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Wüstebach Versuchsstandort

Das Untersuchungsgebiet Wüstebach befindet sich innerhalb des Nationalparks Eifel unweit der Deutsch-Belgischen Grenze. Es umfass das ca. 38.5 ha große Einzugsgebiet des Wüstebachs mit Höhen zwischen 595 und 628 m üNN. Mit der vorherrschenden Fichte (Piceaabies) repräsentiert das Untersuchungsgebiet das typische, jedoch nicht natürliche, Fichtenwaldsystem der Region.

Unterhalb einer 1-2 m mächtigen periglazialen Solifluktionsschicht befinden sich devonische Schiefer in gelegentlichem Wechsel mit Sandsteinen. In den Tälern wurden unter Grundwassereinfluss Gleye gebildet, während an den Hängen Braunerde und Pseudogleye überwiegen.

Anfang Herbst 2013 wurde von der Nationalparkverwaltung ein etwa 9 ha großes Areal im Untersuchungsgebiet entfichtet. Ziel der Maßnahme ist die Beschleunigung der Regeneration eines naturnahen Laubwaldes im Nationalpark. Die starken Auswirkungen dieses Eingriffs auf Boden, Wasserqualität, Austauschprozesse und die Zusammensetzung von Flora und Fauna bieten einen einmaligen Einblick in die Regeneration des Waldbestandes.

Um den Wasser- und Stoffkreislauf des Waldsystems vor und nach der Entfichtung detailliert untersuchen zu können, wurde der Standort seit 2008 mit einer Vielzahl von Sensoren zur Erfassung von meteorologischen, bodenkundlichen und hydrologischen Messdaten ausgestattet. Hierzu zählen unter anderem mehrere Wetterstationen, Abflussmesseinrichtungen, wägbare Lysimeter, Cosmic-Ray Bodenfeuchtesensoren und ein drahtloses Sensornetzwerk zu Erfassung der räumlichen Bodentemperatur- und Feuchte (Bogena et al., 2010; Rosenbaum et al., 2012; Bogena et al., 2015). 

 

 abflussratenmesseinrichtung wüstebach

Die Hauptabflussmessstation der Wüstebach Versuchsstation

 

Die markanteste Messeinrichtung ist allerding der 38 m hohe Eddy-Kovarianz-Messturm (50.504°N, 6.331°O, 610 m üNN), der in einem nach wie vor bewaldeten Teil des Untersuchungsgebiets errichtet wurde (Graf et al., 2014; Bogena et al., 2015). Die Turmmessung konnten in 2009 aufgenommen werden und beinhalten neben den Flussmessungen, Temperatur-, Feuchte- und Strahlungsprofile und vieles mehr. Im Moment sind am Turm ein CSAT3 Anemometer und ein LI7500 Gasanalysator installiert. CO2-Profilmessungen mittels einem „Closed-Path“ Analysator sind in Planung.

 

38m hoher turm im wüstebach waldgebiet

Der 38m hohe mikrometeorologische Turm im Wüstebach Versuchsstandort.

 

Unter Verwendung des am Turm gemessenen latenten Wärmeflusses in Verbindung mit Abfluss-, Niederschlags- und Bodenfeuchtemessungen konnte für den Zeitraum vor der Entfichtung eine gute Schließung der Wasserbilanz des Untersuchungsgebiets erreicht werden (Schließungslücke < 3 %).

 

micrometeorologische station im kahlschlagsbereich des wüstebachgebietes

Die mikrometeorologische Station in der Kahlschlagfläche der Wüstebach Forschungsstation.

 

 

Aktuelle Messdaten der Station werden unter folgender Adresse bereitgestellt:

http://teodoor.icg.kfa-juelich.de/ibg3searchportal/index.jsp

 

Publikationen mit Bezug auf den Untersuchungsstandort:

Baatz R., H. Bogena, H.-J. Hendricks Franssen, J.A. Huisman, C. Montzka and H. Vereecken (2015). Development of an empirical vegetation correction for soil water content quantification using cosmic-ray probes. Water Resour. Res., 51, DOI: 10.1002/2014WR016443

Bogena, H.R., R. Bol, N. Borchard, N. Brüggemann, B. Diekkrüger, C. Drüe, J. Groh, N. Gottselig, S.J. Huisman, A. Lücke, A. Missong, B. Neuwirth, T. Pütz, M. Schmidt, M. Stockinger, W. Tappe, L. Weihermüller, I. Wiekenkamp and H. Vereecken (2015): A terrestrial observatory approach for the integrated investigation of the effects of deforestation on water, energy, and matter fluxes. Science China: Earth Sciences 58(1): 61-75, doi: 10.1007/s11430-014-4911-7.

Bogena, H.R., J.A. Huisman, R. Baatz, R., H.-J. Hendricks Franssen and H. Vereecken (2013): Accuracy of the cosmic-ray soil water content probe in humid forest ecosystems: The worst case scenario. Water Resour. Res., 49 (9): 5778-5791, DOI: 10.1002/wrcr.20463.

Cornelissen, T., B. Diekkrueger and H. Bogena (2013): Using HydroGeoSphere in a forested catchment: How does spatial resolution influence the simulation of spatio-temporal soil moisture variability? Procedia Environmental Sciences, 19: 198-207, doi: 10.1016/j.proenv.2013.06.022.

Fang, Z., H.R. Bogena, S. Kollet, J. Koch and H. Vereecken (2015): Spatio-temporal validation of long-term 3D hydrological simulations of a forested catchment using empirical orthogonal functions and wavelet coherence analysis. J. Hydrol., doi:10.1016/j.jhydrol.2015.08.011.

Graf, A., H. R. Bogena, C. Drüe, H. Hardelauf, T. Pütz, G. Heinemann, Vereecken, H., 2014: Spatiotemporal relations between water budget components and soil water content in a forested tributary catchment, Water Resour. Res., 50, 4837–4857, http://doi.org/doi:10.1002/ 2013WR014516.

Qu, W., H.R. Bogena., J.A. Huisman, J. Vanderborght, M. Schuh, E. Priesack and H. Vereecken (2015): Predicting sub-grid variability of soil water content from basic soil information. Geophys.Res.Lett. 42: 789–796, doi:10.1002/2014GL062496.

Stockinger, M., H. Bogena, A. Lücke, B. Diekkrüger, M. Weiler and H. Vereecken (2014): Seasonal Soil Moisture Patterns Control Transit Time Distributions in a Forested Headwater Catchment. Water Resour. Res., 50, doi:10.1002/2013WR014815.

Stockinger, M.P., A. Lücke, J.J. McDonnell, B. Diekkrüger, H. Vereecken and H.R. Bogena (2015): Interception effects on stable isotope driven streamwater transit time estimates. Geophys. Res. Lett., 42: 5299–5308, doi:10.1002/ 2015GL064622.

Rosenbaum, U., H.R. Bogena, M. Herbst, J.A. Huisman, T.J. Peterson, A. Weuthen, A. Western and Vereecken, H. (2012): Seasonal and event dynamics of spatial soil moisture patterns at the small catchment scale. Water Resour. Res., 48(10), W10544, doi:10.1029/2011WR011518.

Bogena, H.R., M. Herbst, J.A. Huisman, U. Rosenbaum, A. Weuthen and H. Vereecken (2010): Potential of wireless sensor networks for measuring soil water content variability. Vadose Zone J., 9 (4): 1002-1013, doi:10.2136/vzj2009.0173.

 

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