STRESSUR

Forschung zu Trockenstress bei Stadtbäumen 

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Wir untersuchen Frühwarnsignale von Trockenstress bei Stadtbäumen, um besser zu verstehen und überwachen zu können, wann und wie stark diese Bäume unter Wassermangel leiden. 

Ein zentrales Ziel unserer Forschung ist die Entwicklung einer nicht-destruktiven Methode, mit der sich das Blattwasserpotenzial bestimmen lässt – ohne jedes Mal ein Blatt entnehmen zu müssen. 

Was ist das Blattwasserpotenzial? 

Das Blattwasserpotenzial ist ein wichtiger Indikator für den Wasserstatus eines Baumes – also dafür, wie stark ein Baum unter Trockenstress steht. Es beschreibt den Druck, der benötigt wird, um Wasser durch den Baum zu transportieren. 

Wird das Blattwasserpotenzial stärker negativ, bedeutet dies, dass der Baum mehr Energie aufwenden muss, um Wasser zu transportieren – ein Hinweis aufzunehmenden Trockenstress. 

Grenzen bisheriger Methoden 

Traditionell wird das Blattwasserpotenzial gemessen, indem ein Blatt entnommen und in eine Druckkammer (häufig auch „Pressure Bomb“ genannt) gelegt wird. 

Diese Methode ist destruktiv und liefert nur eine Momentaufnahme des Wasserstatus des Baumes zum Zeitpunkt der Blattentnahme. 

Warum verändert sich der Wasserstatus? 

Der Wasserstatus eines Baumes verändert sich im Laufe des Tages. Tagsüber transpiriert der Baum: 

Über kleine Öffnungen in den Blättern, die sogenannten Stomata, nimmt er Kohlendioxid auf, nutzt es in der Photosynthese zur Zuckerproduktion und gibt Sauerstoff ab. 

Wenn die Stomata geöffnet sind, verliert der Baum gleichzeitig Wasser über die Blätter, wodurch sich sein Wasserstatus kontinuierlich verändert. 

Unser Ansatz 

Um diese Dynamik besser zu erfassen, kombinieren wir verschiedene Sensortypen: 

• Punktdendrometer – messen kleinste Veränderungen im Stammdurchmesser
• Heat-Ratio-Saftflusssensoren – erfassen den Wassertransport im Stamm
• Bodenfeuchtesensoren – messen den Wassergehalt im Boden (Um mehr darüber zu erfahren, was im Boden vor sich geht: link)
• Umweltsensoren – erfassen Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Kronenbereich

Mithilfe dieser Daten entwickeln wir ein mechanistisches Modell, das das Blattwasserpotenzial in Echtzeit abschätzen kann. 

Wie funktioniert unser Messsystem? 

Unsere Sensoren erfassen kontinuierlich verschiedene Prozesse im Baum und seiner Umgebung: 

• Stammdynamik: Veränderungen durch Wasserverlust und nächtliche Wiederauffüllung
• Wassertransport: Bewegung von Wasser durch den Stamm
• Bodenwasserverfügbarkeit: Wasserangebot für die Wurzeln
• Umgebungsbedingungen: Einfluss von Temperatur und Luftfeuchtigkeit

So können wir nachvollziehen, wie Wasser vom Boden über den Stamm bis in die Blätter gelangt – und wie sich dieser Prozess unter Trockenstress verändert. 

Aktuelle Studie in München 

Aktuell haben wir Sensoren an Stadtbäumen in München installiert, um Trockenstress bei verschiedenen Arten zu untersuchen. Dabei konzentrieren wir uns auf vier häufige Stadtbaumarten: 

• Acer platanoides (Spitz-Ahorn)
• Tilia cordata (Winter-Linde)
• Platanus × hispanica (Platane)
• Ginkgo biloba (Ginkgo)

Diese Arten unterscheiden sich in ihrer Wasseraufnahme und Trockenstressreaktion, was uns hilft, die Anpassungsfähigkeit von Stadtbäumen besser zu verstehen. 

Warum ist das wichtig? 

Die kontinuierliche Beobachtung des Blattwasserpotenzials ermöglicht es, genau zu erkennen, wann Stadtbäume beginnen, unter Trockenstress zu leiden. 

Diese Erkenntnisse können dazu beitragen, das Wassermanagement zu verbessern, indem Bäume zur richtigen Zeit mit der richtigen Wassermenge versorgt werden. So können Stadtbäume gesund bleiben und gleichzeitig Wasser effizienter genutzt werden. 

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