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Klimaänderung und Pflanzenphänologiein Hessen
Fachtagung"Klimawandel und Klimafolgen in Hessen"
16. Mai 2006
Anita StreitfertLudger Grünhage
Institut für Pflanzenökologie, JLU Gießen
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Klimaänderung und Pflanzenphänologiein Hessen
Anstieg der Konzentrationen von CO2
Auswirkung auf Pflanzen und Boden
"CO2-Düngung"
Auswirkung auf Klima
"Treibhauseffekt"
u.a.klimarelevanter Spurengase
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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
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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
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Zeigerpflanzen und Leitphasen zur Fixierung derphänologischen Jahreszeiten
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Auswertung derAuswertung derphphäänologischennologischen ZeitreihenZeitreihen
HessensHessens
flächenmäßig unbedeutend
13 Naturraumgruppen
mit insg.
59 Naturräumen
Anzahl der in die Auswertung einge-gangenen Beobachtungsstationen:
170
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Beginn der phänologischen Jahreszeiten in Hessen
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124
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Phänologische Uhrfür Hessen
116
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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
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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
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Umweltbeobachtungs- und KlimafolgenforschungsstationLinden
− Phänologischer Garten Linden −
Institut für Pflanzenökologie der JLU GießenHessisches Landesamt für Umwelt und Geologie
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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)
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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
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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
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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)
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Prognose für 2041-2050Naturraum 348
(Marburg-Gießener-Lahntal)
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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.)
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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
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Datum JTZ20. März 791. April 91
10. April 10020. April 1101. Mai 121
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Blühbeginn± 10 Tage
Blühbeginn+ 10 Tage
Gefahr von Spätfrost (Tmin < =°C)
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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
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( 2004)
( 2005)
Glechoma hederacea - GundermannSaxifraga granulata - Knöllchen-Steinbrech
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Klimaänderung und Pflanzenphänologiein Hessen
Vielen Dank!Vielen Dank!
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