Wasserkreislauf

Einführung

Das Klima hat einen Einfluss auf den Wasserkreislauf, ebenso beeinflusst der Wasserkreislauf das Klima. Je nachdem, wie Land genutzt wird, ändert sich der Wasserkreislauf. Regen fällt entweder in der Nähe, wo das Wasser dafür durch Transpiration vorhanden ist, oder er fällt erst weit weg herunter, da die verdunstete Feuchtigkeit in grosse Höhe gestiegen ist und mit dem Wind fortgetragen wurde. Ein fehlender lokaler Wasserkreislauf kann durch geeignete Massnahmen regeneriert werden.

Transpiration, Bodenbedeckung und -struktur, Vegetation, Trockenheit, Hitze, Starkniederschlag, Oberflächenabfluss, blaues und grünes Wasser: Wie beeinflussen sich diese und weitere Begriffe aus dem Wasserkreislauf gegenseitig?

Der Zusammenhang des lokalen und des globalen Wasserkreislaufs wird erläutert und es wird gezeigt, wie die Bewirtschaftung auf Stufe Landwirtschaft dazu beitragen kann, den lokalen Wasserkreislauf zu nähren und möglichst zu schliessen.

Globaler und lokaler Wasserkreislauf

Der Wasserkreislauf wird in einen grossen, globalen Kreislauf und einen kleinen, lokalen Kreislauf aufgeteilt.

Der globale Wasserkreislauf wird durch die Evaporation der Ozeanmassen angetrieben. Das daraus entstehende Wasser regnet grösstenteils wieder über die Meere aus. Ein kleiner Teil gelangt auf das Festland und kann von den Pflanzen aufgenommen werden. Bei uns stammen ca. 65% des Niederschlags jedoch aus dem lokalen Kreislauf^1,2.

Lokale Kreisläufe sind dadurch definiert, dass sie Wasser über regional abgrenzbaren Gebieten verdunsten und wieder abregnen³. Der Kreislauf beruht hauptsächlich darauf, dass Wasser aus Niederschlägen (Tau, Regen, Schnee) in den Boden versickert und gespeichert wird, von den Pflanzen für ihr Wachstum genutzt und als Wasserdampf wieder an die Atmosphäre abgegeben wird. Dabei wird der Umgebung Energie entzogen (latente Wärme), was zu einer Abkühlung führt. Bei der Transpiration gibt die Pflanze nebst Wassermoleküle auch Bakterien, Pilzsporen und volatile Stoffe, welche sich auf ihrer Oberfläche befinden, an die umgebende Luft ab. Sie fungieren als Kondensationskerne an denen sich beim Aufsteigen und Abkühlen der feuchten Luftmassen neue Niederschlagstropfen bilden.

Je ausgeprägter die Bedeckung der Oberfläche mit Vegetation, umso grösser sind der Wasseranteil, welcher durch Transpiration wieder in den lokalen Kreislauf gespiesen wird sowie die kühlende Wirkung auf die Umgebungstemperatur.

Wasserkreislauf und Landwirtschaft

Der Wasserkreislauf und auch das Mikroklima stehen unmittelbar in Zusammenhang mit dem Boden und dessen Bewirtschaftung. Mehrere Faktoren beeinflussen die Wasserspeicherfähigkeit des Bodens: Nebst beispielsweise Bodenart, Körnung oder Abfolge der Bodenhorizonte spielen insbesondere Bodenstruktur und Strukturstabilität, Bodenfruchtbarkeit sowie Mächtigkeit des Bodens eine zentrale Rolle.

Auf lokaler Ebene ist die Bodenbedeckung eines der wichtigsten Elemente, um den Wasserabfluss zu bremsen und die Wasserinfiltration zu verbessern. Ein weiterer Effekt der Bodenbedeckung ist, dass die bodennahe Luft gekühlt wird. Dies einerseits durch die bereits erwähnte Transpiration (Entzug von latenter Wärme), anderseits durch die Beschattung. Selbst nachts kann die Temperatur in abgedeckten Systemen tiefer sein, was zu einer höheren Luftfeuchtigkeit und Taubildung führt.

In einem kultivierten System sind die Böden in der Regel mit weniger Vegetation bedeckt. Auch werden unter Umständen Bewässerungs- und Drainagesysteme eingesetzt. In einem solchen System kommt es zu erhöhtem Oberflächenabfluss und einer raschen Ableitung des Wassers aus dem Boden in die Gewässer. Auf nackten Böden besteht eine höhere Evaporation bei gleichzeitig niedrigerer Transpiration: Dies insbesondere im Sommer, wenn die Kulturen reif sind. Oberflächenabfluss, Ableitung von Bodenwasser durch Drainagen sowie Evaporation sind drei zentrale Faktoren bei denen Wasser für die landwirtschaftliche Produktion verloren geht.

Es gibt verschiedene Ansätze, um den lokalen Wasserkreislauf zu optimieren und zu festigen. Konkrete Massnahmen, um den Wasserverlust in der Landwirtschaft zu verringern und die Retention zu stärken, werden im Abschnitt Wasserretention vertieft thematisiert.