The use of lysimeters to determine the water balance in forests in northeastern Germany

The region of Eberswalde in northeastern Germany is amongst the driest and also most densely wooded regions in Germany. Low annual precipitation between 500 and 600 mm and the light sandy soils lead to limited water availability. Therefore the hydrological functions of forests play an important role in the regional water budget, water supply and water distribution. The aim of forest hydrologic research is to investigate the influence of the different types of forest structures on the water balance of the landscape and on the partial parameters of the water balance equation. Lysimeters are suitable measuring instruments to investigate evaporation and groundwater production in areas with granular soils and loose rocks. The use of lysimeters of different construction has a tradition of more than 100 years in this region. To investigate the water consumption of different tree species, lysimeters were installed in the lowlands at Britz near Eberswalde under comparable site conditions. In 1972 nine lysimeters with a surface of 100 m2 and a depth of 5 m were built. The stand development of Scots pine (Pinus sylvestris L.), common beech (Fagus sylvatica L.), larch (Larix decidua L.) and Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) have been observed and recorded since planting with regard to growth course, net primary production and water fluxes. The choice of tree species is of critical importance for determining the amount of groundwater production below forests. The structural properties of the ground vegetation in terms of composition and coverage influence the soil available water content considerably with effects on tree growth of Scots pine forests during the vegetative period. These results were obtained with the use of specially developed weighable lysimeters.Die Waldregion Eberswalde als Teil des nordostdeutschen Tieflands ist durch geringe Niederschläge, Sommertrockenheit und verbreitet leichte Sandböden geprägt. Die jährlichen Niederschläge betragen 500 bis 600 mm. Schwerpunkt der forsthydrologischen Forschung ist die Klärung des Einflusses unterschiedlich strukturierter Wälder auf den Landschaftswasserhaushalt und auf die Teilglieder der Wasserhaushaltsgleichung. Im Lockergesteinsbereich sind Lysimeter eine geeignete Methode zur Erforschung des Wasserhaushaltes von Pflanzen. 1972 wurden in Britz bei Eberswalde neun Großlysimeter mit einer Tiefe von 5 m und einer Oberfläche von 100 m2 unter vergleichbaren Standortbedingungen angelegt. 1974 wurden diese Lysimeter mit den Baumarten Kiefer (Pinus sylvestris L.), Buche (Fagus sylvatica L.), Lärche (Larix decidua L.) und Douglasie (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) bepflanzt. Das Versuchsziel war die Klärung des Baumarten- und Alterseinflusses der Bestockungen auf Grundwasserneubildung und Verdunstung. Die Lysimeterforschung hat in dieser Region eine über hundertjährige Tradition. Die Großlysimeteruntersuchungen zeigten, dass für die Tiefenversickerung unter Wald die Baumart von herausragender Bedeutung ist. In Kiefernbeständen wurde mit Hilfe speziell entwickelter wägbarer Lysimeter der Wasserverbrauch typischer Bodenvegetationsdecken ermittelt. Erst durch die Berücksichtigung der Besonderheiten des strukturellen Aufbaus des Waldes wird eine treffende Beurteilung der hydrologischen Wirkungen möglich