Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Sonderfälle 85
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6.3 Die Verdunstung vegetationsbedeckter Wasserflächen
6.3.1 Der Transpirationsvorgang - anatomische und physiologische Grundlagen
Als Transpiration wird die regulierte Abgabe von Wasserdampf an die Atmosphäre durch die
oberirdischen, von der Luft umgebenen Teile von Pflanzen bezeichnet. Der Transpirationsvorgang
ist eng an die Photosynthese geknüpft, da sie größtenteils als Begleiterscheinung des
für diese notwendigen Gasaustausches Pflanze - Atmosphäre, der Aufnahme von Kohlendioxid
und der Abgabe des photosynthetisch erzeugten Sauerstoffs, realisiert wird.
Die Notwendigkeit der Einschränkung und Regulierung der Wasserdampfabgabe an die umgebende
Luft stellte in der Evolution der Landpflanzen ein wesentliches Hindernis dar. Zu einer
weiteren Verbreitung von Pflanzen auf der festen Erdoberfläche kam es erst im ausgehenden
Silur, nachdem sich mit der Cuticula und den Spaltöffnungen ausreichende
Schutzmechanismen gegen einen zu starken Wasserverlust entwickelt hatten (LERCH 1991).
Die Wirkung der Cuticula als Diffusionssperre kann auch durch Wachsüberzüge und Haare
verstärkt werden, die Spaltöffnungen sind teilweise versenkt. Weitere mögliche Anpassungen
an zu große Wasserverluste durch Transpiration sind in der Reduktion der Blattflächen und dem
Einrollen der Blätter zu sehen.
Je nach ihrer Anpassung an ein ständig ausreichendes bis übermäßiges Wasserangebot oder
aber an trockene Verhältnisse unterscheidet man die Hygro- und Xerophyten. Zwischen ihnen
steht die Gruppe der Mesophyten. Die Hygrophyten sind insbesondere durch eine meist vorhandene
Unbenetzbarkeit der Blatt- und Sprossflächen, teilweise auch durch die Fähigkeit,
Wasser in flüssiger Form abscheiden zu können (Guttation) gekennzeichnet. Bei den Wasserpflanzen,
die neben den Helophyten (Sumpfpflanzen) zu den Hygrophyten zählen, ist zwischen
den untergetauchten, submersen Arten und den, bis an bzw. über die Wasseroberfläche
reichenden, emersen Hydrophyten zu unterscheiden.
Die Pflanzen sind zwischen dem hohen Wasserpotential des Bodens oder Wasserkörpers und
dem niedrigen Potential der Luft eingebunden. Es resultiert der Transpirationssog, der zusammen
mit den Kapillarkräften und dem Wurzeldruck die Wasserleitung innerhalb der Pflanzen
bewirkt. Der durch die Pflanze vermittelte Wassertransport zwischen den Medien wird durch die
Summe der Transpirationswiderstände vermindert und beeinflusst.
Ein meist einschichtiges Abschlussgewebe, die Epidermis, bedeckt die Oberflächen der
Sprosse und Blätter. Aufgrund der lückenlosen Verbindung der Epidermiszellen und ihrer
verdickten Außenwände bildet diese eine äußerst widerstandsfähige Außenhaut. Sie wird von
einer mehr oder weniger dicken Schicht aus Cutin, der sogenannten Cuticula überlagert, die oft
in Verbindung mit einem Wachsüberzug die Pflanze vor stofflichen Einwirkungen und einem