BD-I-1 Phänologische Veränderungen bei Wildpflanzenarten

Gelb blühender Huflattich.zum Vergrößern anklicken
Der Huflattich blüht heute früher im Jahr als noch Mitte des letzten Jahrhunderts.
Quelle: berggeist007 / pixelio.de

Monitoringbericht 2015 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel

Inhaltsverzeichnis

 

BD-I-1: Phänologische Veränderungen bei Wildpflanzenarten

Der Beginn des phänologischen Frühlings, Sommers und Herbstes hat sich in den letzten 61 Jahren im Jahresverlauf nach vorne verschoben. Der Winter ist deutlich kürzer, der Frühherbst deutlich länger geworden. Diese Veränderungen sind Ausdruck der Anpassungsfähigkeit von Pflanzen an das veränderte Klima, können aber auch weitergehende Folgen für die biologische Vielfalt bis hin zur Gefährdung von Tier­ und Pflanzenarten haben.

Eine phänologische Uhr zeigt die Veränderung von Leitphasen von 10 Wildpflanzen. Dargestellt sind die Zeiträume 1951-1980 und 1983-2012.
BD-I-1 Grafik
Quelle: Umweltbundesamt
 

Zeitliche Entwicklung von Wildpflanzenarten verschiebt sich im Jahresverlauf

In unseren Breiten bestimmen insbesondere die klima- und witterungsbedingten Temperaturverläufe den Jahresgang der Entwicklung der Pflanzen. So lässt sich beispielsweise eine sehr frühe Blüte von Gehölzen wie Hasel oder Schwarzerle nach einem warmen Winter beobachten. Für diese Entwicklung sind nicht einzelne besonders warme oder kalte Tage entscheidend, sondern längerfristige Witterungsverläufe, die der Blüte vorangehen. Sind die Temperaturen am Ende des Winters über mehrere Wochen hinweg hoch, bauen sich hohe Wärmesummen auf, die die Pflanzenentwicklung beschleunigen.

Veränderungen natürlicher jahreszeitlicher Rhythmen und die damit verbundenen zeitlichen Verschiebungen in der Entwicklung von Pflanzen werden seit vielen Jahren anhand sogenannter phänologischer Beobachtungen dokumentiert. Erfasst wird dabei bundesweit das Eintreten bestimmter periodisch wiederkehrender biologischer Erscheinungen wie Blatt- und Knospenaustrieb, Blüte, Fruchtreife oder Blattfall. Das phänologische Beobachtungsnetz des Deutschen Wetterdienstes umfasst u. a. ein breites Spektrum von Wildpflanzen, deren spezifische Entwicklungsphasen den Beginn der phänologischen Jahreszeiten markieren.

Da eine Interpretation der Verschiebungen jahreszeitlicher Zyklen nur über größere Zeiträume betrachtet zu gesicherten Ergebnissen führt, werden phänologische Daten ebenso wie klimatische Daten über Zeiträume von 30 Jahren gemittelt. Vergleicht man in der sogenannten phänologischen Uhr die mittleren Eintrittszeitpunkte der phänologischen Jahreszeiten im Referenzzeitraum 1951 bis 1980 mit denen im Zeitraum 1983 bis 2012, wird folgendes Muster deutlich: Die phänologischen Jahreszeiten vom Vorfrühling über den Sommer bis zum Frühherbst setzen in der Periode nach 1983 jeweils früher ein als im Referenzzeitraum, Vollherbst, Spätherbst und Winter hingegen jeweils später. Dadurch ist insbesondere der Frühherbst im Mittel der Jahre 1983 bis 2012 um etwa elf Tage länger, der Winter jedoch um etwa neun Tage kürzer als noch zwischen 1951 und 1980. Dieser Vergleich ergibt auch, dass der Sommer im Mittel der beiden Perioden zwar unverändert etwa 89 Tage dauert, aber Beginn und Ende des Sommers durchschnittlich etwa neun Tage früher liegen. Analysiert man die Eintrittsdaten der phänologischen Jahreszeiten im Vergleich der beiden Perioden, so ergeben sich statistisch signifikante Unterschiede zwischen den beiden Perioden für alle Jahreszeiten mit Ausnahme des Vorfrühlings und des Spätherbstes.

Verschiebungen phänologischer Jahreszeiten sind zum einen Ausdruck der Anpassungsfähigkeit von Pflanzen und Tieren an veränderte Klimaverhältnisse. Zum anderen lassen die durch den Klimawandel verursachten Veränderungen von Entwicklungszyklen aber auch auf weitergehende Folgen für die biologische Vielfalt schließen. Phänologische Verschiebungen können in bestimmten Fällen das zeitliche Zusammenspiel zwischen Organismen entkoppeln. Dadurch werden etablierte Wechselwirkungen beispielsweise zwischen Pflanzen und deren Bestäubern oder in Räuber-Beute-Beziehungen beeinflusst. Dies wirkt sich auf Struktur und Funktionen von Ökosystemen aus und kann zur Gefährdung von Tier­ und Pflanzenarten führen. So konnte beispielsweise anhand von Populationen des Trauerschnäppers in den Niederlanden nachgewiesen werden, dass die Individuenzahl zurückging, weil es zu einer solchen zeitlichen Entkopplung der Aufzuchtzeit der Nestlinge von der Zeit des optimalen Nahrungsangebots gekommen ist.13 Da Trauerschnäpper Langstreckenzieher sind und in Afrika überwintern, können sie auf veränderte Zyklen der Entwicklung ihrer Nahrungsorganismen nicht ausreichend reagieren.

Für Deutschland gibt es keine breit angelegten Untersuchungen oder systematischen Beobachtungen der Folgen solcher durch phänologische Verschiebungen veränderter Beziehungen zwischen Pflanzen und Tieren. Möglich ist daher zum jetzigen Zeitpunkt nur die Aussage, dass mit weiteren Verschiebungen der phänologischen Phasen eine Zunahme solcher Veränderungen erwartet wird.

Gleiches gilt für die beobachtete Verlängerung der phänologischen Vegetationsperiode.  Deren Dauer entspricht der Summe der Tage des phänologischen Frühlings, Sommers und Herbstes. Während die Vegetationsperiode in den Jahren 1951 bis 1980 im Mittel lediglich 222 Tage dauerte, verlängerte sie sich im Durchschnitt der Jahre 1983 bis 2012 um 8 Tage auf 230 Tage. Dabei ist zu beachten, dass die Länge über die Jahre hinweg stark variiert. Eine Verlängerung der Vegetationsperiode kann beispielsweise zu einer höheren Produktivität von Ökosystemen führen, was wiederum Beziehungen zwischen verschiedenen Arten beeinflussen kann. Deutschlandweite systematische Untersuchungen der Auswirkungen einer verlängerten Vegetationsperiode auf die biologische Vielfalt liegen bisher nicht vor.

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Both C., Bouwhuis S., Lessells C. M., Visser M. E. 2006: Climate change and population declines in a long-distance migratory bird. Nature 441: 81-83
doi:10.1038/nature04539; Received 17 October 2005; Accepted 22 December 2005

 

Schittstellen

LW-I-1: Verschiebung agrarphänologischer Phasen

LW-R-1: Anpassung von Bewirtschaftungsrhythmen

WW-I-7: Eintreten der Frühjahrsalgenblüte in stehenden Gewässern