The impact of selected climatic factors on the growth of Greek fir on Mount Giona in mainland Greece based on tree ring analysis

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Artikel aus einer Zeitschrift

200209602

Keywords: Abies cephalonica, climate, dendrochronology, tree growth, drought index
Schlüsselbegriffe: Abies cephalonica, Klima, Dendrochronologie, Baumwachstum, Dürreindex
Tree ring chronologies are considered critical when investigating important relations between tree growth and climate. In the present study, we studied the impact of precipitation and air temperature on Abies cephalonica, an endemic Greek species, by evaluating radial growth data from tree ring analysis. The two sampled stands had elevations of 988 m and 1.274 m above sea level, respectively, and were located on Mountain Giona in central Greece. The hyperbola two-parameter function was used for fitting a tree growth model and detrending, separetly for the two sites. After detrending, the Average Tree Ring Width Index (ARWI) values were calculated and the averaged values per site were standardized and plotted. Due to the lack of temperature data, during the last 30 years, we used the Standardized Precipitation Index (SPI) based only on precipitation, to investigate the impact of extreme drought on Abies cephalonica growth at the two sites. We tested both a 6-month time step (SPI6) calculated for March to August and a 12-month step (SPI12) calculated for October-September and representing the hydrological year and correlated the results with ARWI. Furthermore, separate correlations between selected average temperatures, precipitation (for period 2009–2019) and radial growth were tested. We found that SPI is useful to reveal negative or positive growth due to extreme climate conditions. The extreme drought event of 1985 (SPI < –2) was followed by an important growth decrease for both stands. In contrast, the extremely wet year of 1971 (SPI > 2) was followed by increased growth in the following year (1972), again for both stands. Less pronounced events, as indicated by the SPI, caused less clear impacts on the measured radial growth. A general decline in growth was observed after 1998 for both elevations and was not connected with SPI. We suggest that this decrease was associated to observed defoliations by Choristoneura murinana, a moth feeding on shoots.
Jahrringchronologien sind essenziell für die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Baumwachstum und Klima. In dieser Studie haben wir die Auswirkungen von Niederschlag und Lufttemperatur auf die in Griechenland endemische Abies cephalonica untersucht, unter Verwendung von Durchmesserzuwachsdaten aus Jahrringanalysen. Die zwei untersuchten Bestände befinden sich auf 988 m bzw. 1.274 m über dem Meeresspiegel am Berg Giona in Zentralgriechenland. Mit einer Zwei-Parameter-Hyperbel-Funktion haben wir für beide Bestände ein Baumwachstumsmodell entwickelt, um den Alterstrend zu entfernen. Danach wurden der durchschnittliche Jahrringbreitenindex (ARWI) berechnet und die gemittelten Werte pro Standort analysiert. Weil Temperaturdaten für die letzten 30 Jahren fehlen, haben wir den Standardized Precipitation Index (SPI) verwendet, der nur Niederschlagsdaten benötigt, um die Auswirkungen extremer Dürre auf das Wachstum von Abies cephalonica in den beiden Beständen zu untersuchen. Wir haben den Dürreindex für ein 6-monatiges Zeitfenster (SPI6) und den Zeitraum März–August und für 12 Monate (SPI12) von Oktober–September für das hydrologische Jahr berechnet und mit ARWI korreliert. Darüber hinaus wurden Korrelationen zwischen Durchschnittstemperaturen, Niederschlag (Zeitraum 2009–2019) und Wachstum getestet. Unser Ergebnisse zeigen den Wert von SPI, um negatives oder positives Wachstum aufgrund von extremen Klimaereignissen zu quantifizieren. Das extreme Dürreereignis von 1985 (SPI < –2) bewirkte für beide Bestände einen deutlichen Wachstumsrückgang. Andererseits folgte auf das extrem nasse Jahr 1971 (SPI > 2) ein verstärktes Wachstum im folgenden Jahr (1972) wiederum für beide Bestände. Schwächere Ereignisse auf Basis des SPI hatten weniger deutlichen Einfluss auf das gemessene Durchmesserwachstum. Nach 1998 konnten wir für beide Standorte einen generellen Rückgang des Durchmesserwachstums beobachten, dies Stand nicht mit Änderungen im SPI in Verbindung. Vermutlich ist der beobachtete Nadelverlust durch Choristoneura murinana, eine triebfressende Mottenart, der Grund dafür.