Plant hydraulics and measurement of vulnerability to embolism formation: a guide for beginners

Längere und/oder intensive Trockenheit führt zu einer Verschlechterung des Wasserhaushalts der Pflanzen und führt zur Bildung von Embolien im Wasserleitsystem, dem Xylem. Der daraus resultierende Verlust der Wassertransportkapazität von den Wurzeln zu den Blättern (hydraulisches Versagen) wird als Hauptursache für das Pflanzensterben angesehen. Pflanzen weisen erhebliche inter- und intraspezifische Unterschiede in der Verwundbarkeit für Emboliebildung auf. Daher ist das Screening verschiedener Spezies/Individuen von entscheidender Bedeutung, um die Auswirkungen des zukünftigen Klimas auf Ökosysteme zu prognostizieren und gleichzeitig die Wiederaufforstung mit geeigneten Arten zu unterstützen. Dieser Review versucht, die Mechanismen des Wassertransports in Pflanzen und das Phänomen der Emboliebildung unter Trockenstress in einer prägnanten und leicht verständlichen wissenschaftlichen Sprache zu erklären. Das Hauptziel besteht darin, nicht fachkundigen Lesern die Pflanzenhydraulik und die Welt der Methoden zur Messung der Anfälligkeit für Emboliebildung (hydraulische Verwundbarkeit) näher zu bringen. Es werden Richtwerte von Wasserpotenzialen und weitverbreitete Dürreresistenzindizes, welche Pflanzenarten aus verschiedenen Klimaregionen charakterisieren, zur Verfügung gestellt. Zusätzlich werden verschiedene etablierte und weltweit eingesetzte Methoden zur Überwachung der hydraulischen Effizienz unter Stress und zur Messung der hydraulischen Verwundbarkeit (Verwundbarkeitskurven) verschiedener Pflanzenorgane vorgestellt. Beschrieben werden sowohl klassische, weitverbreitete destruktive Methoden als auch moderne zerstörungsfreie Techniken, die im letzten Jahrzehnt an Bedeutung gewannen. Die wichtigsten Vor- und Nachteile jeder Methode werden kurz diskutiert, um sinnvolle Entscheidungen und die Auswahl der am besten geeigneten Methoden in der experimentellen Praxis zu unterstützen.