Ein Modell für den Wasserhaushalt eines Laubwaldes : Unter besonderer Berücksichtigung der funktionellen Zusammenhänge zwischen Witterungsfaktoren, Bodenwassergehalt und Evapotranspiration

Birmensdorf

1974

S. 137-331

64 Abb., 5 Tab., zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

1265

157311

Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, ein mathematisches Modell zu finden, dass den Wasserhaushalt eines Waldes in Abhängigkeit von den Witterungsverhältnissen beschreibt. Den Anstoss dafür bilden vor allem drei Gesichtspunkte. Der erste Beweggrund ist das Interesse für das gegenseitige Ineinadergreifen aller am Wassertransport in einer Vegetationsdecke beteiligten Einzelvorgänge. Ein Funktionsmodell vermag hievon ein ziemlich anschauliches und detailliertes Bild zu liefern. Einen zweiten Schwerpunkt bildet das Streben nach besserer Kenntnis der einzenen kausalen Zusammenhänge. Diesbezüglich dürften die Auswertungen anhand empirischer Befunde etliche neue Hinweise geben. Als direkte praktische Anwendung sollte sich schließlich mittels der gesuchte Beziehung der Bodenwassergehalt zu irgendeinem Zeitpunkt der Vegetationsperiode aus jenem i Frühjahr und meteorologischen Beobachtungen für das dazwischenliegende Intervall berechnen lassen. Mit Hilfe solcherart ermittelter Feuchtigkeitswerte könnte zum Beispiel der Einfluss eines eventuell auftretenden Wassermangel auf den Massenzuwachs der Bäume studiert werden. Schon viel Forscher haben sich mit der Evapotranspiration verschiedenartiger Vegetation und langfristige Wasserbilanzen beschäftigt. Die Verdunstung wird häufig mit der Formel von Penman berechnet (Seite 179) . Sein Ansatz beruht teils auf pysikalischen Gesetzen, teils auf Beobachtungen. Er drückt die Evaporation einer freien Wasserfläche als Funktion von potentieller Einstrahlung, Temperatur, Luftfeutigkeit, Sonnenscheindauer und Windgeschwindigkeit aus. Meist wird dann angenommen, unter genau entsprechnden atmosphärischen bedingungen sei die Verdunstung an irgendwelchen anderen Oberflächen propotional zu jener offenen Wassers. Für Laubwald errechnete man aus Jahresbilanzen einen Proportionalitätsfaktor von rund 0,95. Eine Anzahl agrarwissenschaftlicher Studien wurden dem Zusammenhang zwischen der Bodensaugspannung im Wurzelraum und der Evapotranspiration eine Vegetationsdecke gewidmet. Es wurde immer beobachtet, dass die Verdunstung der Pflanzen innerhalb eines gewissen Bereiches der Bodensaugspannung fast gleich blieb wie bei Wassersättigung. Erst über einer von der untersuchten Kultur anhängigen Saugspannungsgrenze stellte sih dann eine ziemlich rasche Abnahme der Transpiration ein. Dieser kritische Punkt lag bei Saugspannungen zwischen 0,3 und 4 bar (siehe Abbildung Seite 277). In besonders genau durchgeführten Experimenten zeigte sich zudem, dass bereits bei niegrigeren Saugspannungen der wasserentzug aus dem Wurzelraum mit sinkendem Wassergehalt geringfügig abnimmt. Wie auch theoretisch zu erwarten war, entspricht daher die Beziehung zwischen Transpirationund Bodenwassergehalt einer s-förmigen Kurve (Abbildung 42). Die Evapotranspiration bei gesättigtem Boden bezeichnet man als potentielle Evapotranspiration. Ihr Wert ist abhängig von der Bodenbedeckung und den jeweils herrschenden Witterungsverhältnissen. Die Bodensaugspannungen dürften unter sonst vergleichbaren Bedingungen für Waldbestände neist niedriger sein als bei langwirtschaftlichen Kulturen. Man nahm deshalb bis heute an, der Bodenwassergehalt habe in mitteleuropäischen Klimaverhältnissen keinen wesentlichen Einfluss auf die Verdunstung der Bäume. Immerhin wurde gezeigt, dass ein Grundwasserspiegel die Evapotranspiration einer Waldes auf extrem durchlässigem Boden beachtlich zu erhöhen vermag.