dörthe Tetzlaff y su equipo del Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) han descubierto que la vegetación tiene una gran influencia en esto. Los investigadores están investigando el almacenamiento, la distribución y la calidad del agua en el paisaje. Utilizando el ejemplo del Demnitzer Mühlenfließ sensible a la sequía en Brandenburg, un área de subcuenca del Spree, cuantificaron los flujos de agua visibles e invisibles durante y poco después de la sequía de 2018.

La precipitación anual en Brandeburgo es de 560 litros por metro cuadrado. Esto hace que Brandeburgo sea una región con la menor precipitación en Alemania. En 2018 había 390 litros de agua por metro cuadrado, lo que representa aproximadamente un 40 por ciento menos de precipitación de lo habitual.

Incluso en condiciones climáticas «normales», alrededor del 90 por ciento de la precipitación se libera a la atmósfera y no fluye hacia las aguas subterráneas o ríos. Los niveles de agua subterránea en el área de hoy muestran que la disminución de los niveles de agua debido a los déficits de precipitación de 2018 no pudo volver a las condiciones normales entre las estaciones de crecimiento.

El uso de la tierra es crítico para la gestión de los recursos hídricos.

Dörthe Tetzlaff es investigador en el IGB y profesor de Ecohidrología en la Universidad Humboldt de Berlín. Ella y su equipo investigaron cómo el proceso de evaporación y recarga de agua subterránea difiere bajo diferentes suelos y usos de la tierra.

«Debido a la actual crisis climática con sequías crecientes, necesitamos saber cuánta agua usan las diferentes plantas. Como investigadores, nos preguntamos: ¿podemos aplicar el uso sostenible de la tierra para controlar el consumo de agua y hacer que paisajes enteros sean más resistentes a los extremos climáticos? los resultados son la base para satisfacer las demandas de producción de alimentos y suministro de agua «, dice Dörthe Tetzlaff al explicar su motivación para su tema de investigación.

El suelo del bosque es más seco que los pastizales

En el Demnitzer Mühlenfließ, el equipo investigó dos sitios con usos del suelo típicos de la región: un sitio de bosque mixto con suelos arenosos y una zona de enraizamiento profundo; y sitio de pastizales con suelos francos y una zona de enraizamiento menos profunda. El suelo del bosque era mucho más seco, debido a las características del suelo y las plantas.

Por ejemplo, durante la sequía, el metro más alto del suelo arenoso en el bosque contenía solo 37 litros por m 2 , y debajo de los pastizales había hasta 146 litros de agua por m 2 . Las copas de los árboles / el dosel del bosque protegían parte de la lluvia que se evaporaba directamente de las hojas y nunca llegaba al suelo. Además, el suelo del bosque arenoso causó un flujo de agua más rápido a través del suelo y disminuyó el almacenamiento de agua. La lluvia penetró más profundamente en el suelo, pero fue reabsorbida por los árboles durante la temporada de crecimiento antes de llegar al agua subterránea.

Debajo de los pastizales, el agua recargaba continuamente las aguas subterráneas. El suelo podría almacenar más agua. Como las plantas solo tomaron agua del suelo superior, esto condujo al agua del suelo «más viejo».

«Pudimos mostrar cuán mal los paisajes en Brandenburgo almacenan precipitaciones, lo que limita la resistencia a la sequía. El tipo de bosque que investigamos es típico de la llanura del norte de Europa. Fue triste ver que incluso un bosque mixto natural sufre mucho de la sequía». Para los bosques de uso económico que están dominados por coníferas, la situación es aún peor. De hecho, la mortalidad de coníferas en Brandeburgo ahora es obvia «, dice Lukas Kleine, estudiante de doctorado en el equipo de Tetzlaff.

«Plantando agua»: cómo la agricultura puede aprovechar los resultados de la investigación

Los investigadores trabajan junto con los sectores agrícola y forestal para poner en práctica sus resultados de investigación. Uno de sus socios más importantes es Benedikt Bösel, propietario de Gut & Bösel. La explotación agrícola Gut & Bösel prueba y desarrolla conceptos de uso de la tierra multifuncionales de agricultura y silvicultura regenerativa y confirma las observaciones de los investigadores de IGB: «La regeneración de nuestros suelos y la salud del suelo es la tarea más grande e importante de nuestra generación. Para esto Necesitamos soluciones innovadoras en la agricultura y la silvicultura para combatir las causas de nuestros problemas en lugar de simplemente curar los síntomas. Solo de esta manera podemos actuar de acuerdo con la complejidad de los ecosistemas. Estamos tratando de desarrollar estas soluciones basadas en los hallazgos del profesor «El equipo de Tetzlaff, entre otros».

«Vemos que después de las estaciones más secas en 2019 y hasta ahora en 2020, los niveles de agua subterránea continuarán cayendo. La vegetación aún no ha podido recuperarse debido a la escasez de lluvias en los meses de invierno. Lamentablemente estamos lejos de ‘ condiciones normales. Para mejorar la resistencia de los ecosistemas de Brandeburgo a las sequías y otros cambios climáticos, se deben implementar medidas que promuevan la recarga del agua subterránea y creen suelos que puedan almacenar más agua. Nuestros resultados subrayan el papel central de la vegetación en el desarrollo de tales condiciones. estrategias «, dice Dörthe Tetzlaff.

Agua en el paisaje: agua azul y verde

Los investigadores distinguen entre el llamado agua azul, que llena lagos, ríos y acuíferos y está disponible de inmediato para el suministro de agua; y el agua verde, que está directamente influenciada por la vegetación y se devuelve a la atmósfera a través de la evaporación y la transpiración después de ser absorbida por las plantas. Dörthe Tetzlaff y su equipo están investigando las interacciones entre los flujos de agua azul y verde. Están analizando lo que sucede en la zona crítica y qué influencia tiene la vegetación en el régimen general del agua.

La zona crítica: la piel delgada, dinámica y de soporte vital de la tierra

La capa de tierra que se extiende entre el dosel, el suelo y el agua subterránea se llama zona crítica. Durante mucho tiempo fue una ‘caja negra’; en particular, se ha descuidado el papel de las plantas en la distribución del agua, ya que la ciencia se ha centrado en los flujos de agua azul ‘.

En este estudio, los investigadores investigaron los flujos de agua en la zona crítica con isótopos estables en el agua. Los isótopos estables en el agua se pueden usar como «marcadores» para determinar las rutas de flujo, la edad y el origen del agua. Para una comprensión integral, no solo son importantes las cantidades absolutas de los flujos de agua en el paisaje, sino también cuánto tiempo se almacena el agua en el sitio y qué caminos de flujo toma. Cuando esta información se integra con datos sobre la dinámica de la vegetación, el modelado basado en trazadores puede revelar algunos de los procesos más importantes en el sistema ecohidrológico, como dónde y a qué velocidad las plantas extraen agua del suelo.


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