Phänologie

Aus Klimawandel

Die meisten Beobachtungen über die Veränderungen der Pflanzen- und Tierwelt durch den Klimawandel gibt es über die Phänologie. Im Frühling wurde fast flächendeckend ein früherer Blattaustrieb beobachtet, im Herbst eine spätere Blattfärbung; Zugvögel kehrten früher aus ihren Überwinterungsgebieten zurück. Besonders die Frühlings-Phänologie ist starken Änderungen unterlegen. Die wichtigste Ursache ist die im Vergleich zu den anderen Jahreszeiten höhere Erwärmung im Winter und Frühling. Abb.2 zeigt über große Teile der Nordhalbkugel eine Temperaturerhöhung im Frühjahr um mindestens 1 oC, im Norwesten Nordamerikas, Nordosten Europas und in Sibirien sogar um 2-4 oC. In Europa stiegen die Frühlingstemperturen um 0,5 bis 2 oC, im Südwesten am wenigsten, im Nordosten am stärksten.

Vorverlegung des letzte Frosttags mit -2,3 oC und weniger (rot) sowie des Blattaustriebs (grün) im Frühling zwischen 1955 und 2002 auf der Nordhalbkugel

Die beobachtete Vorverlegung wichtiger Frühlingsereignisse folgt eindeutig den Veränderungen der Frühlingstemperaturen. Die Untersuchungen stammen vornehmlich aus den mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel. Hier spielen Niederschlagsveränderungen eine geringe Rolle, da generell ein ausreichendes Wasserangebot herrscht.5 Wichtige Daten sind der letzte Frosttag mit -2,2 oC und die Wachstumsperiode zwischen Frühling und Herbst mit mittleren Tagestemperaturen nicht unter 5 oC. Während die letzten Frosttage mit -2,3 oC und weniger zwischen 1955 und 2002 auf der Nordhalbkugel um rund 7 Tage früher auftraten (Abb. 3), hat sich die Wachstumsperiode um bis zu 8 Tage verlängert, in den mittleren und nördlichen Breiten sogar um zwei Wochen. Eine Erhöhung der Frühlingstemperatur um 1 oC hat im Mittel eine Vorverlegung des Wachstumsbeginns um 2,5-6 Tage zur Folge gehabt.

Phänologische Veränderungen zeigen sich auch in der Tierwelt. So haben sich die Rückkehrdaten vieler Zugvögel merklich verschoben, bei Schwalben in Großbritannien z.B. um 2-3 Tage bei einer Erwärmung um 1 oC. Dabei zeigen sich bei Vögeln, die nur kurze Distanzen zurücklegen, stärkere Veränderungen als bei Zugvögeln, die in größeren Entfernungen, wie z.B. europäische Zugvögel in Afrika, überwintern. Allgemein sind im Nordseeraum Zugvögel seit 1960 um 0,5-2,8 Tage früher angekommen. Auch der Zeitpunkt des Eierlegens wurde bei vielen Vögeln vorverlegt, so z.B. beim europäischen Fliegenschnäpper. Bei sechs Froscharten in Ithaca, New York, hat sich die Brutzeit um 10-13 Tage vorverlegt. Auch Schmetterlinge zeigen eine hohe Korrelation zwischen Lebenszyklen und Frühlingstemperaturen. Eine deutliche Vorverlegung ihres ersten Fluges wurde bei vielen Arten in Großbritannien, Spanien und Kaliforniern festgestellt.

Allgemein hat in den letzten 30 Jahren der Frühling auf der Nordhalbkugel um 2,3-5,2 Tage pro Jahrzehnt früher begonnen.Neben der globalen Erwärmung zeigen auch regionale Klimaschwankungen einen deutlichen Einfluss auf viele ökologische Prozesse. So ist das Verhalten mancher Zugvögelarten in West und Nordwesteuropa von einem hohen bzw. niedrigen NAO-Index abhängig. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass die Reaktion der biologischen Klassen und Arten auf klimatische Änderung sehr unterschiedlich ausfällt, wobei einige Arten auch gar nicht reagieren. So ist die Vorverlegung typischer Frühlingsaktivitäten bei Amphibien zweimal so stark wie bei Bäumen, Vögeln oder Schmetterlingen und fast achtmal so stark wie bei Sträuchern, Gräsern und Kräutern. Dabei reagieren auch noch die Amphibienarten untereinander sehr verschieden.

Die Unterschiede in der Reaktion der Arten in ein und demselben Untersuchungsgebiet ist oft größer, als die mittleren Unterschiede zwischen verschiedenen Regionen. In der individuellen Reaktion der Arten liegt auch der Grund dafür, dass die geographische Breite insgesamt keine so große Rolle spielt, obwohl die Temperaturzunahme in höheren Breiten deutlich höher ist als in niederen. Von Bedeutung sind neben den direkten klimatischen Veränderungen auch indirekte Folgen wie z.B. eine Störung der Synchronie zwischen Wirtspflanzen und Insekten. Die wenigen vorliegenden Untersuchungen geben allerdings insgesamt nur ein begrenzt klares Bild, da unterschiedliche Arten, Regionen und Zeitspannen zugrundegelegt wurden.