Farbtracer gestützte Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung des Wassertransports in Bäumen
Problemstellung
Die Geschwindigkeitsverteilung des Wassertransports in Bäumen ist ein bisher nur wenig erforschtes Thema. Dabei ist sie von großer Relevanz für das Hochskalieren von Saftflusssensormessungen, die Aussagen über den Gesamtwasserverbrauch von Bäumen ermöglichen sollen, während in der Regel nur eine begrenzte Anzahl von Punkten im Xylem erfasst wird. Darüber hinaus sind die Wassertransportgeschwindigkeitsverteilungen relevant für die Erforschung von Pflanzenwasseraufnahmeprozessen mithilfe stabiler Wasserisotope, für welche es gilt die zeitliche Beziehung von Isotopensignaturen im Bodenwasser zu jenen im Xylemwasser besser zu verstehen.
Ziel der Arbeit
Vergleich der Farbtracertransportgeschwindigkeitsverteilungen zwischen 1) Verschiedenen Baumarten (Durchmesser und Herkunftsstandort identisch) 2) Verschiedenen Herkunftsstandorten (Durchmesser und Baumart identisch) 3) Verschiedenen Durchmessern (Verschiedene Abschnitte eines Baums) - es sind mehrere Arbeiten möglich -
Methode
Ein in Wasser gelöster Farbtracer wird durch einen Stammabschnitt geleitet bis der erste Tropfen sichtbar gefärbtes Wasser am anderen Ende des Stammabschnitts austritt. Dann wird der Stammabschnitt zügig in möglichst viele Unterabschnitte zersägt, deren Schnittflächen fotografiert werden. Mittels automatisierter Bilddatenverarbeitung werden die eingefärbten Flächenanteile je Schnittfläche für verschiedene Tiefenkelassen erfasst. Die Kombination aller Daten eines Stammabschnitts ergibt eine Geschwindigkeitsverteilung für jede der erfassten Tiefenklassen. Diese tiefenklassenaufgelösten Geschwindigkeitsverteilungen sollen anschließend für verschiedene Stammabschnitte verglichen werden.
Betreuung
Markus Weiler und Stefan Seeger
Kontakt
Markus Weiler markus.weiler@hydrology.uni-freiburg.de Tel. +49 (0)761 / 203-3530
Herausforderung
Verfeinerung einer erprobten Methode (Gelände- und Laborarebit sowie Automatisierung von Bilddatenverarbeitung).
Sprache
Deutsch
Literatur
Literatur: Seeger, S. and Weiler, M.: Dye tracer aided investigation of xylem water transport velocity distributions, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2022-1492, 2023.
Čermák, J., Kučera, J. & Nadezhdina, N. Sap flow measurements with some thermodynamic methods, flow integration within trees and scaling up from sample trees to entire forest stands. Trees 18, 529–546 (2004). https://doi.org/10.1007/s00468-004-0339-6