10.06.2022
Root grafts matter for inter-tree water exchange - a quantification of water translocation between root grafted mangrove trees using field data and model-based indications
Exemplarische Darstellung einer über Wurzelverwachsungen verbundenen Modellbaum-Gruppe.
Die Abbildung stellt exemplarisch eine über Wurzelverwachsungen verbundene Modellbaum-Gruppe dar. Die Kreise repräsentieren die Kronen der Modellbäume, wobei die Farbe den relativen Wasseraustausch (= Anteil der ausgetauschten Menge an der Gesamtwasseraufnahme ohne Wasseraustausch) angibt. Die linke Box zeigt die Baumgruppe mit homogener Salzgehalt-Verteilung, die rechte Box mit heterogener Verteilung des Porenwassersalzgehalt. Unter homogenen Bedingungen fließt das Wasser tendenziell von größeren Bäumen zu kleineren. Bei heterogenen Bedingungen ist der Effekt für den Einzelbaum insgesamt höher, d.h. mehr Wasser wird ausgetauscht. Der Wasserpotentialgradient, der durch unterschiedliche Salzgehalte verursacht wird, kann theoretisch den Gradienten verursacht durch Größenunterschiede überlagern, so dass Wasser auch von kleinen zu großen Bäumen fließen kann.
Das Potenzial von natürlichen Wurzelverwachsungen zeitliche und räumliche Ressourcenverknappung abzumildern ist noch unbekannt. Die Entschlüsselung der Mechanismen, die den Wassertransfer zwischen Bäumen antreiben, kann eine neue Perspektive auf die Interaktion zwischen Bäumen in Bezug auf Konkurrenz und Kooperation sowie auf die Fähigkeit der Pflanzen mit Wasserstress umzugehen eröffnen. Mithilfe nicht-invasiver Modellierungstechniken und allometrischer Baumdaten von Schwarzen Mangroven (Acivennia germinans) berechneten Wimmler und Kollegen den potenziellen Wasseraustausch zwischen Bäumen. Sie fanden heraus, dass der Wassertransfer über Wurzelverwachsungen ein bisher unerkannter Vektor der hydraulischen Umverteilung ist, der den Wasserhaushalt der Bäume beeinflusst. In ihrem Modell werden Wasseraufnahme und -austausch durch Wasserpotenzialgradienten, die unter anderem durch Baumgröße oder Bodenwassersalzgehalt verursacht werden, gesteuert. Das Modell reproduziert in der Natur beobachteten Wasseraustauschmuster und stellt einen ersten Schritt, die Wasserbewegung zwischen Bäumen zu quantifizieren, dar.
Die Studie von Marie-Christin Wimmler, Alejandra G Vovides, Ronny Peters, Marc Walther, Nadezhda Nadezhdina und Uta Berger wurde in Annals of Botany publiziert und kann hier abgrufen werden: https://doi.org/10.1093/aob/mcac074