Forschungszentrum Jülich sammelt Daten zum Boden bei Trockenheit

Forschungszentrum Jülich : Experten sammeln Daten zum Boden bei anhaltender Trockenheit

Der Boden ist trocken, die Pflanzen haben Stress und die Wissenschaftler geraten ins Schwitzen: Die aktuelle Hitzewelle ist für die Bodenexperten des Forschungszentrums Jülich (FZJ) eine außergewöhnliche Testphase.

Aktuell laufen zwischen Jülich und Huchem-Stammeln vier Messkampagnen gleichzeitig.Mit drei kleinen Flugzeugen ist die Europäische Weltraumorganisation (ESA) in Absprache mit dem FZJ im Luftraum zwischen Jülich und Huchem-Stammeln unterwegs, zudem bringt das FZJ eine große Drohne an den Start. So wollen sich die Forscher ein Bild davon machen, was die Hitzewelle für den Boden und die Pflanzen bedeutet. Nach der Antwort mit Blick auf die kurzfristige, aktuelle Situation muss FZJ-Bodenforscher Dr. Carsten Montzka nicht lange suchen. „Es kann sein, dass das Pflanzenwachstum von den Wetterbedingungen noch schlimmer beeinflusst wird als im vergangenen Jahr“, sagt er.

2018 gab es ab Mai eine ungewöhnlich lange Trockenphase. In vielen Kommunen rückten die Bauhofmitarbeiter aus, um vor allem Bäume zu wässern. Der vergangene Mai war feuchter als der 2018, insgesamt ist die Regenmenge in beiden Jahren aber unterdurchschnittlich. Die Wasserspeicher seien nicht gefüllt. Gemeint ist der Boden. Das habe Montzka bereits im Februar festgestellt, als er im Hohen Venn unterwegs war; da, wo man sonst auf Stegen gehen musste, weil der Boden zu feucht war. Diesmal sei der Boden meist trittfest gewesen. „Und jetzt haben wir eine erste Hitzewelle, die relativ früh einsetzt“, schildert Montzka das Problem.

Die aktuellen Messkampagnen des FZJ werden daran nichts ändern. Wissenschaftler sind keine Schamanen, die Regen herbei trommeln. Ziel der Untersuchungen ist auf lange Sicht, Strategien zu entwickeln, wie die Menschen mit trockeneren Böden umgehen können. „Unsere Berechnungen besagen, dass wir solche trockenen Jahre in 30, 40 Jahren als normal empfinden werden“, sagt Montzka.

Auf dem Bild kann man erkennen, wo der Boden gut Wasser speichern kann: der dunkelblaue Bogen ist der Bereich eines früheren Altarms der Rur. Foto: FZJ

Zwei der FZJ-Messkampagnen sollen dabei helfen, die Daten zweier Satelliten der ESA besser verstehen zu können. Einer ist ein Radarsatellit, der die Bodenfeuchtigkeit und die Struktur der Vegetation zeigen soll. Das kann er allerdings nicht alleine. Die rund 15 Kilogramm schwere Drohne, die am Mittwoch mehrfach im Luftraum in der Nähe der Umspannanlage bei Oberzier unterwegs war, ist wie eine Art Lupe für die Satellitendaten.

Mit ihr gewinnen die Forscher vor Ort genauere Daten zu Phänomenen, die vom Satelliten aus nur mit kleinerem Maßstab erfasst werden. Oder sie sammeln Erkenntnisse darüber, auf welchen Flächen die Bodenfeuchte überhaupt aus der Luft erfasst werden kann und wo eventuell die Vegetation solche Rück­schlüsse nicht zulässt.

Jülicher Land besonders geeignet

Die Flächen zwischen Huchem-Stammeln, Niederzier und Selgersdorf eigenen sich aus Sicht der Wissenschaftler gut als Testgebiet, da die Böden sehr unterschiedlich sind. „Hier kommt es vor, dass eine Fläche noch recht grün ist, während die daneben schon fast komplett verdorrt ist“, sagt Montzka. Die Drohne stellt mit einem Thermalsensor unterschiedliche Oberflächentemperaturen fest: grün bewachsene Flächen sind kühler als verdorrte.

Gründe für die Unterschiede sind beispielsweise das verschüttete Flussbett eines alten Seitenarms der Rur, in dem Wasser besser gespeichert wird. Oder Schützengräben aus dem Zweiten Weltkrieg, die sich laut Montzka „in der Vegetation durchdrücken“. Zudem steige in Richtung Niederzier der Kies-Anteil. Damit nimmt die Speicherfunktion des Bodens ab.

„Die Messungen sind ein Mosaikstein eines Gesamtbildes. Am Ende müssen die Ergebnisse zusammengeführt werden“, erklärt Montzka, dass es um viele Daten geht: Wie tief wurzeln Pflanzen, um an Wasser zu kommen? Wie viel Regen fällt in den Phasen, in denen Pflanzen wachsen? Welche Pflanzen verkraften Hitzephasen und weniger Regen besser? „Es ist möglich, dass am Ende zum Beispiel eine Empfehlung herauskommt, dass Felder mit Nutzpflanzen in Zukunft im Frühjahr zusätzlich gewässert werden müssen“, sagt Montzka. Aber das ist nur eine Vorhersage. Das Gesamtbild zu erstellen ist eine Aufgabe über Jahre für Wissenschaftler aus vielen Forschungsrichtungen.

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