Verfügbarkeit: Experimentelle Pflanzenökologie

Experimentelle Pflanzenökologie: Grundlagen und Anwendungen

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Vorheriger Titel:	Willert, Dieter J. von Experimentelle Pflanzenökologie
Hauptverfasser:	Matyssek, Rainer 1954- (VerfasserIn), Herppich, Werner B. (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin Springer Spektrum 2019
Ausgabe:	2., stark überarbeitete und erweiterte Auflage
Schriftenreihe:	Springer Reference Naturwissenschaften
Schlagworte:	Pflanzenökologie - Experiment - Lehrbuch Methode Pflanzenökologie Experiment Energieumsatz der Pflanze Gaswechsel der Blattorgane Standort der Pflanze Wasseraufnahme und Wassertransport der Pflanze abiotische Faktoren PST Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XV, 551 Seiten Illustrationen
ISBN:	9783662534632

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS TEIL I EINFUEHRUNG ............ 1 1 OEKOLOGIE, STANDORT, ARBEITSFELDER, KONZEPTE .................................... 3 1 DER BEGRIFF OEKOLOGIE ................................................................... 4 2 DER STANDORT ALS KLEINSTE OEKOLOGISCHE EINHEIT ............................. 7 2.1 DIE ABIOTISCHEN FAKTOREN ................................................. 10 2.2 DIE BIOTISCHEN FAKTOREN ..................................................... 11 2.3 DIE PFLANZE ......................................................................... 11 3 ARBEITSFELDER UND VORGEHEN EXPERIMENTELLER OEKOLOGIE ............. 14 3.1 DIE PHYSIOGRAFISCHE UND BIOLOGISCHE ERFASSUNG DES STANDORTES ......................................................................... 15 3.2 FAKTORENANALYSE ................................................................ 17 3.3 VERIFIZIERUNG ..................................................................... 19 4 PHILOSOPHIE DER EXPERIMENTELLEN PFLANZENOEKOLOGIE ................ 21 LITERATUR .................................................................................................... 26 TEIL II STRAHLUNG UND TEMPERATUR ...................................................... 27 2 QUALITAETEN, QUANTITAETEN UND GESETZMAESSIGKEITEN DER STRAHLUNG .................................................................................................. 29 1 STRAHLUNGSGESETZE ......................................................................... 30 1.1 SCHWARZE KOERPER .............................................................. 31 1.2 STEFAN-BOLTZMANN-GESETZ ................................................. 33 2 SONNENSTRAHLUNG ........................................................................... 36 3 LANGWELLIGE THERMISCHE STRAHLUNG ................................................ 41 4 MESSPRINZIPIEN, EINHEITEN ............................................................ 44 4.1 PHOTOSYNTHETISCH AKTIVE STRAHLUNG ................................. 44 4.2 GLOBALSTRAHLUNG ................................................................ 46 4.3 GESAMTSTRAHLUNG ................................................................ 47 LITERATUR .................................................................................................... 48 3 WAERME UND TEMPERATUR - MESSUNG UND TEMPERIERUNG ................ 49 1 ENERGIE, TEMPERATUR UND SPEZIFISCHE WAERME ............................. 50 2 WAERMEUEBERTRAGUNG ....................................................................... 52 X INHALTSVERZEICHNIS 3 METHODEN DER TEMPERATURMESSUNG ............................................. 53 3.1 FLUESSIGKEITSTHERMOMETER .................................................... 54 3.2 INFRAROTTHERMOMETER .......................................................... 55 3.3 WIDERSTANDSTHERMOMETER UND THERMOELEMENTE .............. 55 3.3.1 WIDERSTANDSTHERMOMETER .................................... 55 3.3.2 THERMOELEMENTE ................................................. 57 4 BEISPIELE VON THERMOELEMENTMESSANORDNUNGEN ...................... 60 4.1 BEISPIEL 1: DIE THERMOELEMENTANORDNUNG IM XYLEMFLUSSMESSER NACH CERMAK UND KUCERA .................. 61 4.2 BEISPIEL 2: DAS ISOPIESTISCHE PSYCHROMETER NACH BOYER UND KNIPLING .......................................................... 63 5 WAERMEAUSTAUSCH MITTELS PELTIER-ELEMENTEN ............................... 64 LITERATUR ..................................................................................................... 66 TEIL III LUFT UND WIND ............................................................................ 67 4 ALLGEMEINE GASGESETZE - GRUNDLAGEN OEKOPHYSIOLOGISCHER MESSUNG ..................................................................................................... 69 1 LUFT - GANZ ALLGEMEIN BETRACHTET ................................................. 70 2 SATZ DES AVOGADRO .......................................................................... 72 3 BOYLE-MARIOTTE-GESETZ ................................................................. 73 4 GAY-LUSSAC-GESETZ .......................................................... 74 5 ALLGEMEINES GASGESETZ ................................................................. 74 6 IDEALE UND REALE GASE ................................................................... 76 7 DALTON-PARTIALDRUCKGESETZ ............................................................. 77 8 BAROMETRISCHE HOEHENFORMEL ........................................................ 77 9 DIFFUSIONSGESETZE .......................................................................... 79 LITERATUR ..................................................................................................... 85 5 ATMOSPHAERE UND IHRE GASE - MESSUNG IN LUFT UND WASSER ....................................................................................................... 87 1 GASE UND PFLANZENPHYSIOLOGIE, EINE KURZE EINFUEHRUNG .............. 88 2 LOESLICHKEIT VON GASEN ................................................................... 89 3 CO 2 -MESSUNG IN LUFT ................................................................... 94 4 O 2 -MESSUNG IN LUFT ...................................................................... 98 LITERATUR ..................................................................................................... 99 6 BEWEGTE LUFT - WIND, GRENZSCHICHT, KONVEKTION UND DEREN BESTIMMUNG .............................................................................................. 101 1 WIND ................................................................................................ 102 2 LUFTGRENZSCHICHT ............................................................................ 102 3 DEFINITION DER KONVEKTION ............................................................. 104 4 OEKOLOGISCHE BEDEUTUNG VON GRENZSCHICHT UND KONVEKTION IN BLAETTERN ....................................................................................... 108 5 METHODEN DER WINDMESSUNG ........................................................ 111 LITERATUR ..................................................................................................... 113 INHALTSVERZEICHNIS XI TEIL IV WASSER ALS PHYSIKALISCH-CHEMISCHE SUBSTANZ ..................... 115 7 WASSER IN SEINEN DREI ZUSTANDSFORMEN - STRUKTUR UND CHEMIE .................................................................................................... 117 1 EINIGE BEMERKUNGEN ZUR MOLEKUELSTRUKTUR VON H 2 O .................. 118 2 WASSERSTOFFBRUECKENBINDUNG .......................................................... 119 3 STRUKTUR VON FESTEM UND FLUESSIGEM WASSER ................................. 122 4 OBERFLAECHENSPANNUNG, KOHAESION, ADHAESION UND KAPILLAREFFEKT ................................................................................ 125 5 WASSER ALS LOESUNGSMITTEL ............................................................ 129 LITERATUR .................................................................................................... 134 8 ENERGETIK DES WASSERS - CHEMISCHES POTENZIAL UND WASSERPOTENZIAL MIT SEINEN TEIL-KOMPONENTEN ............................... 135 1 WASSERPOTENZIAL - EINE KURZE EINLEITUNG ..................................... 135 2 GIBBSSCHE FREIE ENTHALPIE ............................................................ 136 3 CHEMISCHES POTENZIAL ................................................................... 138 4 DEFINITION DES WASSERPOTENZIALS ................................................... 140 5 DRUCKPOTENZIAL .............................................................................. 143 6 OSMOTISCHES POTENZIAL ................................................................... 146 LITERATUR .................................................................................................... 157 9 PHYSIK DES WASSERDAMPFES - LUFTFEUCHTE UND WASSERDAMPFGRADIENTEN ....................................................................... 159 1 PHASENDIAGRAMM DES WASSERS ..................................................... 160 2 SAETTIGUNGSDAMPFDRUCK VON WASSER IM OEKOLOGISCHEN TEMPERATURBEREICH .......................................................................... 166 3 DEFINITIONEN DER LUFTFEUCHTE ........................................................ 169 4 ANGABE DER LUFTFEUCHTE BEI UNTERSCHIEDLICHEM LUFTDRUCK ....................................................................................... 173 5 DEFINITIONEN DES LUFTFEUCHTEDEFIZITS UND DES WASSERDAMPFGRADIENTEN ................................................................. 174 6 LUFTFEUCHTE ALS THERMODYNAMISCHE GROESSE ................................. 177 7 METHODEN DER LUFTFEUCHTEMESSUNG ............................................. 180 7.1 MESSMETHODEN DER RELATIVEN LUFTFEUCHTE ......................... 181 7.2 MESSMETHODEN DER ABSOLUTEN LUFTFEUCHTE ...................... 181 7.3 MESSMETHODEN ZUR QUALITATIVEN SCHAETZUNG DES LUFTFEUCHTEDEFIZITS ............................................................ 186 LITERATUR .................................................................................................... 188 TEIL V GASWECHSEL DER BLATTORGANE ................................................... 189 10 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN VON TRANSPIRATION, CO2-AUFNAHME, GASLEITFAEHIGKEITEN UND DEREN BESTIMMUNGEN ........................... 191 1 GASWECHSEL - EIN KURZE EINFUEHRUNG ............................................... 192 2 TRANSPIRATIONSRATE UND BLATTLEITFAHIGKEIT FUER WASSERDAMPF ......... 196 XII INHALTSVERZEICHNIS 3 STOMATAERE, KUTIKULAERE UND GRENZSCHICHTLEITFAEHIGKEIT FUER WASSERDAMPF ................................................................................... 198 4 TRANSPIRATIONSRATE UND BLATTLEITFAEHIGKEIT FUER WASSERDAMPF IN DEN NEUEN EINHEITEN ........................................................................ 201 5 NETTO-CO 2 -AUSTAUSCHRATE UND BLATTLEITFAEHIGKEIT FUER CO 2 ........... 204 6 ABGELEITETE PARAMETER AUS GASWECHSELMESSUNGEN ...................... 205 7 WIDERSTAND UND LEITFAEHIGKEIT DES MESOPHYLLS WAEHREND DES BLATTGASWECHSELS ............................................................................... 210 7.1 MESOPHYLLLEITFAEHIGKEIT FUER CO 2 ( MES GCO 2 ) ........................... 211 7.2 IMPLIKATIONEN FUER DIE INTERPRETATION DER PHOTOSYNTHESE ... 212 7.3 DIE OEKOPHYSIOLOGISCHE DIMENSION VON MES G C O 2 ................ 214 7.4 MECHANISTISCHE GRUNDLAGEN VON MES G CO2 ........................... 216 7.5 BESTIMMUNGSVERFAHREN VON MES G C O 2 .................................... 216 7.6 PRAKTISCHE RELEVANZ ............................................................... 217 8 BEZUGSGROESSEN FUER GASWECHSELMESSUNGEN .................................... 217 9 ZAHLENBEISPIEL ................................................................................... 219 LITERATUR ..................................................................................................... 220 11 METHODEN DER GASWECHSELMESSUNG - HISTORISCHE UND AKTUELLE .... 221 1 MOMENTANMETHODE NACH STOCKER .................................................... 222 2 OFFENE UND GESCHLOSSENE GASWECHSELMESSSYSTEME .................... 222 2.1 POROMETER ZUR WASSERDAMPFDIFFUSION .................................. 223 2.2 SYSTEME ZUR GLEICHZEITIGEN MESSUNG DER TRANSPIRATIONSRATE UND DER NETTO-CO 2 -AUSTAUSCHRATE ......... 227 3 BERECHNUNG UND KORREKTUR VON GASWECHSELDATEN ...................... 244 LITERATUR ..................................................................................................... 251 12 ERGEBNISBEISPIELE AUS GASWECHSELUNTERSUCHUNGEN ........................... 253 1 ABHAENGIGKEIT DES GASWECHSELS VON DEN KLIMAFAKTOREN .............. 254 2 CO 2 -ABHAENGIGKEIT DES GASWECHSELS ............................................. 262 LITERATUR ..................................................................................................... 270 13 CHLOROPHYLLFLUORESZENZANALYSE ............................................................. 271 1 CHLOROPHYLL-LICHTABSORPTION, ABSORPTIONSSPEKTREN UND KONJUGIERTE SYSTEME ........................................................................ 272 2 LICHTABSORPTIONS- UND ENERGIEDISSIPATIONSVORGAENGE IM CHLOROPHYLLMOLEKUEL ........................................................................ 278 3 STRUKTUR UND FUNKTION DES PHOTOSYNTHESEAPPARATES .................... 282 4 SCHNELLE UND LANGSAME FLUORESZENZINDUKTIONSKINETIK - KAUTSKY-EFFEKT ................................................................................. 288 4.1 ANALYSE DER FLUORESZENZKINETIK ........................................... 289 4.2 FLUORESZENZLOESCHUNG UND ELEKTRONENTRANSPORT .................... 290 5 CHLOROPHYLLFLUORESZENZMESSSYSTEME ............................................. 296 5.1 SYSTEME MIT KONTINUIERLICH EINGESTRAHLTEM ANREGUNGSLICHT ........................................................................ 296 5.2 MODULIERTE FLUOROMETER ........................................................ 297 5.3 CHLOROPHYLLFLUORESZENZBILDANALYSESYSTEME ......................... 300 INHALTSVERZEICHNIS XIII 6 ANALYSE VON FLUORESZENZMESSUNGEN ............................................. 302 6.1 ANALYSE DER SCHNELLEN KINETIK ............................................. 303 6.1.1 F O , F V /F M ................................................................... 303 6.1.2 OJIP-TEST ................................................................... 306 6.2 ANALYSE DER LANGSAMEN KINETIK ........................................... 309 6.2.1 RFD- WERT ..................................................................... 309 6.2.2 FLUORESZENZLOESCHUNGS(QUENCHING)-ANALYSE ........... 309 6.2.3 PHOTOSYNTHETISCHE ELEKTRONENTRANSPORTRATE ............. 315 7 ANWENDUNGSBEISPIELE FUER CHLOROPHYLLFLUORESZENZANALYSEN ......... 317 7.1 HERBIZIDRESISTENZ ................................................................... 317 7.2 HITZESTRESS .............................................................................. 318 7.3 TROCKENSTRESS .......................................................................... 321 LITERATUR .................................................................................................... 324 14 SAUERSTOFFMESSUNG UND ANALYSE STABILER ISOTOPE ............................. 327 1 MESSUNG DES SAUERSTOFFGASWECHSELS VON BLATTSTUECKEN ................ 328 1.1 POLAROGRAFISCHE SAUERSTOFFMESSUNG IN DER GASPHASE ......... 328 1.2 VERFAHREN ................................................................................ 330 1.3 EINSATZMOEGLICHKEITEN ............................................................ 331 2 ANALYSE STABILER ISOTOPE ................................................................. 332 2.1 STABILE ISOTOPE - DEFINITION UND EIGENSCHAFTEN .................. 332 2.2 ERFASSUNG UND ANALYTIK MIT MASSENSPEKTROMETRIE ............. 334 2.3 BEZUEGE ZUM GASAUSTAUSCH DER BLATTORGANE ......................... 338 2.4 STABILE ISOTOPE ALS TRACER ...................................................... 347 2.5 STABILE ISOTOPE - BEDEUTUNG IN DER EXPERIMENTELLEN PFLANZENOEKOLOGIE ................................................................... 354 LITERATUR .................................................................................................... 354 TEIL VI WASSER IN DER PFLANZE ............................................................. 357 15 WASSERZUSTAND DER PFLANZE ................................................................... 359 1 WASSERBILANZ ..................................................................................... 360 2 WASSERENTNAHME .............................................................................. 362 2.1 INDIREKTE MESSMETHODEN ........................................................ 362 2.2 DIREKTE MESSMETHODE ............................................................ 364 3 WASSERZUSTAND .................................................................................. 366 4 WASSERGEHALT UND DARAUS ABGELEITETE GROESSEN ............................... 367 5 WASSERZUSTANDSGLEICHUNG .............................................................. 372 5.1 DEFINITION AM BEISPIEL EINER EINZELZELLE ............................. 372 5.2 ALTERNATIVE ANSAETZE ZUR BESCHREIBUNG DES WASSERZUSTANDES ................................................................... 374 5.3 ELASTIZITAETSMODUL UND WASSERSPEICHERKAPAZITAET .................. 377 5.4 ERWEITERUNG DES MODELLS AUF GEWEBE UND ORGANE ..................................................................................... 381 6 MATRIXPOTENZIAL ................................................................................ 382 7 GRAVITATIONSPOTENZIAL UND DAS GESAMTWASSERPOTENZIAL ................ 385 LITERATUR .................................................................................................... 387 XIV INHALTSVERZEICHNIS 16 METHODEN DER WASSERZUSTANDSMESSUNG - KOMPENSATIONSMETHODEN, PSYCHROMETRIE UND ZELLDRUCKSONDE .................................................... 389 1 KOMPENSATIONSMETHODE UND GRENZPLASMOLYSE ............................. 390 2 PSYCHROMETRIE ................................................................................... 393 2.1 PSYCHROMETER NACH RICHARDS UND OGATA ............................. 395 2.2 PSYCHROMETER NACH SPANNER ................................................. 400 2.3 TAUPUNKTHYGROMETRISCHE METHODE ...................................... 401 2.4 ISOPIESTISCHES PSYCHROMETER NACH BOYER UND KNIPLING . . . 408 3 ZELLDRUCKSONDE NACH ZIMMERMANN UND STEUDLE ........................... 417 LITERATUR ..................................................................................................... 424 17 METHODEN DER WASSERZUSTANDSMESSUNG - DRUCKKAMMER UND DRUCK-VOLUMEN-ANALYSE ............................................................... 425 1 DRUCKKAMMERMETHODE NACH SCHOLANDER ...................................... 426 1.1 PRINZIP ..................................................................................... 426 1.2 AUFBAU DER DRUCKKAMMER .................................................... 426 1.3 THEORIE DER DRUCKKAMMERMESSUNG ...................................... 427 1.4 FEHLERMOEGLICHKEITEN UND PROBLEME BEI DER MESSUNG MIT DER SCHOLANDER-DRUCKKAMMER ...................................... 431 2 DRUCK-VOLUMEN-ANALYSE ................................................................. 437 2.1 DURCHFUEHRUNG DER MESSUNG ................................................. 438 2.2 ALTERNATIVE METHODEN DER VERSUCHSDURCHFUHRUNG .............. 439 2.3 AUSWERTUNG UND INTERPRETATION DER ERGEBNISSE .................. 444 3 SPERRY-APPARATUR ............................................................................ 456 LITERATUR ..................................................................................................... 460 18 WASSERFERNTRANSPORT IN DER PFLANZE - GRUNDLAGEN UND MESSVERFAHREN .......................................................................................... 463 1 FERNTRANSPORT DES WASSERS IN DER PFLANZE ...................................... 464 2 HEAT-PULSE- METHODE ........................................................................ 464 3 PRINZIP DER MASSENFLUSSMESSUNG .................................................... 466 4 HEAT-BALANCE-METHODE ................................................................... 467 5 THERMAL DISSIPATION PROBE ............................................................... 470 6 HEAT-FIELD-DEFORMATION- METHODE .................................................... 474 7 HEAT-RATIO- METHODE ........................................................................ 477 8 THERMAL DISSIPATION PROBE MIT EXTEMAL HEATING ........................... 480 9 BESTIMMUNG DES XYLEMMASSENSTROMS - EINE PHYSIKALISCH ABSOLUTE METHODE? ........................................................................ 482 10 WELCHES DER DARGESTELLTEN VERFAHREN IST ZU BEVORZUGEN? .............. 483 11 AUSGEWAEHLTE ERGEBNISSE .................................................................. 483 12 BEDEUTUNG IN DER EXPERIMENTELLEN PFLANZENOEKOLOGIE .................. 485 LITERATUR ..................................................................................................... 489 INHALTSVERZEICHNIS XV TEIL VII ENERGIEUMSATZ ........................................................................ 491 19 STRAHHINGS- UND ENERGIEBILANZ VON BLAETTERN - BLATTEIGENSCHAFTEN IM ZENTRUM VON STRAHLUNGSFLUESSEN ............................................. 493 1 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN DER PFLANZEN ............................................. 495 2 DAS BLATT IM ZENTRUM VON STRAHLUNGSFLUESSEN ............................... 499 3 ENERGIEBILANZ VON BLAETTERN ............................................................ 503 3.1 WAERMELEITUNG ....................................................................... 504 3.2 WAERMESPEICHERUNG QU .......................................................... 504 3.3 WAERMEAUSTAUSCH (KONVEKTION) C .......................................... 505 3.4 ENERGIEUMWANDLUNGEN ? PH , Q M UND Q TR ............................. 507 4 DAS BLATT IM ZENTRUM VON ENERGIEFLUESSEN .................................... 510 5 MODELL ZUR ENERGIEBILANZ ............................................................... 513 LITERATUR .................................................................................................... 516 STICHWORTVERZEICHNIS ....................................................................................... 517
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