Wasserkreislauf: Wie du ihn für deine Permakultur nutzen kannst

Für die Einführung eines guten Wassermanagement in deinem Garten oder deiner Landwirtschaft ist es wichtig, die Grundlagen der Wasserkreisläufe zu verstehen. Ich kann mich noch daran erinnern wie ich den Wasserkreislauf in der vierten Klasse zum ersten Mal kennengelernt habe. Mehr habe ich aber bisher nie über die Wasserkreisläufe gelernt. Zum Glück kam vor kurzem ein weiteres Online-Seminar daher (Das Wort "Webinar" darf man nicht mehr verwenden – es ist markenrechtlich geschützt), das sich genau dieses Thema auf die Fahne geschrieben hat.

Dr. Christian Hildmann vom Forschungsinstitut für
Bergbaufolgelandschaften e.V. erklärt sehr anschaulich, welche unterschiedlichen Wasserkreisläufe es gibt und wie wir als Menschen auch dafür sorgen, dass Wasser immer wieder verloren geht. Gleichzeitig gibt er aber auch Maßnahmen mit auf den Weg, wie wir mit dem Verständnis der Kreisläufe auch Wasser speichern können. All das erfährst du in diesem Artikel der – weil es ein sehr spannendes und umfassendes Thema ist – etwas länger wird als die anderen.

Wasserkreislauf: Die wichtigsten Prozesse

Verdunstung und Kondensation

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Der erste wichtige Prozess des Wasserkreislauf ist die Verdunstung. Bei der Verdunstung nimmt die Atmosphäre im Wasser gespeicherte Energie auf, was am Ort der Verdunstung zu einer Kühlung führt. Interessant: Die Kühlleistung eines Baums mit einem Durchmesser von 10m beträgt 20-30 Kilowatt. Eine handelsübliche Klimaanlage (Wandgerät) hat eine Kühlleistung von ungefähr 2-3 Kilowatt. Bäume haben also ein großes Potential, die Temperaturextreme im Kleinklima auszugleichen.

Wasserkreislauf_Tau

Bei der Kondensation, also zum Beispiel Taubildung am Boden oder Regenbildung in den Wolken wird die Energie wieder freigegeben und es findet ein Temperaturausgleich statt. Verdunstung und Kondensation sind insgesamt gesehen also ein Energie- und Wasserkreislauf.

Der globale Wasserkreislauf

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Global gesehen gibt es in den oberen Luftschichten einen Wasserdampftransport über die Wolken. Mit diesem Dampftransport wird Wasser über große Strecken hinweg an andere Orte transportiert. Allerdings ist die Menge des transportierten Dampfes fix, es gibt also eine Obergrenze.

Wasserkreislauf_Fluss
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Das bedeutet, dass ein Teil des Wassers, das über den Kontinenten verdunstet "recycelt" wird. Es schlägt sich immer wieder über der Landmasse nieder, bis es per Dampftransport an einen anderen Ort gebracht wird. Das gibt den Pflanzen die Möglichkeit immer wieder davon zu profitieren und es wieder in die Luft abzugeben. Aber auch das Grundwasser kann sich durch dieses Wasser-Recycling wieder füllen. Vorausgesetzt natürlich der Mensch entnimmt nicht zu viel Grundwasser. Ein Teil geht auch erst über Bäche und dann über Flüsse ins Meer verloren. Schlechte Wasserrückhaltung sorgt mitunter für Überschwemmungen an Flüssen und damit auch zu einem unnötigen Wasserabfluss in die Meere. Je besser dein Wassermanagement ist, desto weniger Wasser geht also verloren.

Der Einfluss des Menschen auf den Wasserkreislauf

Hier ein paar Fakten aus Hildmanns Vortrag zu den Auswirkungen der menschlichen Kulturtätigkeit auf den globalen Wasserkreislauf:

  • Reduktion der Verdunstungstätigkeit um 1,8%
  • Steigerung des Abflusses ins Meer um 1,7%

Auch wenn das kleine Prozentzahlen sind: Es handelt sich hier um hunderttausende km³ Wasser, die wir verlieren und eine massiv verminderte Kühlungswirkung. Regional sind diese durchschnittswerte zum Teil viel gravierender. Zum Beispiel ist die Niederschlagsmenge in Sachsen seit 1880 in den Sommermonaten um durchschnittlich knapp 10% (!) zurückgegangen. In einzelnen Jahren sorgt das (wie 2018, 2019 und vermutlich auch 2020) zu extremen Dürren und dadurch verringerten Ernten und mehr Waldbränden. Auch die deutschlandweit gestiegenen Niederschläge im Winter können die starken Dürren in den Sommermonaten nicht wirklich ausgleichen, denn selbst in den weniger betroffenen Regionen sind die Unterböden ab 30cm Bodentiefe zum Teil außergewöhnlich trocken.

Verantwortlich für die Reduktion der Verdunstung und die Steigerung des Abflusses ist vor allem Abholzung, aber auch die industrielle Landwirtschaft. Dazu kommt auch die Begradigung von Flüssen und Trockenlegung von Mooren. Wir Menschen haben unsere Landschaft in den letzten Jahrhunderten so gestaltet, dass wir sie möglichst effizient nutzen können. Leider haben wir damit viel Wasserspeicherfähigkeit und Wasserrückhaltung zerstört und ein großer Teil geht verloren. Da Wasser auch Nährstoffe mitschwemmen kann, geht uns dadurch auch wertvoller Boden verloren.

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Photo by Abhishek Pawar on Unsplash

Wasserverteilung

Das Wasser ist zu 96,5% in den Ozeanen zu finden. Im Grundwasser sind 1,7% des Wassers gespeichert und in Seen und Flüssen nur 0,03%, in der Atmosphäre gerade einmal 0,001%. Wir sollten also dafür sorgen, dass unsere Grundwasserspeicher als größte zugängliche Süßwasserspeicher nicht zu sehr beansprucht werden. Richtige Wasserspeicherung ist heutzutage ein Muss und in der Zukunft noch viel mehr, denn der Wasserbedarf wird durch den Klimawandel steigen.

Zeitlich betrachtet gibt es Zeiten von größerer Trockenheit und Zeiten größeren Niederschlags. In der Vergangenheit gab es in den gemäßigten Breiten heiße Somme und kalte Winter, mit relativ ausgeglichenen Niederschlägen. Heute werden extreme Trockenzeiten, auch Dürren und Starkniederschläge immer häufiger. Diese extreme sind natürlich eine große Herausforderung für die Ökosysteme.

Räumlich betrachtet hängt die Speicherkapazität von der Fähigkeit eines Standorts ab, Wasser zu speichern und dauerhaft einzulagern (was natürlich vom Zustand des Bodens und des Ökosystems ganz allgemein abhängt).

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Paradebeispiel für einen guten Wasserspeicher: Das Moor.                         Photo by sofia wang on Unsplash

Einfluss des Wasserhaushalts auf deine Landschaft

Die Vegetation an einem Standort ist also in natürlichen Gebieten immer an den Standort angepasst. Bei gestalteten oder von Menschen kultivierten Standorten solltest du die Pflanzen also entsprechend an die Bedingungen deines Standorts anpassen. Das erspart dir unnötiges Gießen und verhindert damit Grundwasserentnahme und spart Zeit und Aufwand. Wenn du deine Permakultur gut gestaltet hast, braucht sie nur 20% deiner Energie und Ressourcen für die Pflege, nicht umgekehrt. Natürlich kannst du die Standortbedingungen mit kurz- und langfristigen Maßnahmen verbessern.

Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Verdunstung und damit die Kühlung deines Standorts zu verbessern. Denn das sorgt dafür, dass mehr Wasser in kleinräumigen Wasserkreisläufen recycelt wird und sich im Idealfall in der Nähe deines Standorts abregnet. Außerdem schützt die vermehrte Kühlung deine Pflanzen natürlich vor zu großen Temperaturunterschieden. Der Wasserhaushalt deiner Landschaft, also die Niederschläge, Verdunstung, vorhandene Wasserspeicher usw. bestimmt wie deine Landschaft mit den Wasserkreisläufen interagiert.

Konkret gesprochen ist ein Feuchtgebiet oder Moor mit vielfältigen kleinräumigen Wasserkreisläufen verknüpft und versorgt sich auf diese Weise immer wieder mit Wasser. Es hat nämlich viel Wasser, das verdampfen und wieder kondensieren kann. Über Tau oder Regen. Die damit verbundene Kühlung aber auch die Temperaturregulation der Wassermenge an sich gleicht starke Temperaturspitzen aus.

Maßnahmen für einen gesunden Wasserkreislauf

Permakultur bedeutet oft, deine Landschaft möglichst an natürliche Ökosysteme anzunähern und gleichzeitig Erträge zu erwirtschaften. Das Moor ist dafür zwar eine gute Inspirationsquelle, aber nur für die tieferen Lagen. Zum Glück gab es schon viele schlaue Köpfe, die sich auch für andere Höhenlagen Gedanken gemacht haben. Denk' immer daran: Die größten strukturellen Veränderungen sollten immer zuerst angegangen werden. Du kannst dein Wassermanagement später immer noch im Detail genauer gestalten. Egal ob du eine Zisterne einbaust, oder Tröpfchenbewässerung verwendest: Die Wasserverfügbarkeit hängt von deiner Vorarbeit für den Wasserhaushalt deiner Landschaft ab.

Allgemeine Hinweise

  • Renaturierung von Mooren und Feuchtgebieten
  • Gliederung und Anreicherung deiner Landschaft mit Gehölzen
  • Anreicherung deiner Landschaft mit Humus

sind alles grundlegende Maßnahmen, um den Wasserhaushalt deiner Fläche zu stabilisieren und resilienter zu machen. Bei Mooren und Feuchtgebieten ist natürlich bei vielen mit Einschränkungen zu rechnen, wenn dein Standort generell eher trocken liegt und auch in der Vergangenheit keine Feuchtgebiete angrenzend waren. Interessant könnte dann aber die erstmalige Schaffung eines Feuchtgebiets sein, zum Beispiel in einer integrierten Wildniszone? Ein Dynamischer Wasserrückhalt im ganzen Gelände, also mehrere kleine verteilte Becken mit Überläufen, sorgen insgesamt für eine größere Wasserbeständigkeit in deinem Gelände. Ein gutes Beispiel für ein solches Wassermanagement ist die Zaytuna Farm von Geoff Lawton in Australien.

Maßnahmen für größere Höhenlagen

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Photo by Janusz Maniak on Unsplash

Für höhere Lagen empfiehlt Dr. Hildmann die Wiederaufforstung, um Auswaschung von Nährstoffen an den von den steilen Hängen zu vermeiden. Eine Aufforstung an den Kuppen verlangsamt außerdem die Geschwindigkeit des von oben herunterfließenden Wassers und bietet mehr Möglichkeiten schon vorher zu versickern und damit dem ganzen Land zugute zu kommen.

Maßnahmen für mittlere Höhenlagen

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Photo by Dave Francis on Unsplash

  • Steigerung des Humusgehalts
  • Integration von Wasserspeichern ins Landschaftsbild
  • Erhöhter Wasserrückhalt durch Kulturformen (z.B. Hügelkultur)
  • Contour Farming oder Keyline Design (Praxisbeispiel in Rheinland-Pfalz)
  • Integration von Gehölzen ins Landschaftsbild (z.B. Agroforst)

Maßnahmen in den Niederungen

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Photo by Chris De Wit on Unsplash

  • Rückhaltung von Wasser und Nährstoffen vor den Gewässern durch spezielle Pflanzungen vor den Gewässern (z.B. Randzonen mit Schilf). Der Schilf wird regelmäßig abgeerntet und kompostiert, um die ausgewaschenen Nährstoffe aufs Land zurückzuführen.
  • Revitalisierung von Feuchtwiesen und Feuchtgebieten als natürliche Puffer zwischen mittleren Lagen und Flüssen / Seen.

Exkurs: Maßnahmen für Städte

Zwar liegen die meisten großen Städte an Flüssen und haben deshalb einen natürlichen Temperatur- und Luftausgleich durch eine mehr oder weniger Große Luftschneise. Die Versiegelung in den meisten Städten ist aber so groß, dass die Temperatur nicht mehr ausreichend abgeleitet werden kann. Deshalb ist die durchschnittliche Temperatur in Städten wesentlich höher als in den umliegenden ländlicheren Gebieten. Durch den Klimawandel wird dieses Problem noch viel gravierender als es jetzt schon ist.

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Hildmann empfiehlt auch für die Städte die Pflanzung von mehr Gehölzen, um die Versiegelung auszugleichen und mehr Kühlung durch Verdunstung zu ermöglichen. Mittlerweile gibt es immer mehr so genannte "Green Cities" und "Smart Cities". Unter diesen Schlagwörtern werden intelligente und vernetzte, aber oft auch naturnahe Städte bezeichnet.

Fazit

Wenn du den Wasserkreislauf verstehst, kannst du wirklich wichtige Grundlagen deiner Landschaft gestalten. Egal, ob du einen kleinen Garten besitzt, ein Grundstück mit See oder einen runtergewirtschafteten Acker, mit den Maßnahmen von Hildmann kannst du an kleinen und großen Hebeln ansetzen. Für die Gartengröße ist sicherlich ein Teich geeignet, für größere Weideflächen ein Keyline-Design. Mir hat der Vortrag von Dr. Hildmann aufgezeigt, dass wir (wie bei vielen anderen Themen) schon viel darüber wissen, wie die Menscheit auf den Klimwandel reagieren kann.

Zugegeben: Die Lösungen im Bereich des Wassermanagements sind sehr aufwändig, weil sie oft etwas mit großen strukturellen Veränderungen in der Landschaft zu tun haben. Die Auswirkungen sind aber sehr groß und positiv für das ganze Gelände und die Pflanzen. In jedem Fall ist es sinnvoll dich mit kleinräumigen Wasserkreisläufen und Kühlung auf deinem Gelände auseinanderzusetzen, bevor du dich der Bewässerung zuwendest. Und dann gibt es ja noch das Permakultur-Allheilmittel: Humusaufbau, Humusaufbau, Humusaufbau! Gilt immer.

Titelbild: Christian Holzinger auf Unsplash

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