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Lexikon der Geographie: Transpiration

Transpiration, Abgabe von Wasser in Form von Wasserdampf. In den Zellen der Pflanze und im Interzellularenraum zwischen den Zellen, der mit den Zellen im Gleichgewicht steht, herrscht ein Wasserpotenzial von ca. -0,5 MPa. In der Umgebungsluft herrscht, abhängig von der Temperatur bzw. der relativen Luftfeuchtigkeit ein meist sehr viel niedrigeres Wasserpotenzial vor. Die resultierende Wasserdiffusion von der Pflanze zur Umgebungsluft wird als Transpiration bezeichnet. Wasseraufnahme aus dem Boden und Transpiration sind normalerweise gleich groß. Unter bestimmten Umständen kann jedoch die Transpirationsrate nicht ausreichen. In diesem Fall kann sie in Grenzen durch aktive Wasserausscheidung (Guttation) ersetzt werden. Umgekehrt besteht die Möglichkeit, dass die Transpiration höher ist als die Wasseraufnahme aus dem Boden, was die Pflanze entweder über genügende Wasserreserven ausgleicht (Sukkulenz) oder sie welkt (permanenter Welkepunkt). Man unterscheidet stomatäre Transpiration und cuticuläre Transpiration. Die Transpiration ist treibende Kraft für den Wassertransport in den Wasserleitbahnen (Tracheiden und Tracheen) der Sprossachse. Durch die Transpiration wird im Xylem (Wasserleitbahnen) ein negativer Druck (Saugspannung) von bis zu 3,5 MPa aufgebaut. Dies ist ein experimenteller Grenzwert, bei dem der Wasserfaden in den Wasserleitgefäßen zerreißt und damit eine Embolie ausgelöst wird, die den weiteren Wassertransport verhindert. Die Wasserleitgefäße sind mit Wandversteifungen und -verstärkungen ausgestattet, um unter diesen hohen Unterdrücken nicht zu kollabieren. Die Transpirationsrate der Pflanzen ist auf verschiedenen Ebenen beeinflussbar. Zum einen gibt es morphologische und anatomische Anpassungen, die so typisch sind, dass sie in standortabhängige Gruppen zusammengefasst werden können. Xeromorphe Anpassungen helfen Pflanzen trockener Standorte, die Transpiration in Grenzen zu halten (vgl. Trockenresistenz, Xerophyt). Typisch sind eine dicke Cuticula und eingesenkte Spaltöffnungen, über denen eine nicht vom Wind beeinflusste Zone hoher Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten wird. Dem gegenüber besitzen Pflanzen feuchter Standorte, bei denen auch die Umgebungsluft eine hohe Wassersättigung aufweist exponierte Spaltöffnungen, über denen die zur Transpiration nötige Wasserpotenzialdifferenz im Spaltöffnungsbereich durch Luftbewegungen erreicht wird. Zum anderen kann jede Pflanze individuell ihre stomatäre Transpiration regeln. Dieser Regelweg beeinflusst allerdings gleichzeitig auch den Austausch von CO 2 und O 2 und damit die Photosynthese. Eine weitere wesentliche Funktion der Transpiration liegt in der Abkühlung der Blätter durch Verdunstungskälte, was eine gefährliche Überhitzung bei kräftiger Sonneneinstrahlung verhindert.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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