Insights of blue-green water cycling and partitioning in different urban environments

Die Entwicklung klimaresilienter Städte erfordert ein besseres Verständnis des urbanen Wasserkreislaufs. Um die sich verändernden ökohydrologischen Dynamiken besser Modellieren zu können, untersucht diese Dissertation das Wasser zwischen Boden, Pflanze und Atmosphäre in Berlin. Hierfür wurden hochaufgelöste Messungen stabiler Wasserisotope (SWI) mit umfassendem ökohydrologischen Monitoring kombiniert, um die Wechselwirkungen zwischen Evapotranspiration (ET), pflanzlicher Wasseraufnahme, Bodenwasserspeicherung und atmosphärischem Wasserdampf zu analysieren. In der ersten Studie werden mithilfe der in-situ SWI Messungen die Quellen von atmosphärischem Wasserdampf und die ET-Dynamik über einer Grasfläche und unter einer Baumkrone im Jahr 2021 untersucht. Die SWI des Wasserdampfs erwiesen sich als stark dynamisch und korrelierten mit denen des Niederschlages. Der stärkste Einfluss der ET wurde unmittelbar über der Grasoberfläche beobachtet. Die zweite Studie untersucht die Dynamiken zweier ausgewachsener Stadtbäume während der Vegetationsperiode 2022. Besonders im Frühjahr während des Blattaustriebs zeigten sich deutliche Veränderungen der ökohydrologischen Dynamiken. Während der sommerlichen Dürre konnten die tiefwurzelnden Bäume auf tiefe Wasserressourcen zurückgreifen. Die dritte Studie analysiert die SWI Dynamiken im Tagesgang vom Xylemwasser der zwei Bäume und im atmosphärischen Wasserdampf aus dem Datensatz von 2022. Während der Sommerdürre zeigten sich deutliche Unterschiede von Tag und Nacht: das Baumxylem war stark von den Transpirationsraten beeinflusst und zeigte nächtliche Abreicherung der SWI. Im Gegensatz dazu waren die SWI der Atmosphäre tagsüber abgereichert durch den Austausch mit höheren Luftschichten. Ein Modellierungsstudie aus Ko-Aurenschaft zeigt, dass hochaufgelöste SWI-Datensätze wertvolle Informationen zu ET Prozessen liefern, aber auch dass die Identifikation der pflanzlichen Wasseraufnahme durch komplexe hydraulische Prozesse erschwert ist.