| Dokumentinformationen | ||
| Autor(en): | Astrid Vassella, Robert Brügger (Uni Bern) | |
| Erscheinungsjahr: | 2002 | |
| Erstveröffentlichung: | Vassella A.; Brügger, R. (2002): Sind unsere Wälder länger grün? Die Phänologie bringt es an den Tag - Wald Holz 83, 4: 28-31. | |
| Redaktion: | WVS, CH | |
| Sprachen: |
Druckansicht
deutsch
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Sind unsere Wälder länger grün?
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Abb. 1 - Buchenmischwald bei Bern. Klicken Sie auf das Foto, um den Wald im Verlauf der Jahreszeiten zu sehen. Foto: R. Brügger |
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Abb. 2 - Blattaustrieb bei der Buche. Klicken Sie auf das Foto, um eine Bildserie des Blattaustriebs zu sehen. Foto: R. Brügger |
Pflanzenphänologie
Was haben das Aufblühen der Hasel, der Blattaustrieb der Eiche und die Blattverfärbung der Buche miteinander zu tun? Alle drei Beispiele umschreiben bestimmte Entwicklungsphasen der Pflanzen, die im Verlaufe des Jahres auftreten und sich von Jahr zu Jahr wiederholen. Mit solchen Erscheinungen befasst sich die Pflanzenphänologie. Der Wortstamm "phäno" ist lateinisch und bedeutet "Erscheinung" oder "in Erscheinung treten". Entweder wird das Datum genau definierter Ereignisse, so genannte Phänophasen, oder der Verlauf des mengenmässigen Auftretens von Phänostadien über eine gewisse Periode, also die phänologische Entwicklung, festgehalten.
Seit einigen Jahren gibt es in der Schweiz ein Programm für phänologische Beobachtungen an Waldbäumen. Es liefert Informationen über die Zusammenhänge zwischen dem Witterungsverlauf und den jährlichen Wachstums- und Entwicklungserscheinungen der Bäume. Längerfristig werden die Beobachtungen zeigen, wie sich die Vegetation im Wald an veränderte Klimabedingungen anpasst.
Die Erde wird grüner - so die Schlagzeile einer NASA-Studie im September 2001. Die Daten von NASA-Satelliten zeigen, dass Teile der Nordhemisphäre in den letzten zwanzig Jahren grüner geworden sind und dass sich insbesondere in Eurasien die Vegetationsperiode um ca. 18 Tage verlängert hat. Die längere Vegetationsperiode sei sowohl auf einen früher einsetzenden Frühling als auch auf einen späteren Herbst zurückzuführen, berichten die Forscher der Boston Universität und des Goddard Instituts für Raumforschung in New York. Sind unsere Wälder auch länger grün?
Phänologische Beobachtungen
Blühende Haselsträucher im Januar, erste Frühlingsblumen Anfang Februar, im März dann blühende Erlen, Eschen oder Ulmen und Mitte November noch grünes Laub an den Buchen. Es sprechen viele Beobachtungen dafür, dass sich etwas verändert - auch in unseren Wäldern. In Anbetracht der weltweiten Verbreitung solcher Phänomene in der Natur hat der zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderung (IPCC) die Phänologie (siehe Kasten) als wichtiges Instrument zur Beobachtung der Klimaänderung und deren Einfluss auf die Biosphäre anerkannt.
Vom Impulsprojekt zum Waldphänologie-Netz
Mit dem Artikel "Die Jahreszeiten im Klimawandel" in der Zeitschrift "Wald und Holz" vom Februar 1998 wurde im Rahmen eines Impulsprojektes ein schweizerisches Beobachtungsnetz mit dem Ziel initiiert, über Veränderungen des phänologischen Verhaltens von Bäumen mehr Aufschluss zu erhalten. Es richtet sich an Förster, Landwirte und andere Leute, die beruflich oder während ihrer Freizeit regelmässig im Wald sind. Das Impulsprojekt wurde von der Eidgenössischen Forstdirektion des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) finanziert. Eine bereits zuvor erarbeitete Beobachtungsanleitung wurde getestet und an mehr als 40 Orten fanden Beobachtungen an neun Baumarten statt (siehe Abbildung 3).
Ohne die engagierte Mitarbeit zahlreicher freiwilliger Beobachter wäre dieses Projekt nicht realisierbar gewesen. Ihnen sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Heute ist das Impulsprojekt abgeschlossen. Da die meisten Mitarbeiter ihre Bäume weiterhin beobachten und mit MeteoSchweiz ein Partner gefunden wurde, der die Koordination des Netzes übernimmt, wird das Projekt als offizielles "Waldphänologie-Netz" weitergeführt.
Es können nach der relativ kurzen Laufdauer noch keine Zeitreihen ausgewertet werden. Trotzdem führte die kurze Pilotphase bereits zu interessanten Ergebnissen. Und je länger die Beobachtungsreihen sind, um so aussagekräftiger werden sie.
Vegetationsperiode
Abbildung 4 zeigt die Länge der Vegetationsperiode von Einzelbäumen der drei Arten Lärche, Rotbuche und Esche an Orten unterschiedlicher Meereshöhe. Der Beginn der Vegetationsperiode wird als der Zeitpunkt definiert, wenn im Frühling 50% der Blätter entfaltet bzw. 50 % der Nadeln ausgetrieben sind, das Ende ist erreicht, wenn 50 % der Blätter oder Nadeln herbstlich verfärbt oder bereits abgefallen sind. Die Geraden zeigen für die einzelnen Arten den Zusammenhang zwischen der Vegetationsperiodenlänge und der Meereshöhe.
Für alle drei Arten wird deutlich, dass die Vegetationsperiode für Bäume an tiefer gelegenen Stationen länger ist als für Bäume an höher liegenden Stationen. Bei einem Höhenunterschied von 500 m macht der Unterschied in der Vegetationsperiodenlänge bei der Lärche rund 25 Tage aus. Bei der Buche beträgt die Differenz auf 500 Höhenmeter 11 Tage (Abbildung 4). Die unterschiedliche Länge der Vegetationsperiode ist vor allem auf Temperaturunterschiede in Abhängigkeit von der Meereshöhe zurückzuführen.
Klimaveränderungen können einen ähnlichen Effekt zeigen: Steigen die Temperaturen, ist damit zu rechnen, dass sich die Vegetationsperiode der Waldbäume verlängert. Veränderungen dieser Art wurden in der weiter oben erwähnten NASA-Studie bereits nachgewiesen. Die Beispiele in Abbildung 4 zeigen im Weiteren, dass es grosse Unterschiede zwischen verschiedenen Arten gibt und sich somit Temperaturveränderungen nicht auf alle Arten gleich auswirken. Vermutlich werden langfristige Temperaturveränderungen auch die Verhältnisse zwischen den Arten und damit die Artenzusammensetzung unserer Wälder beeinflussen.
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| Abb. 3 - Beobachtungsorte des Waldphänologie-Netzes |
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| Abb. 4 - Einzelbäume an tiefer gelegenen Orten haben in der Regel eine längere Vegetationsperiode als Bäume an höher gelegenen Orten (Daten von 1999). |
Jeder Baum reagiert anders
Die Abbildung 4 macht auch deutlich, dass es grosse individuelle Unterschiede zwischen den einzelnen Bäumen derselben Art gibt. So kann die Vegetationsperiode benachbarter Bäume um gut 20 Tage unterschiedlich lang sein. Diese individuellen Unterschiede können neben der genetischen Prädisposition durch Faktoren wie zum Beispiel die soziale Stellung der Bäume bewirkt werden. Die im Rahmen des Impulsprojektes durchgeführten Untersuchungen im Jahre 1999 an Buchen zeigen, dass die im Vergleich zu ihren Nachbarn relativ unterdrückten oder beherrschten Bäume eine etwas längere Vegetationsperiode aufweisen als ins Kronendach aufragende Bäume (Abbildung 5).
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| Abb. 5 - Buchen mit relativ hoher sozialer Stellung im Bestand haben in der Regel eine kürzere Vegetationsperiode als Buchen mit relativ tiefer sozialer Stellung (Daten von Einzelbäumen an sechs Stationen aus dem Jahr 1999. Dargestellt sind jeweils die Abweichungen der Einzelbäume zu ihrem Stationsmittelwert) |
Wie sah es vor 130 Jahren aus?
Schauen wir 130 Jahre zurück, als vom Forstdienst des Kantons Bern phänologische Beobachtungen an etwa 70 verschiedenen Orten in Wäldern durchgeführt wurden. Die Beobachtungen wurden damals noch in der alten Kurrentschrift in gebundene Feldbücher notiert. In Affoltern zum Beispiel hatten die in den Jahren 1871 bis 1882 beobachteten Buchen im Frühling 50 % ihrer Blätter im Mittel am 14. Mai entfaltet. Der Vergleich mit heutigen Beobachtungen bringt Erstaunliches zutage.
Im benachbarten Wyssachen, wo im Rahmen des phänologischen Netzes der MeteoSchweiz von 1972 bis 1993 Beobachtungen durchgeführt wurden, hatten die Buchen die Hälfte ihrer Blätter im Mittel bereits am 30. April, also 2 Wochen früher, entfaltet. Eine derartige Verfrühung des Blattaustriebs der Buche von heute gegenüber den historischen Beobachtungen aus dem 19. Jahrhundert liess sich auch an anderen Orten feststellen (VASSELLA 1997, Phänologie von Waldbäumen: historische und aktuelle Beobachtungen).
Neue Beobachtungsanleitung
Für gute Beobachtungen ist eine Anleitung mit genauen Angaben und klaren Anweisungen der zu beobachtenden Phänomene notwendig. Eine gute Ausbildung und schliesslich auch die Beobachtungserfahrungen erhöhen zudem die Qualität der Schätzungen draussen im Wald. Aufgrund der im Impulsprojekt gewonnenen Erfahrungen wird die Beobachtungsanleitung für das Waldphänologie- Netz zurzeit überarbeitet. Gleichzeitig wird sie mit der angepassten Anleitung für das MeteoSchweiz-Netz zusammengelegt.
Dieses Netz schliesst phänologische Beobachtungen an Arten ausserhalb des Waldes mit ein. Die gemeinsame Anleitung ist bei Meteo Schweiz erhältlich (siehe Kasten). Im ersten Kapitel wird allgemein auf die Pflanzenphänologie eingegangen. Darauf folgen genaue Definitionen der Phänophasen mit Skizzen und Photos. Schliesslich werden alle beobachteten Pflanzenarten ausführlich beschrieben.
Pionier im europäischen Netz
An der Fachkonferenz des neu geschaffenen Europäischen Phänologieverbundes (EPN) im Dezember 2001 in Wageningen wurden die Methoden der neuen Anleitung mit grossem Interesse aufgenommen und diskutiert. Vor kurzem wurde die Phänologie europaweit in das Programm der langfristigen Waldökosystemforschung (ICP-Forest) integriert. Grundlagen dazu sind im Impulsprojekt hier in der Schweiz gewonnen worden.
Die Natur verändert sich
Viele der beobachteten Veränderungen und Ereignisse sind nicht dramatisch. Sie kommen im Einzelnen immer wieder vor und sind auch schon früher vorgekommen. Ihr gemeinsames und regelmässiges Auftreten in den letzten Jahren zeigt jedoch unmissverständlich, dass auch in unseren Wäldern Veränderungen vor sich gehen. Das muss keine schlechte Nachricht sein: Es ist eine der wesentlichsten Fähigkeiten von Lebewesen, dass sie sich den äusseren Bedingungen anpassen können.
Für den Förster ist wichtig zu wissen, wie sich der Wald verändert und wo er, in Anbetracht der vielfältigen Funktionen, die der Wald bei uns in der Schweiz weiterhin übernehmen soll, sinnvoll steuern und eingreifen kann. Noch ist das Waldphänologie-Netz sehr grobmaschig. Es ist wünschenswert, dass allgemein mehr Informationen zu den verschiedenen Waldtypen oder speziell zu Wälder an klimatisch sensiblen Übergangszonen, wie z. B. der oberen Laubwaldgrenze oder der alpinen Waldgrenze zusammengetragen werden. Die Daten sind nicht nur wichtig, um Veränderungen im Wald selbst zu erfassen. Sie bilden auch eine unentbehrliche Grundlage für die Abklärung von Wirkungszusammenhängen.
So wird zum Beispiel die Wirkung von Ozon auf Bäume durch den Zeitpunkt der Blattentfaltung mitbestimmt. Mit der neuen Anleitung soll ein Werkzeug bereitgestellt werden, das gute phänologische Beobachtungen ermöglicht und hoffentlich noch viele Förster motivieren wird, die Entwicklung ihrer Wälder zu beobachten und am Waldphänologie-Programm mitzuwirken.
Download
Mitarbeit im Waldphänologie-Programm
Wer beim Waldphänologie-Programm mitarbeiten möchte, kann sich bei Herrn Claudio Defila von der Meteo-Schweiz melden. Auch Beobachtungsanleitungen sind dort erhältlich:
Claudio Defila
MeteoSchweiz
Claudio.defila @ meteoschweiz.ch
Tel. +41 44 256 94 05
- Der Originalartikel ist als PDF-Datei verfügbar (2,1 MB)
Weiterführende Informationen
Links
- Phänologie - ein Biomonitoring und seine Anwendungen
- Phänologische Trends bei den Waldbäumen in der Schweiz
- Anzeichen des Klimawandels in der Pflanzen- und Tierwelt
- Wärmere Winter: Wie reagieren die Pflanzen?
- Mehr Misteln wegen der Klimaerwärmung?
Kontakt
- Robert Brügger
Universität Bern
Geographisches Institut
Hallerstrasse 12
CH-3012 Bern
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