Feinstaub: Kleinste Patikel in der (Atem-)Luft - aus Autoabgasen (Dieselskandal!), Reifenabrieb, Duftwolken oder Augasungen von Möbeln, Teppichen und Kleidung - machen Menschen krank. Jetzt belegen Bonner Wissenschaftler: Feinstaub steigern das Risiko, dass Pflanzen Trockenschäden erleiden.

Im Wissenschaftsfachblatt Environmental Research Letters publiztieren Forscher um Jürgen Burkhardt vom Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) der Universität Bonn die Ergebnisse ihrer Gewächshausstudie. Sie haben Bäume in annähernd partikelfreier Atmosphäre wachsen lasysen und ihre Erkenntnisse mit solchen des Wachstums von Bäumen in ungefilterter Luft verglichen. Ausgang ihrer Forchung waren Überlegungen, dass "die feinen Partikel auch Auswirkungen auf die Pflanzenwelt haben", schreiben sie in ihrer Pressemeldung zur Forschung. Das jedoch sei "kaum bekannt".

Feinstaub lässt Bäumen Wahl zwischen Verhungern und Verdursten

Nach trockenen Jahren häuften sich - laut Beobachtungen der Wissenschaftler - die Schäden an den Wäldern. Dieses Phänomen habe sich weltweit verstärkt. Seit einigen Jahren beobachten die Wissenschaftler etwa "im Südwesten der USA und zuletzt auch beim Sterben der Affenbrotbäume in Afrika" die Anzeichen. „Zu jedem dieser großflächig auftretenden Phänomene gab es bereits eine Vielzahl von Erklärungsversuchen, ein übergreifender Befund zu den Ursachen liegt bislang jedoch nicht vor“, sagt Privatdozent Dr. Jürgen Burkhardt.

Pflanzen regulieren mit ihren Spaltöffnungen, den winzigen Poren in Blättern, wie viel Wasser aus dem Blatt verdunstet. Zugleich brauchen sie diese „Schleusen“, um das lebenswichtige Kohlendioxid aufzunehmen, aus dem sie mithilfe der Fotosynthese Zucker als universellen Energielieferanten herstellen, erklären die Bonner Wissenschaftler die Problemlage für die Bäume: "Zugespitzt haben die Pflanzen die Wahl zwischen Verhungern und Verdursten", schreiben sie in der Pressemeldung: Schließen sie die Spaltöffnungen komplett, verlieren sie durch Verdunstung kaum noch Wasser, können aber auch kein Kohlendioxid mehr aufnehmen. Umgekehrt ermöglichen weit geöffnete Poren das Einströmen des Kohlendioxids, der Preis dafür ist aber ein großer Wasserverlust.

Burkhardt: „Pflanzen haben die Regelung der Spaltöffnungen im Lauf der Evolution an die Umgebungsbedingungen angepasst, allerdings in einer Zeit mit deutlich weniger Feinstaub als heute.“

Feinstaub: In gefilterter Luft verdunsten die Bäume weniger Wasser

Die Wissenschaftler der Universität Bonn fanden nun mit Kollegen des Centre of Ecology and Hydrology in Edinburgh (Schottland), des Meteorological and Hydrological Service in Zagreb (Kroatien) und der University of California at Riverside (USA) heraus, 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 Bonner Stadtluft wuchsen. Dies galt sogar für den Zustand, 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“, fasst Burkhardt zusammen. „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“, sagt Burkhardt. „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. Burkhardt: „Die Spaltöffnungen verlieren damit einen Teil der Kontrolle über die Verdunstung, und die Pflanzen sind stärker von Trockenheit bedroht.“

red

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