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Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Sonderfälle 88

Sonderfälle 88 _________________________________________________________________________ Abb. 6-3: Tagesgang der cuticulären und der stomatären Transpiration bei verschiedenen Spaltöffnungen im Vergleich zur Evaporation (nach LERCH 1991) Die Exposition der Stomata relativ zur Epidermisoberfläche variiert artspezifisch, verändert sich aber auch teilweise mit dem Turgordruck. Bei seiner Erhöhung kommt es nicht nur zur weiteren Öffnung der Spalten, sondern auch zu einer gewissen Heraushebung der Apparate. Neben den äußeren Bedingungen beeinflusst auch die Gesamtfläche der geöffneten Stomata die Transpirationsrate. Das Diffusionspotential wird nur zu einem Teil durch den Sättigungsgrad der umgebenden Luft mit Wasserdampf bestimmt. Die Erwärmung der Blätter kann über einen vergrößerten Wasserdampfhunger der Luft in den Interzellularräumen und die Bereitstellung der Energie für den Phasenübergang eine größere Bedeutung erlangen. Die Transpiration dient auch der Kühlung der Blattflächen. Während kleinere Blätter meist eine nur geringere Erwämung gegenüber der umgebenden Luft zeigen (isokalorisches Verhalten) ist die Erwärmung größerer Blätter meist stärker (heterokalorisch). Artspezifische morphologische Merkmale beeinflussen die Einwirkung des Windes auf die pflanzliche Transpiration. Gleichwohl der Anteil der Spaltöffnungen an der Gesamtoberfläche eines Blattes gering ist,

Sonderfälle 89 _________________________________________________________________________ kann dieses doch bis zu 50 - 70 % einer Wasserfläche gleicher Fläche verdunsten. Dies beruht vor allem auf dem sogenannten Randeffekt. Der besteht darin, dass ein durch die Spaltöffnung diffundiertes Wassermolekül einen großen, nach den Seiten geöffneten Diffusionsraum vorfindet. Die Wahrscheinlichkeit, aus diesem durch die zufällige Teilchenbewegung wieder in die Stomata zurückzufallen, ist vor allem im Vergleich zu einer homogenen verdunstenden Oberfläche gering. Für die Fragen der quantitativen Bestimmung der pflanzlichen Transpiration wird aber weniger die Fläche des einzelnen Blattes betrachtet. Einbezogen wird hier mehr die gesamte Blattfläche in Bezug zur Bodenfläche, die von der Einzelpflanze oder dem Bestand bedeckt wird. Die entsprechende dimensionslose Verhältniszahl (m 2 * m -2 ) wird als Blattflächenindex bezeichnet. 6.3.2 Die Verdunstung pflanzenbestandener Wasserflächen Bei der Ermittlung der gesamten Verdunstung von der Oberfläche eines stehenden Gewässers stellt die Evapotranspiration vegetationsbestandener Wasserflächen einen schwer zu berücksichtigenden Sonderfall dar. Die auf der unbedeckten Wasserfläche auftretende potentielle Verdunstung ist hier durch den Einfluss des Mikroklimas im Bestand in mehr oder weniger starkem Maße verringert. Das wird in der Regel aber durch die Transpiration und die Interzeptionsverdunstung der Hydrophyten bzw. der amphibischen Pflanzen des Ufersaumes mehr als kompensiert. Lediglich bei Schwimmblattpflanzen ist aufgrund der Bedeckung der Wasseroberfläche und deren physiologischer Besonderheiten mit einer verminderten Verdunstung gegenüber freien Wasserflächen zu rechnen. Der klassische Versuchsaufbau zur Bestimmung der Verdunstung vegetationsbedeckter Wasserflächen besteht in der Exposition bepflanzter Floßverdunstungskessel bzw. schwimmender Lysimeter im Litoralbereich von Seen oder Flüssen. Erste Untersuchungen mit dieser Methode wurden von OTIS (1914) durchgeführt. Die Resultate werden in einigen Zusammenfassungen auch heute noch herangezogen, gleichwohl sie bereits von GESSNER (1956) kritisch gewürdigt bzw. teilweise in Frage gestellt wurden.

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