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Pflanzen- und Tierwelt

Die Vegetationsperiode verlängert sich

Der Anstieg der globalen Mitteltemperatur macht sich in mittleren und höheren Breiten durch eine Verschiebung des jahreszeitlichen Zyklus von Pflanzen und Tieren zu früheren Beginnzeiten im Frühling und zu einem späteren Ende der aktiven Zeit im Herbst bemerkbar.

Der globale Temperaturanstieg schlägt sich neben nicht-biologischen Systemen wie Kryosphäre und Hydrosphäre auch in (natürlichen und bewirtschafteten) biologischen Systemen nieder. Gut belegt ist die Wirkung der Temperaturzunahme auf die Biosphäre auf den Kontinenten der nördlichen Hemisphäre. Pflanzen und Tiere können auf Veränderungen des Klimas mit einer entsprechenden Änderung ihres saisonalen Zyklus, mit einer Änderung des Verbreitungsgebietes oder der Bestandsdichte, mit einer Veränderung ihrer Gestalt (z.B. Körpergröße) oder mit dem Aussterben reagieren.

Blühbeginn, Insektenflug, Vogelzug

Eine Reihe von Arbeiten zur Wirkung der Klimavariabilität auf die Biosphäre greift auf „phänologische“ Beobachtungen zurück, die sich mit dem jahreszeitlich bedingten saisonalen Zyklus von Pflanzen und Tieren beschäftigen. Dazu gehören gut erkennbare Erscheinungen wie Blattentfaltung, Blüte, Fruchtreife, Blattverfärbung, Blattfall, der Vogelzug oder das erste Erscheinen von Insekten im Frühjahr (Abb. 1).

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Abb. 1: Schneeglöckchen als Zeichen des Frühlingsbeginns (Scheifinger H., ZAMG).

Phänologische Beobachtungen weisen eine jahrhundertealte Tradition auf. Oft waren es Naturliebhaber, die den saisonalen Zyklus von Pflanzen und Tieren ihrer näheren Umgebung systematisch beobachteten und aufzeichneten. In Österreich begann die systematische Beobachtung 1851, als Carl Frisch an der neu gegründeten ZAMG ein phänologisches Beobachtungsnetz in der ganzen Monarchie ins Leben rief. Die Problematik des vom Menschen verstärkten Treibhauseffektes rückte die Phänologie als Klimaindikator ins Zentrum der Klimawirkungsforschung.

Früher Frühling, später Herbst

Langen phänologischen Beobachtungsreihen folgend hat sich in Europa und Nordamerika seit der Mitte des 20. Jahrhunderts der Blühbeginn und die Blattentfaltung um etwa 2,3 bis 5,2 Tage pro Jahrzehnt zu früheren Eintrittszeiten hin verschoben. Laubverfärbung und Laubfall traten hingegen immer später im Jahr ein (Abb. 2). Dadurch verlängerte sich die Vegetationsperiode um bis zu zwei Wochen.

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Abb. 2: Zeitreihen der Abweichungen diverser phänologischer Phasen in Deutschland in Verbindung mit Abweichungen der mittleren Frühlingstemperatur und des Nordatlantischen Oszillationsindex (NAO-Index) (Rosenzweig u.a. 2007).

Mehrjährige globale Satellitenbeobachtungen von Vegetationsindizes und Analysen von Zeitreihen der CO2-Konzentration in der Atmosphäre bestätigen die Verlängerung der Vegetationsperiode. Auch in der Land- und Forstwirtschaft und im Obstbau machen sich die Auswirkungen des jüngsten Klimawandels bemerkbar, beispielsweise durch frühere Aussaat- und Erntetermine oder früheres Blühen von Obstgehölzen. In Westeuropa konnte beobachtet werden, dass das erste Auftreten und die Hauptflugzeit von Schmetterlingen früher eintritt. Ebenso verlängerte sich die Flugzeit von Insekten, die mehrere Generationen in einer Saison hervorbringen können. Die Ankunftszeiten von Zugvögeln und der Brutbeginn von Vögeln reagiert bereits auf den Temperaturanstieg, meist mit einer Verschiebung zu früheren Eintrittszeitpunkten.

Frühere Ernte möglich

Bei zahlreichen in Österreich beobachteten phänologischen Zeitreihen lässt sich eine gute Übereinstimmung des langfristigen Trends mit dem langfristigen Trend der Temperatur beobachten. Vor allem Fruchtreifephasen reagieren auf das erhöhte Temperaturangebot während der warmen Jahreszeit (Abb. 3; vgl. Artikel „Historische Archive“).

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Abb. 3: Vergleich zwischen einer Messreihe der Lufttemperatur (schwarz) und einer phänologischer Zeitreihe (rot). Bei der Messreihe handelt es sich um die mittlere Temperatur des Sommerhalbjahres in der nordöstlichen HISTALP -Region, relativ zum Mittel des Zeitraumes 1901–2000. Als phänologische Zeitreihe ist der Beginn der Fruchtreife des schwarzen Holunders ausgewählt. Die dicken Linien stellen die über 21 Jahre gleitenden Mittel dar (Auer u. a. 2007; phänologische Datensammlung der ZAMG).

 

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