Sedan 1972, de flesta länder i världen har firat FN:s världsmiljödag den 5 juni. Under de senaste decennierna, miljömedvetenheten har ökat. Allt fler inser hur sårbara naturresurserna som vi alla är beroende av är. Än, situationen förvärras och globala ansträngningar för att skydda miljön är i stort behov.

Med United Nations University Institute for Integrated Management of Material Fluxes and of Resources (UNU-FLORES), FN:s universitet har etablerat ett forskningsinstitut i Dresden som sysslar med hantering av miljöresurser som vatten, jord, och avfall. I mitten av allt är Nexus Approach, som tittar på resursernas komplexa ömsesidiga beroenden på ett integrerat sätt. För att främja detta, UNU-FLORES har ett nära samarbete med TU Dresden. Tillsammans med fakulteten för miljövetenskap, UNU-FLORES erbjuder en gemensam doktorsexamen. Program. Den utbildar en ny och internationell generation av forskare, ingenjörer, och chefer som ägnar sitt arbete åt en hållbar förvaltning av resurser och hjälper till att förespråka detta tillvägagångssätt över hela världen.

Två av Ph.D. forskare är Parvathy Chandrasekhar och Janis Kreiselmeier. De handledes båda av prof. Karl-Heinz Feger vid Institutet för markvetenskap och platsekologi vid TU Dresden och dr. Kai Schwärzel vid UNU-FLORES. Inom ramen för ett projekt finansierat av den tyska forskningsstiftelsen (DFG), de tittade på hur markstrukturen påverkas av jordbruksförvaltning och hur detta kan förändra jordens förmåga att lagra och överföra vatten. Syftet var att simulera observerade förändringar och hjälpa till att förbättra hydrologiska modeller.

Parvathy Chandrasekhar använde en befintlig modell och anpassade den till flera fallstudier som finns i publicerade forskningsartiklar. Hydrologiska modeller kan vara en viktig grund för åtgärder inom jord- och skogsbruket samt inom miljö- och markanvändningsförvaltningen. De hjälper oss att förstå och förutsäga hur mycket vatten som avdunstar, är lagrat, eller springer iväg på ytan. Än så länge, förändringar i markstrukturen pga. till exempel, jordbearbetning inom jordbruket, har sällan övervägts, även om de kan förändra vattenrörelsen i jorden drastiskt.

Från slutet av 2015 till 2018, Janis Kreiselmeier gjorde regelbundet fältexperiment och tog prover på jord på en försöksplats i Loess Hilly Region i Sachsen (Lommatzscher Pflege). Proverna analyserades i det vanligt använda Nexus-laboratoriet vid TU Dresden och UNU-FLORES i Tharandt. Jorden på försöksplatsen utsattes för tre olika behandlingar. Innan sådd av grödan, den bearbetades antingen på konventionellt sätt med en plog av formskiva, i reducerad version med harv, eller inte brukat alls. Oavsett om det har bearbetats eller på annat sätt, väderhändelser som regn och frost, jordbiota, och gravitation bidrar till förändringar i markstrukturen. Åkern utan någon jordbearbetning visade små eller inga förändringar i markstrukturen över tiden. Vattenretentionen förbättrades här på grund av ett finare utvecklat porutrymme jämfört med de två andra behandlingarna. Betad jord, å andra sidan, tydligt ändrat sin struktur under loppet av en växtsäsong. Skillnaderna mellan konventionell och reducerad jordbearbetning var små. Initialt, den mekaniska uppluckringen av jorden förbättrade markstrukturen och, därav, vattenrörelse. Men dessa fördelar var kortlivade och försvann mestadels under växtsäsongen.

Än så länge, modellering av markstrukturella förändringar har visat, att enkla processer som den initiala sättningen av jorden efter jordbearbetningen väl kan beskrivas. Dock, det komplexa samspelet mellan mänsklig påverkan och miljöfaktorer lämnar utrymme för förbättringar av sådana modeller.