Hydrogeographie Rhein-Transekt

Die Intensivierung der Landwirtschaft, Veränderungen im Forstsektor und zuneh­mender, urbaner Flächenverbrauch in Deutschland nach dem 2. Weltkrieg haben vermutlich zu großräumigen Veränderungen im Wasser- und Wärmehaushalt von Landschaften geführt, die bislang in ihrer Dimension nicht näher betrachtet und dementsprechend nicht quantifiziert wurden. Es bestehen zahlreiche Indizien, dass Landnutzungsänderungen den Wasserhaushalt städtisch geprägter und länd­licher Räume erheblich modifiziert haben. Gleichzeitig wurde durch diese Maßnah­men die Wärmewirkung der Landschaft nachhaltig beeinflusst. Ziel des interdiszi­plinären Projektes Rhein-Transekt ist, mögliche Trends in den Wasser- und Wär­mehaushaltskomponenten infolge veränderter Landnutzung zu identifizieren und im Zusammenhang mit den künftigen Auswirkungen des Klimawandels zu bewerten. Es stellt sich dabei die Frage, ob mit Maßnahmen der Flächenplanung zu erwar­tenden Ungleichgewichten im Wasser- und Wärmehaushalt zumindest teilweise begegnet werden kann. Unsere Untersuchungen konzentrieren sich beispielhaft auf den nördlichen Oberrheingraben und die westlich bzw. östlich davon gelegenen Re­gionen. Dieser Teil Südwestdeutschlands zeichnet sich durch sehr unterschiedli­che naturräumliche und regionalklimatische Bedingungen aus. Beispielsweise wird im nördlichen Oberrheingraben Landwirtschaft besonders intensiv betrieben, und infolge der vergleichsweise trockenen Bedingungen im Regenschatten des Pfälzer Waldes ist Ackerbau vielfach auf Bewässerung angewiesen. Auf den Höhen des Nordschwarzwaldes hingegen treten ganzjährig sehr hohe Niederschläge auf, und seit dem Mittelalter nutzt der Mensch die Grinden zur extensiven Weidewirtschaft. Die Projektregion schließt außerdem mit dem Rhein-Neckar-Raum eines der am dichtest besiedelten Gebiete Deutschlands ein.

Die Untersuchungen im Projekt Rhein-Transekt zielen darauf ab, experimentelle Studien in unterschiedlich bewirtschafteten, land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen im Projektgebiet zum verbesserten Prozessverständnis zu nutzen. An­schließend fließen diese Erkenntnisse in die Weiterentwicklung bestehender Si­mulationsmodelle ein, die dann auf die Gesamtregion angewandt werden, um z.B. die Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf den Wasser- und Wärme­haushalt zu quantifizieren. Unterstützt werden diese flächenhaften Analysen durch Methoden der Fernerkundung und zelluläre Automaten zur Rekonstruktion histori­scher bzw. zur Darstellung zukünftiger Landnutzungsänderungen. Durch die Ver­zahnung von Grundlagenforschung und anwendungsorientierten Methoden ist das Projekt für die Zusammenarbeit zwischen Universitäten, Forschungsinstituten und staatlichen Behörden bzw. Einrichtungen der Länder ausgelegt. Die Laufzeit des Projektes ist langfristig angelegt um möglichst lange Zeitreihen von Umweltpara­metern, die den weiteren Umweltwandel dokumentieren, zu erhalten und entspre­chend analysieren zu können.

Rhein-Transekt wurde 2012 aus der Taufe gehoben: Im Oktober 2012 konnte die erste Untersuchungsfläche auf dem Queckbrunner Hof bei Speyer, einem Ver­suchsgut des Landes Rheinland-Pfalz, eingeweiht werden (Abb. 1). Dort wurde u.a. eine sogenannte Eddy-Kovarianz-Station errichtet (Abb. 2). Mit den empfindli­chen, mikrometeorologischen Messgeräten ist es möglich, hochfrequente Wasser­dampf- und Kohlendioxidflüsse zu analysieren um daraus z.B. die Verdunstung der Landoberfläche oder die Reaktion der beobachteten Vegetation auf Wasserstress zu untersuchen. Unsere Station ist Teil eines weltumspannenden Netzes derartiger Messungen (FLUXNET). Weiterhin können Niederschlag, Lufttemperatur, Luft­feuchte, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Albedo sowie kurz- und langwellige Strahlungskomponenten mit den Messgeräten der Station erfasst werden.

Neben der Verwendung von Eigen- und Projektmitteln des Geographischen Insti­tuts werden unsere Untersuchungen finanziell und logistisch durch das Bundes­land Rheinland-Pfalz unterstützt, insbesondere durch die folgenden Einrichtungen:

• Landesamt für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht (LUWG)
• Geologisches Landesamt
• Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (DLR)
• Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen

Daneben bestehen Kooperationen mit verschiedenen Einrichtungen der Universität Heidelberg, insbesondere mit dem:

• Heidelberg Center for the Environment (HCE)
• Institut für Umweltphysik