Il regime idrico di un paesaggio oscilla sempre di più tra gli estremi della siccità o delle inondazioni. Il tipo di vegetazione e l'uso del suolo svolgono un ruolo importante nella ritenzione idrica e nel deflusso. Insieme a scienziati del Regno Unito e degli Stati Uniti, i ricercatori del Leibniz- Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) hanno sviluppato un modello matematico in grado di riflettere le complesse interazioni tra vegetazione, regime del suolo e dell'acqua. Loro mostrano, Per esempio, che nelle faggete l'acqua viene sempre più scambiata tra suolo e vegetazione per aumentare l'evaporazione nell'atmosfera, mentre il manto erboso favorisce la ricarica delle acque sotterranee.

Con il modello sviluppato EcH2o-iso i ricercatori possono quantificare dove, come e per quanto tempo l'acqua viene immagazzinata e rilasciata nel paesaggio. Il modello aiuta a prevedere meglio gli effetti dei cambiamenti nell'uso del suolo sul bilancio idrico in condizioni climatiche mutevoli. In particolare nelle zone soggette a siccità, questa conoscenza può aiutare a sviluppare strategie di uso del suolo che aumentino la resistenza del paesaggio ai cambiamenti climatici e proteggano le risorse idriche. "Finora, il tipo di vegetazione è stato considerato principalmente al fine di prevenire l'erosione del suolo. In considerazione di eventi meteorologici estremi più frequenti come siccità e inondazioni, però, è sempre più una questione di quali piante possono essere coltivate per controllare la ritenzione o la perdita di acqua nel paesaggio, " afferma il prof. Dörthe Tetzlaff, capo dello studio, leader del gruppo di ricerca "Landscape Ecohydrology" presso IGB e Professore in Ecohydrology presso la Humboldt Universität zu Berlin.

I precedenti modelli di previsione spesso catturano la vegetazione come elemento statico. Così, le complesse interazioni tra l'evapotraspirazione – l'evaporazione dell'acqua da parte delle piante e del suolo e delle superfici idriche – ei processi fisiologici delle piante non potevano essere sufficientemente comprese. In questo studio, però, sono stati utilizzati anche dati a lungo termine di misure dirette di vegetazione (ad esempio produzione di biomassa e traspirazione). Ciò migliora l'affidabilità dei modelli e la loro trasferibilità. Nel campo, i modelli sono stati testati con i cosiddetti traccianti conservativi. Questi sono indicatori che possono essere utilizzati per determinare l'età e l'origine dell'acqua. Si tratta di un nuovo approccio per valutare gli effetti dei cambiamenti climatici sul bilancio idrico.

In una regione intorno al lago Stechlin nel nord della Germania, i ricercatori hanno convalidato il modello utilizzando studi sul campo. Hanno confrontato le aree di terra con la foresta decidua e la copertura erbosa. I risultati dello studio sul campo mostrano che l'uso delle praterie porta a una maggiore ricarica delle falde acquifere e che nelle faggete viene restituita più acqua nell'atmosfera per evapotraspirazione. Però, gli effetti sono sito-specifici e dipendono dal rispettivo idroclima, biogeografia ed ecologia del paesaggio. Con l'aiuto del modello EcH2o-iso, però, queste differenze possono essere prese in considerazione in futuro e possono essere creati modelli di previsione locali e su larga scala.