Klimaänderung und Pflanzenphänologiein Hessen

Fachtagung"Klimawandel und Klimafolgen in Hessen"

16. Mai 2006

Anita StreitfertLudger Grünhage

Institut für Pflanzenökologie, JLU Gießen

Klimaänderung und Pflanzenphänologiein Hessen

Anstieg der Konzentrationen von CO2

Auswirkung auf Pflanzen und Boden

"CO2-Düngung"

Auswirkung auf Klima

"Treibhauseffekt"

u.a.klimarelevanter Spurengase

Auswertung der phänologischen Zeitreihen Hessens

Abschätzung des zukünftigen Beginns von Phänophasenauf der Grundlage der Ergebnisse der regionalen Klima-prognose Hessen

Einfluss moderat erhöhter CO2-Konzentrationen (+20 %)auf den Beginn von Phänophasen im GiFACE-Experiment

aktuell:

zukünftig:

Klimaänderung und Pflanzenphänologiein Hessen

Vollblüte

Pflanzenphänologie(ist die Wissenschaft der im

Jahresablauf periodischwiederkehrenden Wachstums-

und Entwicklungserscheinungender Pflanzen [Schnelle 1955])

Beginn des Austriebs

Beginn der Blattentfaltung

Beginn der Blüte Ende der Blüte

Erste reife FrüchteBeginn der Pflückreife

Beginn der Blattverfärbung

Blattfall

Zeigerpflanzen und Leitphasen zur Fixierung derphänologischen Jahreszeiten

Auswertung derAuswertung derphphäänologischennologischen ZeitreihenZeitreihen

HessensHessens

flächenmäßig unbedeutend

13 Naturraumgruppen

mit insg.

59 Naturräumen

Anzahl der in die Auswertung einge-gangenen Beobachtungsstationen:

170

Beginn der phänologischen Jahreszeiten in Hessen

124

116

Phänologische Uhrfür Hessen

116

124

ZeitlicheVerschiebung

derVegetationsperiode

in Hessen

a: -22b: -21c: +1

a: -11b: -8c: +3

a: -23b: -1c: +22

a: -26b: -7c: +19

a: -16b: -5c: +11

a: -14b: -6c: +8

a: -9b: -11c: -2

a: -3b: -2c: +1

a: -14b: -4c: +10

a: -17b: -1c: +16

a: -19b: -2c: +17

a: Beginn der Veg.perideb: Ende der Veg.periodec: Länge der Veg.periode

Probleme• Die Ergebnisse sind beeinflusst von subjektiven Entscheidungen

(Eintritt der Phänophase gestern, heute oder morgen)• unterschiedliches genetisches Material

B: Blattentfaltung von Betula pubescens, Prunus avium, Sorbus aucuparia und Ribes alpinumE: Blattfall von Betula pubescens, Prunus avium, Salix smithiana und Ribes alpinumL: E − B

(Chmielewski & Rötzer 2001)

Beginn Ende Länge

−2,7 Tage /10 a +0,9 Tage/10 a −3,5 Tage/10 a

Umweltbeobachtungs- und KlimafolgenforschungsstationLinden

− Phänologischer Garten Linden −

Institut für Pflanzenökologie der JLU GießenHessisches Landesamt für Umwelt und Geologie

Jahresmittel der Lufttemperatur in z = 2 m über Grund

1961-1970 71-80 81-90 1991-2000 2041-2050

Gra

d C

elsi

us

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0Gießen

a ab b c d

Jahresmittel1961-1970: 8,9 °C1971-1980: 9,2 °C1981-1990: 9,4 °C1991-2000: 9,9 °C

2041-2050: 11,2 °C(nach Angaben des DWD,Enke 2003)

Sommertage1961-1970: 29,51971-1980: 32,41981-1990: 39,61991-2000: 47,6

2041-2050: 61,2

Zahl der Frosttage (Tmin < 0 °C)

1961-1970 71-80 81-90 1991-2000 2041-2050

Anza

hl

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110Gießen

a b ab b c

Frosttage1961-1970: 82,31971-1980: 69,31981-1990: 73,01991-2000: 69,3

2041-2050: 45,0

(nach Angaben des DWD,Enke 2003)

Zahl der heißen Tage (Tmax >= 30 °C)

1961-1970 71-80 81-90 1991-2000 2041-2050

Anza

hl

0

5

10

15

20

25

30

35

Gießena ab ab bc c

Länge der thermischen Vegetationsperiode

1961-1970 71-80 81-90 1991-2000 2041-2050

Tage

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360 Gießen

a a a a b

Länge der therm. Veg.periode1961-1970: 222,5 d1971-1980: 219,5 d1981-1990: 226,4 d1991-2000: 234,5 d

2041-2050: 293,7 d

Eintritt der Phänophase (JTZ) 1961 – 1990beobachtet modelliert

Frühling 54 54

Sommer 153 154

Herbst 237 238

Vegetationsruhe 287 286

Eintritt der Phänophase (JTZ) 1991 – 2000beobachtet modelliert

Frühling 42 43

Sommer 143 144

Herbst 231 230

Vegetationsruhe 281 283

Modellierung der phänologischen Uhr für denNaturraum 348 (Marburg-Gießener-Lahntal)

Spätherbst &Vegetationsruhe (Winter)

Spätherbst &Vegetationsruhe (Winter)

Prognose für 2041-2050Naturraum 348

(Marburg-Gießener-Lahntal)

132

126

126

112

?

Prognose für 2041-2050Naturraum 348

(Marburg-Gießener-Lahntal)

1961-2000: 51 (20.2.)1961-1970: 59 (28.2.)1971-1980: 44 (13.2.)1981-1990: 59 (28.2.)1991-2000: 42 (11.2.)

2041-2050: 27 (27.1.)

Folgen der Verschiebung der phänologischen Jahreszeiten

Zahl der Frosttage (Tmin < 0 °C)

1961-1970 71-80 81-90 1991-2000 2041-2050

Anza

hl

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110Gießen

a b ab b c

Frosttage1961-1970: 82,3 d1971-1980: 69,3 d1981-1990: 73,0 d1991-2000: 69,3 d

2041-2050: 45,0 d

Erniedrigtes oder erhöhtes Risiko von Spätfrostschäden?

Januar Februar März April Mai Jan-Mai

1961-2000 17,4 16,2 10,5 3,5 0,2 47,7

2041-2050 10,5 7,6 7,6 2,6 0,5 28,9

Datum JTZ20. März 791. April 91

10. April 10020. April 1101. Mai 121

Blühbeginn± 10 Tage

Blühbeginn+ 10 Tage

Gefahr von Spätfrost (Tmin < =°C)

prognostizierter Anstieg

1990 - 2100540 ppm − 970 ppm

(statistische Unsicherheit:-10 bis +30 % ⇒

490 ppm − 1260 ppm)

Source: Intergovernmental Panel on Climate Change, 2001

Gießener Freiland-CO2-Anreicherungsexperiment: [CO2]2030-2040

( 2004)

( 2005)

Glechoma hederacea - GundermannSaxifraga granulata - Knöllchen-Steinbrech

Klimaänderung und Pflanzenphänologiein Hessen

Vielen Dank!Vielen Dank!

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