Phänologie von Waldbäumen unter sich ändernden Klimabedingungen - Auswertung der Beobachtungen in den Internationalen Phänologischen Gärten und Möglichkeiten der Modellierung von Phänodaten

Freising

1997

147 S.

zahlr. Lit. Ang.

Abgeschriebene PublikationBandaufführung

97902

In der vorgelegten Arbeit wurden mögliche Wirkungen von Klimaänderungen infolge des anthropogenen Treibhauseffekts auf die Phänophasen von Waldbäumen untersucht. Als grundlegendes Datenmaterial dienten dabei die phänologischen Beobachtungen in den über 70 Internationalen Phänologischen Gärten (IPG) in Europa, die beginnend in den sechziger Jahren mit erbgleichen Bäumen und Sträuchern begründet wurden. Verschiedene Ansätze der Modellierung von Frühjahrsphänophasen wurden an den IPG-Daten getestet und anschliessend Anwendungsmöglichkeiten dieser Modelle bei der Beurteilung möglicher Folgen einer Erwärmung aufgezeigt. Die Untersuchung wurde dabei in folgende Fragenkomplexe aufgeteilt: - Welche Zusammenhänge ergeben sich zwischen dem Eintritt von Phänophasen in den Internationalen Phänologischen Gärten und meteorologischen Parametern? - Gibt es Phänomodelle, mit denen Frühjahrsphasen der IPG-Klone europaweit, auch unter veränderten Bedingungen, ausreichend genau simuliert werden können? - Welche möglichen Verschiebungen des Eintritts von Frühjahrsphänophasen bei einer Klimaerwärmung lassen sich direkt aus dem IPG-Daten ableiten? Welche Veränderungen von Phänophasen werden mit Phänomodellen in verschiedenen Regionen Europas simuliert, welche Änderung der Spätfrostgefährdung ist damit verbunden? Sind die an den IPG-Klonen abgeleiteten Aussagen auch für standortsangepasste Baumarten, z.B. in Bayern, gültig? Nach einer Einführung in die physiologischen Grundlagen der Winterruhe und Frosthärte von Bäumen in den gemässigten Breiten und einer Übersicht über Einflussfaktoren auf Phänophasen wurde bei der Analyse der in den Internationalen Phänologischen Gärten erhobenen Daten des Zeitraums 1959 bis 1993 festgestellt, dass die Klone der IPG eine erstaunliche Variabilitaet bzw. physiologisches Anpassungsverhalten bei allen betrachteten Phänophasen zeigen. Ein Grossteil der beobachteten Varianz lässt sich auf den Faktor "geographische Lage" zurückführen, die Standardabweichungen einzelner Beobachtungsreihen liegen, je nach Phänophase, zwischen 4 und 20 Tagen. Die Entwicklung im Frühjahr ist im wesentlichen durch die Temperatur gesteuert, ein Einfluss von Photoperiode oder Grosswetterlagen konnte nicht nachgewiesen werden. Die signifikanten Trends in Europa (ca. 1/4 aller untersuchten Reihen) weisen auf Verfrühungen von Austrieb und Blüte um 0,5 bis 1 Tag/Jahr in den letzten 2 bis 3 Jahrzehnten hin. Nach einem kurzen Literaturüberblick über bereits existierende Modelle zur Vorhersage von Frühjahrsphänophasen wurden einige, z.T. neu entwickelte Modelle fuer 45 verschiedene Klone und Phasen an einen Datensatz, bestehend aus phänologischen Beobachtungen in 37 IPG und Temperaturdaten in Tageswertauflösung von 35 benachbarten europäischen Klimastationen, für den Zeitraum 1959 bis 1982 angepasst. Auch beim Modelltest in dem durch einige wärmere Jahre charakterisierten Zeitraum von 1983 bis 1993 zeichneten sich die beiden neuen Modelle LNVAR und LNTL durch genaue Modellvorhersagen aus. Die mittleren absoluten Vorhersagefehler liegen zwischen 4,4 und 7,4 Tagen bei Blattentfaltung und Maitrieb, zwischen 4,1 Tagen (Prunus avium) und 8,4 Tagen (Gattung Salix) bei der Blüte; meist werden über 70% der Varianz der beobachteten Daten durch die modellierten Phaseneintrittstermine erklärt. Die Anpassungsgüte ist auch in wärmeren, phänologisch frühen Jahren relativ hoch. Mögliche Auswirkungen von Temperaturerhöhungen konnten dann einerseits für Deutschland am IPG- Datensatz selbst abgeschätzt werden, andererseits mit den Phänomodellen unter gleichförmiger Veränderung historischer Klimadatenreihen simuliert werden.