Klimaeinflüsse auf die Phänologie von Baum- und Straucharten
In diesem Projekt werden phänologische Beobachtungen von verschiedenen Baum- und Straucharten in der Schweiz untersucht, welche von der MeteoSchweiz seit 1951 erfasst wurden. Die ca. 200’000 Beobachtungen decken unterschiedliche Phänophasen ab wie Blattentfaltung/Nadelaustrieb, Blüte, Fruchtreife, Blatt-/Nadelverfärbung und Blatt-/Nadelfall.
Im ersten Teil des Projektes haben wir untersucht, ob sich das Frostrisiko während der Blattentfaltung bzw. während des Nadelaustriebs bei 13 Baum- und Straucharten von 1951 bis 2014 verändert hat (Abb. 1). Dabei wurden fast 48'000 Beobachtungen an 264 Stationen aus dem phänologischen Netzwerk der MeteoSchweiz untersucht. Um abzuschätzen, ob sich die Trends für die Blattentfaltung und das Frostrisiko ändern, wurden «state-space models» benutzt (Abb. 2). Bei allen untersuchten Arten tritt die Blattentfaltung zu einem zunehmend früheren Zeitpunkt auf, insbesondere oberhalb von 800 m ü.M. und seit den 1980er Jahren, was auf die wärmeren Frühlingstemperaturen zurückzuführen ist. Aktuell haben Bäume und Sträucher eine relativ grosse Sicherheitsmarge zwischen dem letzten kritischen Frost und dem Zeitpunkt der Blattentfaltung. Allerdings steigt das Frostrisiko bei früh austreibenden Arten (z.B. Lärche, Rosskastanie, Hasel, Hängebirke, Vogelbeere) sowie mit zunehmender Meereshöhe. Während den eher kühleren 1950er und 1960er Jahren hat sich das Frostrisiko tendenziell reduziert, während es aufgrund der Klimaerwärmung seit den 2000er Jahren vermehrt ansteigt.
Die Studie wurde publiziert als externe SeiteBigler und Bugmann (2018).
Im zweiten Teil des Projektes haben wir untersucht, wie sich tägliche Wettereinflüsse auf die Blattentfaltung bzw. auf den Nadelaustrieb von fünf Laub- und Nadelbaumarten (Lärche, Rosskastanie, Hasel, Buche und Fichte) auswirken. Da sich tägliche Wettereinflüsse wie z.B. die Maximaltemperatur über mehrere Wochen und Monate auswirken können, wird der Zusammenhang zwischen Wettereinflüssen und Blattentfaltung/Nadelaustrieb über «distributed lag models» quantifiziert (Abb. 3).
Die Studie wurde publiziert als externe SeiteBigler und Vitasse (2019).
Im dritten Teil des Projektes untersuchen wir, unter welchen klimatischen Bedingungen die Blattverfärbung von Bäumen aussergewöhnlich früh erfolgt. Wir analysieren dabei 16385 Beobachtungen der Blattverfärbung von Buche, Hängebirke, Rosskastanie, Lärche, Sommerlinde, Vogelbeere, Winterlinde, Edelkastanie und Bergahorn an 222 phänologischen Stationen in der Schweiz. In Jahren mit aussergewöhnlich früher Blattverfärbung war die Tagesgradsumme im May und Juni signifikant höher und die klimatische Wasserbilanz im Juni signifikant tiefer als in den anderen Jahren, insbesondere bei trockenheitsempfindlichen Arten wie der Buche (Abb. 4). Auch sehr tiefe Minimaltemperaturen im September führten zu aussergewöhnlich früher Blattverfärbung.
Ein Manuskript ist im Review: Bigler C. und Vitasse Y. 2021. Premature leaf discoloration of European deciduous trees is caused by drought and heat in late spring and cold spells in early fall.
Funding
ETH Zürich
Projektstatus
Das Projekt läuft seit Februar 2015.
Kontakt
Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Christof Bigler.
