4.9.2018: Forschung international

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

Les poussières fines rendent les arbres plus sensibles à la sécheresse


Jürgen Burkhardt et al.

Feinstaubablagerungen steigern das Risiko, dass Pflanzen Trockenschäden erleiden, denn der Staub steigert die Verdunstung. Deshalb sind die feinen Ablagerungen vermutlich mehr an Waldschäden beteiligt, als bislang angenommen. Belege dafür liefert eine Gewächshausstudie, bei der Bäume in annähernd partikelfreier Atmosphäre mit solchen in ungefilterter Luft verglichen wurden.

Les dépôts de poussières fines accroissent le risque de dommages dus à la sécheresse chez les plantes, car la poussière augmente l’évaporation. Les dépôts fins sont donc probablement plus impliqués dans les dommages aux forêts que ce qui était précédemment estimé. Une étude sous serre l’a montré en comparant des arbres dans une atmosphère presque sans particules et dans de l’air non filtré.


Das Thema Feinstaub und Gesundheit des Menschen ist in aller Munde, doch dass die feinen Partikel auch Auswirkungen auf die Pflanzenwelt haben, ist kaum bekannt. Nach trockenen Jahren häufen sich die Schäden an den Wäldern. Pflanzen regulieren mit ihren Spaltöffnungen (=winzige Poren in den Blättern), wie viel Wasser aus dem Blatt verdunstet. Gleichzeitig brauchen sie diese «Schleusen», um das lebenswichtige Kohlendioxid aufzunehmen. Forschende haben nun herausgefunden, dass Feinstaub diese Regelung beeinflusst. Sie konnten zeigen, dass Kiefern, Weisstannen und Stieleichen, die in Gewächshäusern mit gefilterter und daher fast feinstaubfreier Luft gediehen, weniger Wasser verdunsteten als solche, die in der mässig verschmutzten Stadtluft aufwuchsen. Dies galt sogar dann, wenn die Spaltöffnungen vollkommen geschlossen waren.
Eine kürzlich erschienene Studie der gleichen Forschungsgruppe hatte bereits gezeigt, dass Pflanzen aus gefilterter Luft bei gleicher Spaltöffnungsweite generell weniger transpirierten als Pflanzen aus normaler Umgebungsluft. Abgelagerter Feinstaub auf Blättern erhöht also die Verdunstung. Die Experimente stellen den bislang fehlenden, direkten Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und Trockenheitsanfälligkeit von Bäumen her. Ein grosser Teil des atmosphärischen Feinstaubs ist hygroskopisch, bindet also Feuchtigkeit aus der Umgebung. Lagert sich hygroskopischer Feinstaub auf Pflanzen ab, so bildet sich zusammen mit transpiriertem Wasserdampf flüssiges Wasser. Allerdings sind die Wassermengen so gering, dass dies mit blossem Auge nicht erkennbar ist. Es handelt sich auch eher um konzentrierte Salzlösungen als um Wasser.
Diese Salzlösungen kriechen als dünne Filme in die Spaltöffnungen. Hierbei entsteht eine durchgängige, sehr dünne Flüssigwasserverbindung zwischen Blattinnerem und Blattoberfläche, die als Docht wirken kann. Die Spaltöffnungen verlieren damit einen Teil der Kontrolle über die Verdunstung, und die Pflanzen sind stärker von Trockenheit bedroht. Im Vakuum der Elektronenmikroskope erscheinen die Salzlösungen als Krusten – diese fehlten bei den in partikelfreier Luft gewachsenen Bäumen.

Quelle: Universität Bonn


Keywords:
Feinstaub, Luftverschmutzung, Transpiration, Trockenheit, Waldschäden

Art der Publikation:
Fachpublikation

Literatur:
Burkhardt J. et al. (2018): Camouflaged as ‘degraded wax’: hygroscopic aerosols contribute to leaf desiccation, tree mortality, and forest decline. Environmental Research Letters. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aad346
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aad346/meta

PDF-Link

Kontaktadresse:
PD Dr. Jürgen Burkhardt, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften
und Ressourcenschutz der Universität Bonn, Karlrobert-Kreiten-Str. 13, D-53115 Bonn

j.burkhardt@uni-bonn.de
Tel: +49 (0)228 732186


Zurück zur Liste