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Warum wir Baumknospen bemalen

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Für ein Experiment griff der WSL-Ökologe Yann Vitasse zum Pinsel: Er malte die Knospen von jungen Bäumen schwarz und weiss an. Ziel ist es, den Einfluss des Mikroklimas in den Knospen auf den Zeitpunkt des Blattaustriebs zu verstehen Wie es dann weiterging, erzählt er im "Logbuch"-Eintrag.

 

Als ich vor einiger Zeit beim Farbenhändler nach geeigneter Farbe für Pflanzenknospen fragte, hat der sich vermutlich ziemlich gewundert. Oder mich für einen «Land-Art»-Künstler gehalten. Doch ich habe aus purem wissenschaftlichen Interesse die Spitzen von jungen Bäumen mit schwarzer oder weisser Farbe angemalt. Sie stehen in Holzkisten auf dem WSL-Gelände.

Mit dem Experiment möchte ich den Einfluss des Mikroklimas – also der genauen Temperatur in den Knospen – auf das Timing des Blattaustriebs im Frühjahr verstehen. Die Farbe verändert das Verhältnis von reflektierter zur einfallenden Lichtenergie auf den Knospen (der Albedo). Und da eine Idee zur anderen führt, rüstete ich die Holzbehälter zusätzlich mit Dächern aus, um den Einfluss von Schatten und Niederschlag auf das Datum des Blattaustriebst im folgenden Frühjahr zu prüfen. In den Holzbehältern stehen junge Bäume häufiger Laubbaumarten der Schweiz, also Buche, Eiche, Esche und Kirsche.

 
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Schwarz und weiss bemalte Knospen: Ueli Wasem, WSL
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Das Experiment auf dem WSL-Areal. Bild: Yann Vitasse, WSL
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Temperatursensor in einer Eschenknospe. Bild: Ueli Wasem, WSL
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Temperatursensor in einer schwarz bemalten Buchenknospe. Bild: Yann Vitasse, WSL
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Eine Kirschknospe beim Austreiben. Bild: Yann Vitasse, WSL
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Teil des Versuchs mit zusätzlichem Schatten. (Bild: Yann Vitasse, WSL)
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Tatkräftige Hilfe durch Yann Vitasses Sohn Timéo. (Bild: Yann Vitasse, WSL)
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Unterstützung beim Aufbauen. Bild: Yann Vitasse, WSL
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Hilfe beim Aufstellen der Dächer mit den V-förmigen Dachrinnen, die einen Teil des Niederschlags abfangen. Bild: Yann Vitasse, WSL
 

Knospen sind lebendige Thermometer

 

Aus meiner Sicht sind Knospen lebendige Thermometer und können kleinste Temperaturschwankungen wahrnehmen. Also habe ich insgesamt 33 winzige Temperatursensoren, die wie Nadeln zum Blutabnehmen aussehen, direkt in die Knospen gesteckt. Sie zeichnen alle 10 Minuten die Temperatur auf und senden die Daten direkt an einen Server. Die Ergebnisse sind erstaunlich! Wir können zum Beispiel sehen, dass die in einer schwarzen Knospe an sonnigen Tagen gemessene Temperatur bis zu 6 Grad höher ist als die einer weissen Knospe. Noch interessanter ist, dass dieser Unterschied etwa 3 Grad zwischen Knospen im Schatten und denen in voller Sonne beträgt [siehe Grafik].

Im Frühjahr schaute ich zweimal wöchentlich nach, ob sich die Knospen bereits geöffnet hatten oder nicht – und ob die Farbe der Knospe, die Beschattung oder der reduzierte Niederschlag einen Einfluss auf den Beginn des Blattaustriebs hatte. Die Ergebnisse stimmten perfekt mit den in den Knospen gemessenen Temperaturen überein: Die Blätter erscheinen früher, wenn die Knospen in voller Sonne stehen oder wenn sie schwarz statt weiss angemalt sind.

Diese Ergebnisse mögen auf den ersten Blick logisch erscheinen, jedoch werden Unterschiede im Mikroklima selten berücksichtigt: Wissenschaftlerinnen, die sich mit der Phänologie beschäftigen, also wie der Beginn des Pflanzenwachstums durch das Klima beeinflusst wird, verwenden in der Regel Klimadaten von standardisierten Wetterstationen. Diese stehen in zwei Metern Höhe, im Schatten und sind belüftet. So können diese Messdaten weit von den realen Temperaturen entfernt sein, die Knospen im Winter und im frühen Frühjahr erleben, da sich diese meist an praller Sonne und in 20 Metern Höhe befinden.

Das Ziel dieses Projekts ist es, einen Korrekturfaktor zu berechnen, mit dem sich die standardisierten Temperaturen von klassischen Wetterstationen auf die von Knospen im Winter real erlebten Temperaturen anpassen lassen. Dies wird unsere Vorhersagen darüber verbessern, wann die Blätter der Bäume in den kommenden Jahrzehnten unter dem Einfluss des Klimawandels austreiben werden. Das ist beispielsweise für ein besseres Verständnis darüber, wie der Wald auch in Zukunft Kohlenstoff einlagern kann, von entscheidender Bedeutung.

 

Aufregung und Enttäuschung: das tägliche Leben eines Forschers...

 

Wie so oft in der Forschung gab es auch Rückschläge: Ich war dermassen erfreut über die Idee, so viele Mikroklimadaten zu sammeln, dass ich vergass, die Speicherkapazität des Aufzeichnungsgeräts zu prüfen. Während des ersten Winters wurde deshalb ein grosser Teil der Daten gelöscht. Ich wiederholte das Experiment im folgenden Jahr mit viel häufigeren Backups. Dank der Hilfe eines Technikers kann ich jetzt zudem die Temperaturen in den Knospen "live" am Computer betrachten – was ehrlich gesagt ziemlich süchtig macht…

 

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