Überleben im Hochgebirge in Zeiten des Klimawandels – Treiber und Differenzierung der Phänologie alpiner Pflanzen
(2) Department für Botanik und Biodiversitätsforschung, Universität Wien, Rennweg 14, 1030 Wien
Abstract
Gebirgsregionen gelten als Extremlebensräume, die durch niedrige Temperaturen, lange Schneebedeckung, kurze Vegetationsperioden, hohe Sonneneinstrahlung und starken Wind gekennzeichnet sind. Sie zählen zu den am stärksten vom Klimawandel bedrohten Ökosystemen. Alpine Pflanzen reagieren auf Temperaturerhöhungen sensibel: Ihre Phänologie, also der zeitliche Ablauf biologischer Vorgänge, wird durch den Temperaturanstieg – direkt oder indirekt über den Zeitpunkt der Schneeschmelze – beeinflusst. Da die Phänologie ein Schlüsselfaktor für die erfolgreiche Fortpflanzung und das Überleben der Arten ist, ist es entscheidend zu verstehen, wodurch die Blühphänologie alpiner Arten primär gesteuert wird und ob es entlang des Höhengradienten phänologische Unterschiede gibt – eine wichtige Erkenntnis, um mögliche Reaktionen alpiner Pflanzen auf die Klimaerwärmung besser abschätzen zu können:
In dieser Studie wurde die Blütezeit von vier alpinen Arten (Cirsium spinosissimum, Campanula barbata, Campanula scheuchzeri, Sempervivum montanum) entlang eines Höhengradienten am Schrankogel (Tirol, Österreich) untersucht. Aus stündlichen Bodentemperaturmessungen wurden Wachstumsgradstunden (growing degree hours) und die Anzahl schneefreier Tage (days from snowmelt) abgeleitet. Zum Einsatz kamen drei statistische Modelle (zwei Time-to-Event-Modelle, ein lineares gemischtes Modell). Die Ergebnisse zeigten klare Höhenmuster: Pflanzen blühten in höheren Lagen deutlich später im Jahr. Der Blühbeginn verschob sich je nach Art und Modell um -0,08 bis 4,58 Tage/100 m. Die phänologische Differenzierung zeigte sich in der Anzahl schneefreier Tage bis zum Blühbeginn: In höheren Lagen benötigten die Pflanzen dafür signifikant weniger schneefreie Tage als in tieferen. Bei den Wachstumsgradstunden zeigten sich entlang des Höhengradienten hingegen keine signifikanten Unterschiede. Die Anzahl schneefreier Tage erwies sich für drei der vier Arten als wichtigster Prädiktor des Blühbeginns, für eine Art waren die Wachstumsgradstunden der stärkste Einflussfaktor.
Ein möglicher Grund für die Abweichung von früheren Studien, in denen Wärmeakkumulation als treibende Kraft identifiziert wurde, ist der Fokus auf spätblühende Arten in unserer Studie. Zusätzlich könnte die bei vielen alpinen Arten relevante, hier aber nicht untersuchte Photoperiode zu den beobachteten Unterschieden beitragen.
Arten, deren Phänologie primär von der Anzahl der schneefreien Tage gesteuert wird, könnten durch vermehrte Spätfröste besonders vom Klimawandel betroffen sein. Weitere Untersuchungen (z. B. Common-Garden-Experimente sowie Feldstudien mit mehr und selteneren Arten) könnten helfen, besonders vulnerable Arten zu identifizieren und bei Schutzmaßnahmen vorrangig zu berücksichtigen.
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