DBG · Nachwuchsförderung

Helen Ballasus (Universität Leipzig)

Helen Ballasus erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Leipzig im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Arteffekte auf Temperaturregulationsmechanismen in den Baumkronen am Leipziger Auwaldkran

Prozesse, die das Kronen-Mikroklima wesentlich kontrollieren und beeinflussen, hängen mit der Art und ihren spezifischen strukturellen und physiologischen Merkmalsausprägungen und mit meteorologischen Prädiktoren in Abhängigkeit von der vertikalen Kronen-Architektur zusammen.

Ein wesentliches Verständnis von Pflanzen-Atmosphären-Wechselwirkungen, insbesondere in der Baumkrone als primärer Ort des Austauschs von Wärme, Wasserdampf und atmosphärischen Gasen, ist wichtig, um globale Klimamodelle zu verbessern. Angesichts der globalen Erwärmung sind Erkenntnisse über artspezifische Kühlungspotentiale und deren Haupttreiber essenziell, um im Sinne des Klimaschutzes und der Klimaanpassung wirkungsvoll zu agieren zu können.

Für die Charakterisierung der artspezifischen Reaktionen auf eine Dürreperiode im Jahr 2018 wurden Zeitreihen der Kronenbedeckung (canopy cover), der Xylemflussdichte (als Proxy für die Transpiration) und der Kronentemperatur von Quercus robur, Fraxinus excelsior, Carpinus betulus, Tilia cordata und Acer pseudoplatanus ausgewertet. Diese Daten sowie (mikro-)meteorologische Parameter wurden auf der Forschungsplattform Leipziger Auwaldkran erhoben.

Die Auswirkungen von strukturell/anatomischen und physiologischen Artmerkmalen und abiotischen Umwelteinflüssen auf die Temperaturunterschiede im Kronendach wurden für drei Höhen (obere Krone, mittlere Krone, untere Krone) durch mehrere kausale Pfade innerhalb eines Strukturgleichungsmodells (pSEM) bewertet. Die Studie zeigte, dass sich die Baumarten in ihrem vertikalen Kronentemperaturgradienten signifikant unterscheiden, wobei Strahlung, variierende Kronenbedeckung und die artspezifische Xylemflussdichte die wichtigsten Treiber sind. A. pseudoplatanus und T. cordata zeigten den schwächsten Kühleffekt, da ihr dichtes Blätterdach viel Strahlung absorbierte und sie gleichzeitig den Xylemfluss während Trockenperioden stärker reduzierten als Q. robur und F. excelsior. Da insgesamt selbst im unteren Bereich der Baumkronen wärmere Temperaturen im Vergleich zur Umgebungstemperatur häufiger auftraten als Kühleffekte, kann davon ausgegangen werden, dass der Leipziger Auwald möglicherweise einen Teil seiner Fähigkeit Klimaextreme zu puffern verliert, wenn das Wasser begrenzt ist.

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Helen Ballasus fertigte die Arbeit an den Instituten für Geographie und Biologie in den Arbeitsgruppen von Prof. C. Zielhofer und Prof. C. Wirth an.


Zusammenfassung der Master-Arbeit. Grafik: Helen Ballasus
Piecewise structural equation model: Bottom layer temperature differences. Green lines indicate positive relationships between traits, while red lines indicate inverse relationships (solid: significant, dashed: not significant). Graph: Helen Ballasus