Trockenschäden an Bäumen durch hygroskopischen Feinstaub : Abschlussbericht / von Irmgard Koch und PD Dr. Jürgen Burkhardt (Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz - Pflanzenernährung) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Redaktion: Fachgebiet II 4.3 - Luftreinhaltung und terrestrische Ökosysteme - Simone Richter, Stefan Wallek
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Trockenschäden an Bäumen durch hygroskopischen Feinstaub
Discovery
1986541681
URN
urn:nbn:de:gbv:3:2-123456789-1225247
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dc.contributor.contributor
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Publication history
Dessau-Roßlau : Umweltbundesamt, 2026
Content
1 Online-Ressource (138 Seiten, 5,13 MB) : Diagramme, Illustrationen
Edition
Language
ger
Comment
Abschlussdatum: April 2025
Literaturverzeichnis: Seite 121-132
Sprache der Zusammenfassung: Deutsch, Englisch
Abstract
Über die Gefährdung von Wäldern durch Feinstaub ist im Gegensatz zu den Gefahren für die menschliche Gesundheit wenig bekannt. Die atmosphärischen Feinstaub-Einträge in Wälder als trockene Deposition sind mengenmäßig gering, könnten aber eine Rolle für den pflanzlichenWasserhaushalt spielen. Die Hygroskopizität von Feinstaub ist für die Wolkenbildung bekanntermaßen essentiell, blieb jedoch für deponierten Feinstaub auf Blattoberflächen fast unbeachtet. Die in hygroskopischem Feinstaub enthaltenen Salze lösen sich im Wasserdampf der feuchten Blattgrenzschicht auf, gelangen als dünne Lösungsfilme in die Spaltöffnungen der Blätter und verbinden sich dort mit dem von den Wurzeln kommenden Wasser. Aus Gewächshausversuchen ist bekannt, dass dieser Prozess zu undichten Spaltöffnungen und somit zur Erhöhung des von der Pflanze nicht kontrollierbaren Wasserverlusts führen kann. In diesem Projekt wurde ein möglicher Einfluss von Feinstaub auf die Trockenheitstoleranz von Bäumen im Freiland entlang von räumlichen und zeitlichen Gradienten der atmosphärischen Feinstaubkonzentration untersucht. Von Juni 2021 bis März 2024 wurden deutschlandweit Buchen, Eichen, Kiefern und Fichten beprobt, überwiegend auf Level-II-Flächen des forstlichen Intensiv-Monitorings. Als Anzeiger für Trockenheitstoleranz wurden die minimale epidermale Leitfähigkeit und das Wasserpotential beim Turgorverlust der Blatt- und Nadelproben gemessen. Die Proben wurden gewaschen und die Waschlösungen chemisch analysiert. Die hohen Korrelationen zwischen den Trockenheitstoleranz-Anzeigern einerseits und den Ionen mit ihren aus der Kronenraumbilanz bekannten Funktionen Partikeleintrag (Natrium), Blattaufnahme (Stickstoff- und Schwefelverbindungen), Säurepuffer und leaching (H3O+-Ionen-Tausch gegen Kalium, Calcium, Magnesium) andererseits unterstützten die Hypothese, dass Feinstaub die Trockentoleranz von Bäumen reduzieren kann. Bei ansteigender atmosphärischer Dürre im Klimawandel ist dies vor allem für trockenheitsvermeidende (isohydrische) Baumarten wie Fichte und Kiefer problematisch.
In contrast to the risks to human health, little is known about the risk to forests from particulate matter. Atmospheric inputs to forests as dry deposition are low in quantity, but deposited particulate matter could play a role in the plant water balance. The hygroscopicity of particulate matter is known to be essential for cloud formation, but has been almost ignored for deposited particulate matter on leaf surfaces. The salts contained in hygroscopic particulate matter dissolve in the water vapor of the moist leaf boundary layer, enter the stomata of the leaves as thin solution films and combine there with the water coming from the roots. It is known from greenhouse experiments that this process can lead to leaky stomata and thus to an increase inwater loss that cannot be controlled by the plant. In this project, a possible influence of particulate matter on the drought tolerance of trees in the field was investigated along spatial and temporal gradients of atmospheric particulate matter concentration. From June 2021 to March 2024, beech, oak, pine and spruce trees were sampled throughout Germany, mainly on Level II plots of intensive forest monitoring. The minimum epidermal conductance and the water potential at turgor loss of the leaf and needle samples were measured as indicators of drought tolerance. The samples were washed and the washing solutions were chemically analyzed. The high correlations between the drought tolerance parameters on the one hand and the ions with their functions known from the canopy balance - particle input (sodium), leaf uptake (nitrogen and sulphur compounds), acid buffer and leaching (H3O+ ion exchange for potassium, calcium, magnesium) on the other - support the hypothesis that particulate matter can reduce the drought tolerance of trees. With increasing atmospheric drought in climate change, this is particularly problematic for drought-avoiding (isohydric) tree species such as spruce and pine.
Series
Texte. Umweltbundesamt ; 2026, 157 ppn:505871920
Ressortforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz
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