Im Zuge des Klimawandels verändert sich auch das Vorkommen und die Verteilung des Niederschlags. Insbesondere wird erwartet, dass das Auftreten von Dürreereignissen zunimmt. Verschiedene Hilfsmittel wie Dürremonitore, die auf hydrologischen Modellen beruhen, wurden entwickelt, um Dürre zu kategorisieren und vorherzusagen. Dürremonitore wie z.B. der Deutsche Dürremonitor sollen eine Aussage über den Trockenstress der Vegetation tref- fen. Dieser wird aus dem modellierten Bodenwasserdefizit als hydrologisches Maß indirekt abgeleitet, obwohl diese Verknüpfung bisher unklar ist. Die Theorie dahinter ist, dass die Vegetation in ihrer Artenzusammensetzung und ihrem ausgebildeten Wurzelsystem an das im Mittel an dem jeweiligen Standort herrschende Klima und damit auch die Feuchtebedingungen im Boden angepasst ist und daher auch nur ein ungewöhnlich trockenes Jahr zu Einschränkungen der pflanzlichen Produktivität führt. Der Prozesszusammenhang der Koordination des oberirdischen Wasserbedarfs und der unterirdischen Wasserverfügbarkeit von mehrjähriger Vegetation ist jedoch bisher nicht durch Messungen validiert. Eine wichtige Schlüsselgröße dabei ist die Wurzelwasseraufnahmetiefe als Maß für das pflanzenverfügbare Wasser. In vielen hydrologischen Modellen ist diese nur sehr vereinfacht und statisch berücksichtigt. Tatsächlich aber reagiert die Vegetation flexibler auf Trockenheit. Ziel dieses Promotionsprojektes ist es daher, die Abhängigkeit der Wurzelwasseraufnahmetiefe vom Klima und der Bewirtschaftung (und der damit veränderten Artenzusammensetzung) empirisch am Beispiel von Grünlandvegetation zu belegen und diese für die hydrologische Modellierung nutzbar zu machen. Zusätzlich wird der Einfluss der Bewirtschaftung auf die Anpassungsfähigkeit der Grünländer an den Klimawandel bewertet.

In einem ersten Schritt wird dafür nachgewiesen, dass die Vegetation von Grünländern an die langjährigen lokalen Klimabedingungen angepasst ist und der Wasserbedarf mit der Wasserverfügbarkeit koordiniert ist. Des Weiteren wird untersucht, ob sich in der Wurzelwasseraufnahme feststellbarer Trockenstress auch oberirdisch anhand der Produktivität bestimmten lässt und wie sich Bewirtschaftung und Düngung eines Grünlands auf die Anpassung und das Auftreten von Trockenstress auswirken. Dazu werden auf der „Global Change Experimental Facility“ in Bad Lauchstädt (www.ufz.de/gcef) als Klimamanipulationsexperiment und an einzelnen europäischen Standorten unterschiedlichen Klimas im „Nutrient Network“ (https://nutnet.org) erhobene Daten zur Bodenfeuchte, zum Wetter, zur Biomasse und zur Artenzusammensetzung verwendet.

Anschließend werden diese Erkenntnisse im Deutschen Dürremonitor angewendet. Konkret wird eine dynamische Wurzelwasseraufnahme in das zugrundeliegende hydrologische Modell integriert und die sich ergebende Änderung der Bewertung von Dürreereignissen untersucht. Darüber hinaus wird geprüft, inwieweit die Dürreevaluation des Deutschen Dürremonitors mit beobachteten Einschränkungen der oberirdischen Produktivität übereinstimmt. Bei einer erfolgreichen Umsetzung des Promotionsvorhabens trägt dieses Projekt dazu bei, die Einschätzung von Dürreereignissen besonders bezüglich des Trockenstresses der Vegetation über Dürremonitore zu verbessern. Dies stellt besonders für die Land- und Forstbewirtschaftung eine wichtige Information dar und unterstützt die Ausarbeitung von Bewirtschaftungsstrategien, die dem Klimawandel trotzen können. Darüber hinaus bereitet sie langfristig den Weg für die Nutzung von oberflächenbasierten Messungen zum Wasserstatus der Vegetation in hydrologischen Modellen.