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Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es wurde die SO2-Resistenz von 12 Flechtenarten verschiedener Wuchsformen und Standorte untersucht. Hierzu wurden die Thalli einerseits mit SO2 begast (Konzentrationsstufen am Eingang der Begasungsküvette 0,5; 1,0; 2,0 und 4,0 mg SO2/m3 Luft) oder andererseits mit Na2S2O5-Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen und pH-Werte behandelt. Als Vitalitätskriterium wurde der CO2-Gaswechsel der Thalli vor der SO2-Begasung, unmittelbar danach und darauffolgend in Abständen im Verlauf von mehreren Wochen mit dem Ultrarotabsorptionsschreiber verfolgt. Außerdem wurden in einigen Fällen die Chlorophyllgehalte bestimmt. 1. Bei den Begasungsexperimenten treten deutliche artspezifische Resistenzunterschiede auf. Die empfindlichsten Arten zeigen im voll hydratisierten Zustand bereits nach 14stündiger Behandlung mit 0.5 mg SO2/m3 eine Beeinflussung der Nettophotosynthese und Dunkelatmung; die Photosyntheseintensität von Labaria pulmonaria ist sogar irreversibel geschädigt. Die widerstandsfähigsten Arten überleben dagegen eine gleichlange Behandlung mit 4 mg SO2/m3 nur mit geringer oder ohne bleibende Beeinträchtigung ihres CO2-Gaswechsels. Nach ihrer Reaktion auf diese Behandlung ergibt sich folgende Abstufung der Widerstandsfähigkeit der untersuchten Arten: Xanthoria parietina (resistenteste Art), Parmelia scortea, Parmelia acetabulum, Hypogymnia physodes, Parmelia saxatilis, Platismatia glauca, Labaria pulmonaria, Parmelia stenophylla, Evernia prunastri. Die empfindlichste Art, Evernia prunastri, ist bezeichnenderweise eine Strauchflechte. Flechten mit dieser Wuchsform sind auch von Geländeuntersuchungen her als besonders empfindlich bekannt. 2. Exemplare der gleichen Art (Parmelia saxatilis, Lobaria pulmonaria) können sich entsprechend ihrer Standorte in der SO2-Resistenz unterscheiden. Morphologisch-anatomische Merkmale (Thallus-und Cortexdicke) bedingen möglicherweise diese Unterschiede. 3. Die Empfindlichkeit der Flechten gegen SO2-Begasung ist stark von ihrem Wasserzustand abhängig. Bei abnehmendem Wasserpotential vermindert sich die SO2-Aufnahme und damit die Schädigung. Ausgetrocknete Thalli überleben hohe SO2-Konzentrationen in ihrer Umgebung ohne Beeinträchtigung. 4. Auch bei der Behandlung mit Na2S2O5-Lösungen treten artspezifische Unterschiede in der Widerstandsfähigkeit der Flechten auf. Die Reihenfolge in der Abstufung der Resistenz stimmt hier jedoch nicht mit der nach SO2-Begasung überein. Irreversible Schädigungen der Photosynthese sind nicht unbedingt mit einer Zerstörung des Chlorophylls korreliert. 5. Die Schädigung der Flechten hängt bei gleicher Na2S2O5-Konzentration wesentlich vom pH-Wert des Mediums ab; bei niedrigem pH ist die Wirkung bedeutend stärker als bei hohem. Das kann bekanntermaßen dadurch gedeutet werden, daß die Konzentrationen an schädigenden Ionen im Gleichgewichtssystem der dissoziierten Lösung pH-abhängig ist. Die Ergebnisse werden in Anlehnung an das Resistenz-Konzept Levitts unter dem Gesichtspunkt diskutiert, daß die Gesamt-Resistenz der Flechten gegen SO2 im Luftraum von 2 Komponenten bestimmt wird, der „avoidance” und der „tolerance” (vgl. Abb. 15). Einerseits hängt die Widerstandsfähigkeit bei gegebener Außenkonzentration davon ab, wieviel SO2 in den Thallus aufgenommen wird, was u. a. durch die Thallusorganisation (Lebensform, Oberflächenbeschaffenheit) und durch den augenblicklichen Quellungsgrad des poikilohydren Organismus bestimmt wird. Außerdem kann die Toxizität des aufgenommenen SO2 erniedrigt werden, wobei der pH-Wert im Thallus und seine Pufferkapazität (bedingt u.a. durch Standort und Substrat) eine ausschlaggebende Rolle spielen. Neben diesen „avoidance”-Faktoren wird die Gesamtresistenz der Flechten andererseits von der plasmatischen Widerstandsfähigkeit der empfindlichen Systeme gegen das aufgenommene SO2 bestimmt („tolerance”). Auch diese durch Einwirkung der Na2S2O5-Lösungen bestimmte Resistenz ist gewissen Schwankungen, z.B. mit dem Entwicklungszustand der Flechten, unterworfen. Die Unterschiede in der Abstufung der untersuchten Arten nach Gesamt-Resistenz (SO2-Begasung) und plasmatischer Resistenz (Na2S2O5-Lösungen) zeigen die Bedeutung der „avoidance”-Komponente für die Gesamt-Resistenz der Organismen. In ökologischer Hinsicht bestätigen die Untersuchungen die hohe Empfindlichkeit von Flechten gegenüber SO2-Belastung, auch in Konzentrationen, wie sie bei tatsächlichen Immissionen auftreten können. Andererseits zeigt sich die Kompliziertheit der ökologischen Interpretation experimentall ermittelter Resistenzphänomene.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Während der Zeit stärkster Wasseranspannung, am Ende der Trockenzeit, wurde der Einfluß der Klimafaktoren auf Nettophotosynthese, Dunkelatmung und Transpiration von Pflanzen in der Negev-Wüste untersucht. Versuchsobjekte waren Wildpflanzen (Artemisia herba-alba, Hammada scoparia, Noaea mucronata, Reaumuria negevensis, Salsola inermis, Zygophyllum dumosum), Kulturpflanzen der Sturzwasserfarm Avdat (Prunus armeniaca, Vitis vinifera) und künstlich bewässerte Arten (Citrullus colocynthis, Datura metel). 1. Lichtsättigung der Nettophotosynthese findet entsprechend der ungehinderten Enstrahlung am Wüstenstandort zwischen 60 und 90 klx statt. 2. Bei Bezug auf das Trockengewicht der Assimilationsorgane übertreffen die maximalen apparenten Photosyntheseraten der mesomorphen, bewässerten Fflanzen die der Wildpflanzen um das Zehnfache. Im Vergleich zu den übrigen Arten erreichen die Wildpflanzen bei Bezug auf die Oberfläche demgenüber höhere Werte. Bezogen auf den gesamten Chlorophyllgehalt liegen die maximalraten der Nettophotosynthese von Salsola und Noaea in der gleichen Größenordnung wie die von Datura, Citrullus und Wein. Selbst Hammada erreicht höhere Werte als die Aprikose. Daraus wird die hohe Photosynthesefähigkeit der Wildpflanzen am Ende der Trockenzeit deutlich. 3. In Anpassung an die Standortstemperaturen liegt der obere Temperaturkompensationspunkt der Nettophotosynthese bei den Wildpflanzen ungewöhnlich hoch. Mit Werten über 49°C erreicht und überschreitet er die bisher für Blütenpflanzen bekannten Maxima. Hammada weist bei 37°C noch optimale Leistungsfähigkeit auf, und bei einer Temperatur der Assimilationsorgane von 49°C ist die Photosyntheserate erst zu 50% gemindert. 4. Die Blattemperatur beeinflußt den Gaswechsel der Pflanzen auch durch Einwirkung auf den Spaltöffnungszustand. Temperatursenkung führt zu Verminderung, Temperaturerhöhung zu Steigerung des internen Diffusionswiderstandes der Blätter für Wasserdampf. Die Mittagsdepression von Nettophotosynthese und Transpiration der Wüstenpflanzen kann daher auf einer temperaturgesteuerten Spaltöffnungsreaktion beruhen. Es wird diskutiert, inwieweit auch die bei erhöhter Temperatur gleichzeitig vergrößerte Wasserdampfdruckdifferenz zwischen Blattmesophyll und Umgebungsluft auf dem Wege über die peristomatäre Transpiration Spaltöffnungsregelungen bedingen kann. 5. Erhöhung der Temperatur bis in die Nähe der Hitzeresistenzgrenze führt zur Verringerung des Diffusionswiderstandes gegen Wasserdampf, also zu einer Öffnungsreaktion der Stomata. Das verursacht verstärkte Transpirationskühlung. 6. Bei zunehmender Wasseranspannung in den Blättern kann der Diffusions-widerstand für Wasserdampf in Form einer Schwellenreaktion durch Spaltenschluß plötzlich steigen, oder es kommt zur einem kontinuierlichen Anstieg, der mit allmählicher Abnahme von Transpiration und Nettophotosynthese verbunden ist. 7. Bei vielen Pflanzen zeigt sich im Tageslauf eine Zunahme des Diffusions-widerstandes für Wasserdampf, der eine Abnahme der Transpirationsrate, aber keine Depression der Nettophotosynthese entspricht. Der Quotient zwischen CO2-Aufnahme und Wasserabgabe wird im Laufe des Tages also günstiger. Es wird erwogen, ob dieses für Wüstenpflanzen vorteilhafte Reaktionsvermögen auf einer Erhöhung des Mesophyllwiderstandes für den Transpirationsstrom beruhen kann.