Hodnocení fyziologického stavu popínavých rostlin v městském prostředí pomocí termografie

• Thesis title in Czech: Hodnocení fyziologického stavu popínavých rostlin v městském prostředí pomocí termografie
• Thesis title in English: Evaluation of climbing plant physiological status in urban environment by thermography
• Key words: termografie, transpirace, teplota listu, vodivost průduchů, popínavé rostliny, výměna plynů, termografie, mikroklima stanoviště
• English key words: thermography, transpiration, leaf temperature, stomatal conductivity, climbing plants, gas exchange, thermography, habitat microclimate
• Academic year of topic announcement: 2023/2024
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Experimental Plant Biology (31-130)
• Supervisor: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 12.01.2024
• Date of assignment: 25.01.2024
• Confirmed by Study dept. on: 29.01.2024
• Advisors: prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D.

References

Convertino, F., Vox, G., Schettini, E., 2021. Evaluation of the cooling effect provided by a green façade as nature-based system for buildings. Building and Environment 203, 108099. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108099
García-Tejero, I.F., Rubio, A.E., Viñuela, I., Hernández, A., Gutiérrez-Gordillo, S., Rodríguez-Pleguezuelo, C.R., Durán-Zuazo, V.H., 2018. Thermal imaging at plant level to assess the crop-water status in almond trees (cv. Guara) under deficit irrigation strategies. Agricultural Water Management 208, 176–186. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.06.002
Gräf, M., Immitzer, M., Hietz, P., Stangl, R., 2021. Water-Stressed Plants Do Not Cool: Leaf Surface Temperature of Living Wall Plants under Drought Stress. Sustainability 13, 3910. https://doi.org/10.3390/su13073910
Koch, K., Ysebaert, T., Denys, S., Samson, R., 2020. Urban heat stress mitigation potential of green walls: A review. Urban Forestry & Urban Greening 55, 126843. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2020.126843
Pichlhöfer, A., Korjenic, A., Sulejmanovski, A., Streit, E., 2023. Influence of Facade Greening with Ivy on Thermal Performance of Masonry Walls. Sustainability 15, 9546. https://doi.org/10.3390/su15129546
Yan, J., Zhao, L., Zhang, Y., Liu, M., Yang, Y., Liu, Z., Zhang, L., 2022. Effects of microclimatic factors on stomatal conductance of plants in vertical greenery systems in humid subtropical areas. Sustainable Cities and Society 85, 104056. https://doi.org/10.1016/j.scs.2022.104056
Zhen, M., Zou, W., 2023. Thermal effects of vertical greening with creepers in different life stages on the outdoor environment under a cold climate. Environ Sci Pollut Res 30, 5774–5790. https://doi.org/10.1007/s11356-022-22579-8
Gräf, M., Immitzer, M., Hietz, P. and Stangl, R., 2021. Water-stressed plants do not cool: Leaf surface temperature of living wall plants under drought stress. Sustainability, 13(7), p.3910.
Akram, M.W., Hasannuzaman, M., Cuce, E. and Cuce, P.M., 2023. Global technological advancement and challenges of glazed window, facade system and vertical greenery-based energy savings in buildings: A comprehensive review. Energy and Built Environment, 4(2), pp.206-226.
Koyama, T., Yoshinaga, M., Maeda, K.I. and Yamauchi, A., 2015. Transpiration cooling effect of climber greenwall with an air gap on indoor thermal environment. Ecological Engineering, 83, pp.343-353.

Preliminary scope of work

Popínavé rostliny jsou často využívány pro tzv. zelenou architekturu ve městech a díky stínění a transpiračnímu chlazení se mohou podílet na ovlivnění lokálního mikroklimatu. V současnosti se za účelem vyšší udržitelnosti, snížení energetických nákladů a dalších benefitů využívá rostlin v různých systémech na fasádách budov (Koch et al., 2020). Pozitivní efekt rostlin na městské mikroklima závisí na jejich fyziologickém stavu, který může odrážet některé stresové podmínky městského prostředí jako je snížená dostupnost vody, zvýšená teplota nebo zasolení substrátu (Gräf et al., 2021). Pomocí termografie lze jednak bezkontaktně porovnávat teplotu holých povrchů budov a povrchů s rostlinami, dále v kontextu mikroklimatických podmínek a fyziologických měřeních na rostlinách lze hodnotit i jejich fyziologický stav.
Cílem diplomové práce bude hodnocení fyziologického stavu popínavých rostlin a jejich chladícího efektu na povrch fasády či zdi pomocí termografie. Součástí řešení bude vyvinout a otestovat postup získání a vyhodnocení termálních obrazových dat z ruční kamery pro popínavé rostliny zelených zdí a fasád. Fyziologický stav rostlin na úrovni listu bude charakterizován i standardními ekofyziologickými metodami jako je měření výměny plynů (rychlost čisté fotosyntézy a transpirace, vodivost průduchů), stanovení relativního obsahu vody v listech a vodního potenciálu. Fyziologické parametry budou hodnoceny v závislosti na mikroklimatu stanoviště (expozice porostlé stěny do různých světových stran) a aktuálních meteorologických podmínkách (ozářenost, okolní teplota, relativní vzdušná vlhkost). Výsledky z fyziologických měření budou interpretovány v kontextu výstupů z termografie.
Jako cílové druhy budou využity zejména břečťan popínavý (Hedera helix, s nižšími nároky na světlo, stálezelený) a druhy loubince (rod Parthenocissus, vyšší nároky na světlo, opadavý) rostoucí v městském prostředí. Případně budou zařazeny další popínavé rostliny (Wisteria sp., Vitis sp.).