Neue konsistente Modelle für die effektive Beschreibung der Bodenwasseraufnahme durch Pflanzenwurzeln
Eine genaue Kenntnis des Wassertransports im System Boden-Pflanze-Atmosphäre ist für viele Fragestellungen in den Umwelt- und Agrarwissenschaften von großer Bedeutung. An den Wassertransport sind sowohl Stoffflüsse als auch Energieflüsse gekoppelt, so dass Fehler in der Beschreibung des Wassertransportes zu Fehlern in der Vorhersage der Umsätze von Wasser, Stoffen und auch der Energie in den
Systemkomponenten führen. Ein großer Teil des Wassers wird vom Boden über die Pflanze zur Atmosphäre transportiert, so dass die Beschreibung der Wasseraufnahme durch Wurzeln von entscheidender Bedeutung ist. Häufig werden die Transportvorgänge effektiv unter der Annahme eines repräsentativen Elementarvolumens (REV) beschrieben. In diesem Antrag wird gezeigt, dass die gängigen Modelle zur effektiven Beschreibung der Wasseraufnahme auf der REVSkala physikalisch nicht konsistent sind. Es werden Verbesserungen vorgeschlagen,
die zum einen zu einer physikalischen Konsistenz führen und zum anderen praktikabel sind. Letzteres bedeutet hier, dass die benötigten Informationen gering sind und die Modelle mit relativ geringem Aufwand in gängige Simulationssoftware implementiert werden können. Die Implementierung soll im Projekt erfolgen, um dann in mehreren Sensitivitätsstudien zu analysieren, wie sich die neuen Modelle im Vergleich zu den gängigen unter homogenen und heterogenen Verteilungen von Bodeneigenschaften für unterschiedliche Bodenarten und Randbedingungen verhalten. Im letzten Schritt sollen die neuen Modelle anhand von Literaturdaten getestet werden.
Mitarbeiter: Dr. Andre Peters
Träger: DFG (PE 1912/2-1)
Mittel: 60000 Euro
Laufzeit: 01.12.2014 - 30.04.2016
Publikationen:
- E. Tello-García, L. Huber, G. Leitinger, A. Peters, C. Newesely, M.-E. Ringler, E. Tasser (2020): Drought- and heat-induced shifts in vegetation composition impact biomass production and water use of Alpine grasslands, Environmental and Experimental Botany, 199: 103921, doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.103921 (open access).
- Peters, A., J. Groh, F. Schrader, W. Durner, H. Vereecken, and T. Pütz (2017): Towards an unbiased filter routine to determine precipitation and evapotranspiration from high precision lysimeter measurements, J. Hydrol. 549, 731–740, doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.04.015.
- Peters, A., W. Durner, and S.C. Iden (2017): Modified Feddes type stress reduction function for modeling root water uptake: Accounting for limited aeration and low water potential, Agricultural Water Management, 185, 126-136, doi: 10.1016/j.agwat.2017.02.010 .
- Markert, A., A. Peters, and G. Wessolek (2016): Analysis of the evaporation method to obtain soil thermal conductivity data in the full moisture range, Soil Science Society of America Journal, 80, 275-283.
- Peters, A., T. Nehls, and G. Wessolek (2016): Technical note: Improving the AWAT filter with interpolation schemes for advanced processing of high resolution data, Hydrology and Earth System Sciences, 20, 2309-2315
- Hoffmann, M., R. Schwartengräber, G. Wessolek, and A. Peters (2016): Comparison of simple rain gauge measurements with precision lysimeter data., Atmospheric Research, 174-175, 120-123.
- Peters, A. (2016): Modified conceptual model for compensated root water uptake – A simulation study, Journal of Hydrology, 534, 1-10.
