Prozess, wie Bäume Wasser über Wurzeln und Blätter aufsaugen und verdunsten

Wasser dringt meistens durch Osmose über die Wurzeln in einen Baum ein, und gelöste Mineralstoffe wandern mit ihm durch das Xylem der inneren Rinde (unter Verwendung von Kapillarwirkung) nach oben in die Blätter. Diese wandernden Nährstoffe speisen den Baum dann durch den Prozess der Photosynthese der Blätter. Dies ist ein Prozess, der Lichtenergie, normalerweise von der Sonne, in chemische Energie umwandelt, die später freigesetzt werden kann, um die Aktivitäten eines Organismus einschließlich des Wachstums zu befeuern. 

Bäume versorgen die Blätter mit Wasser, weil der hydrostatische Druck oder der Wasserdruck in die oberen, blatttragenden Teile abfällt, die als Kronen oder Vordächer bezeichnet werden. Diese hydrostatische Druckdifferenz "hebt" das Wasser zu den Blättern. Neunzig Prozent des Baumwassers werden schließlich aus Blattstomata verteilt und freigesetzt.

Dieses Stoma ist eine Öffnung oder Pore, die zum Gasaustausch verwendet wird. Sie sind meist auf der Unterseite von Pflanzenblättern zu finden. Durch diese Öffnungen gelangt auch Luft in die Anlage. Das Kohlendioxid in der Luft, das in das Stoma eintritt, wird für die Photosynthese verwendet. Ein Teil des erzeugten Sauerstoffs wird zur Atmung durch Verdunstung in die Atmosphäre verwendet. Diesen vorteilhaften Wasserverlust aus Pflanzen nennt man Transpiration.

Menge der verwendeten Wasserbäume

Ein ausgewachsener Baum kann an einem heißen, trockenen Tag mehrere hundert Liter Wasser durch seine Blätter verlieren. Derselbe Baum verliert an nassen, kalten Wintertagen fast kein Wasser, sodass der Wasserverlust direkt mit der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit zusammenhängt. Eine andere Art zu sagen ist, dass fast alles Wasser, das in die Wurzeln eines Baumes gelangt, in die Atmosphäre gelangt. Die verbleibenden 10% halten das lebende Baumsystem gesund und erhalten das Wachstum aufrecht.

Die Verdunstung von Wasser aus den oberen Teilen von Bäumen, insbesondere von Blättern, Stielen, Blüten und Wurzeln, kann den Wasserverlust eines Baumes erhöhen. Bestimmte Baumarten können den Wasserverlust effizienter steuern und sind normalerweise auf trockeneren Standorten anzutreffen.

Volumen von Wasserbäumen verwenden

Ein durchschnittlicher reifer Baum kann unter optimalen Bedingungen bis zu 10.000 Gallonen Wasser transportieren, um nur etwa 1.000 Gallonen für die Produktion von Lebensmitteln und die Zugabe zu seiner Biomasse zu gewinnen. Dies nennt man das Transpirationsverhältnis, das Verhältnis der transpirierten Wassermasse zur erzeugten Trockensubstanzmasse.

Abhängig von der Effizienz der Pflanzen- oder Baumart benötigt man möglicherweise nur 200 Pfund (24 Gallonen) Wasser bis 1.000 Pfund (120 Gallonen), um ein Pfund Trockensubstanz herzustellen. Ein Hektar Waldfläche kann im Verlauf einer Vegetationsperiode 4 Tonnen Biomasse hinzufügen, verbraucht dafür aber 4.000 Tonnen Wasser.

Osmose und hydrostatischer Druck

Wurzeln nutzen den "Druck", wenn Wasser und seine Lösungen ungleich sind. Der Schlüssel zur Osmose ist, dass Wasser aus der Lösung mit der niedrigeren Konzentration gelöster Stoffe (dem Boden) in die Lösung mit der höheren Konzentration gelöster Stoffe (der Wurzel) fließt..

Wasser tendiert dazu, sich in Regionen mit negativen hydrostatischen Druckgradienten zu bewegen. Die Wasseraufnahme durch Pflanzenwurzelosmose erzeugt in der Nähe der Wurzeloberfläche ein negativeres hydrostatisches Druckpotential. Baumwurzeln spüren Wasser (weniger negatives Wasserpotential) und das Wachstum ist auf Wasser gerichtet (Hydrotropismus).

Transpiration führt die Show aus

Transpiration ist die Verdunstung von Wasser aus Bäumen in die Erdatmosphäre. Die Blatttranspiration erfolgt durch Poren, die Stomata genannt werden, und verdrängt zu einem notwendigen "Preis" einen Großteil seines wertvollen Wassers in die Atmosphäre. Diese Stomata sind so konstruiert, dass das Kohlendioxidgas aus der Luft ausgetauscht werden kann, um die Photosynthese zu unterstützen, die dann den Brennstoff für das Wachstum erzeugt.

Wir müssen uns daran erinnern, dass die Transpiration Bäume und jeden Organismus um sie herum abkühlt. Die Transpiration trägt auch dazu bei, dass Mineralstoffe und Wasser massiv von den Wurzeln zu den Trieben fließen, was durch eine Abnahme des hydrostatischen (Wasser-) Drucks verursacht wird. Dieser Druckverlust wird dadurch verursacht, dass Wasser aus den Stomata in die Atmosphäre verdampft und der Beat fortgesetzt wird.