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Phänologische Beobachtungen

Die Phänologie ist die "Lehre vom Einfluss des Wetters, der Witterung und des Klimas auf den jahreszeitlichen Entwicklungsgang und die Wachstumsphasen der Pflanzen und Tiere" (Schirmer et al. 1987). Die Phänologie bewegt sich damit im Grenzbereich zwischen Biologie und Klimatologie. Dazu zählen beispielsweise im Frühjahr das Sprossen und Blühen von Pflanzen oder die Rückkehr von wandernden Vögeln und Schmetterlingen. Phänologische Phasen werden hauptsächlich durch Temperatur und Strahlung gesteuert. Daneben beeinflussen weitere Umweltfaktoren, wie biotische und edaphische Faktoren oder die Wasserversorgung, ihre Abfolge. Da Tiere aufgrund ihrer Beweglichkeit schwerer zu beobachten sind, stehen meist Pflanzen im Mittelpunkt phänologischer Beobachtungen.

Anders als direkte Temperatur-Messungen spiegelt die Phänologie eine Reaktion der Natur auf ihre Umwelt wieder, die wiederum durch den globalen Klimawandel mitbestimmt wird. Daher ist sie ein wichtiger, besonders sensitiver Bio-Indikator für den Klimawandel. Die phänologischen Beobachtungen dienen dem besseren Verständnis der Interaktionen zwischen Atmosphäre und Biosphäre. Sie können wichtige Hinweise auf die Verschiebung von Arten- bzw. Konkurrenzbeziehungen innerhalb von Ökosystemen liefern und bezüglich der Vernetzung von Naturprozessen sensibilisieren. Damit kann die Phänologie als Frühwarnsystem für die Anfälligkeit einzelner Ökosysteme durch den Klimawandel genutzt werden.

Abbildung 1: Phänologische Jahreszeiten in NRW im Vergleich der Klimanormalperioden 1951-1980 und 1981-2010 (Datengrundlage: DWD).

Umfangreiche Studien haben gezeigt, dass sich der Ablauf der Jahreszeiten in den letzten Jahrzehnten verändert hat (vgl. Abbildung 1). Austrieb, Blüte und Fruchtreife setzen früher im Jahr ein, während im Herbst die Blattverfärbung und der Blattfall teilweise verspätet sind. Die Vegetationsperiode hat sich in Mitteleuropa um bis zu zwei Wochen verlängert. Weitere Erkenntnisse zeigen, dass zum Beispiel Zugvögel ihre Zugzeiten nach vorne verlagern und Tiere ihre Überwinterungsstrategien ändern. Diese Beobachtungen ist auf die überwiegend anthropogen herbeigeführte globale Erwärmung zurückzuführen.

Phänologische Gärten

Abbildung 2: Die Zaubernuss gehört zum phänologischen Untersuchungsprogramm. Beobachtet werden der Beginn der Blüte, die Vollblüte und das Ende der Blüte. Die Pflanze blüht zu Beginn des Jahres.
Bild einer Zaubernuss

Zur Beobachtung der Phänologie zahlreicher Pflanzenarten hat der Deutsche Wetterdienst (DWD) ein deutschlandweites Beobachtungsnetz aufgebaut. Im Beobachtungsprogramm befinden sich Wildpflanzen, Forst- und Ziergehölze, landwirtschaftliche Kulturen und Obstgehölze. Die Datenreihen gehen bis 1951 zurück.

Zudem werden weltweit phänologische Daten in extra angelegten "Phänologischen Gärten" erhoben. Das LANUV hat 2007 seinen ersten Phänologischen Garten nach internationalen Standards in Recklinghausen eingerichtet. Inzwischen betreibt das LANUV insgesamt drei Phänologische Gärten.

In Phänologischen Gärten werden Vegetationsphasen an genetisch identischen Pflanzen beobachtet. Dadurch wird ein Einfluss des Erbguts auf den Eintritt bestimmter Entwicklungsstadien ausgeschlossen. Zudem werden bestimmte Anforderungen an die Lage und Exposition der Flächen gelegt, um eine bessere Vergleichbarkeit der Beobachtungsergebnisse zu gewährleisten. Internationale Standards für Phänologische Gärten sind die Internationale Phänologische Gärten (IPG) und das Programm Global Phenological Monitoring (GPM). Weiterhin gibt es das Umweltbildungsprogramm GLOBE (Global Learning and Observations to Benefit the Environment), in dessen Rahmen Schulen GLOBE-Phänologische Gärten (GPG) anlegen.

Phänologischer Garten Recklinghausen

Der Garten in Recklinghausen umfasst eine Fläche von etwa 1.400 m2.

Im Jahr 2012 ist im Garten eine Klimastation errichtet worden. Sie misst Temperatur, Niederschlag, Globalstrahlung, Windrichtung und -stärke sowie die Bodentemperatur in unterschiedlicher Tiefe.

Die Pflanzen aus dem GPM- Programm wurden im Herbst 2007 ausgebracht und die Beobachtungen hierzu begannen 2009. Die ersten Pflanzen aus dem IPG- Programm konnten erst im Frühjahr 2009 geliefert werden. Im Frühjahr 2010 wurden noch die Stieleiche, Alpenjohannisbeere und der Schwarze Holunder in das Beobachtungsprogramm integriert. Um interessierten Bürgerinnen und Bürgern den Besuch des phänologischen Gartens zu ermöglichen, wurde ein Erschließungsweg angelegt.

Die hier erhobenen Daten sollen in das Klimafolgenmonitoring Nordrhein-Westfalens einfließen.

Lage:

  • RW = 2585114,714
  • HW = 5718352,749
  • Höhe über NN = 56 m

Pflanzplan und Pflanzplatzbelegung am Beispiel des Phänologischen Gartens Recklinghausen

 
Abbidung 3: Pflanzplan des Phänologischen Gartens in Recklinghausen

Nr.

Pflanze

Art

Anzahl

Programm

1

Stieleiche

Quercus robur

1

IPG

2

Esskastanie

Castanea sativa - Dore de Lyon

Befruchter

GPM

3

Esskastanie

Castanea sativa - Dore de Lyon

1

GPM

4

Rote Johannisbeere

Ribes rubrum - Werdavia (white)

1

GPM

5

herbstblüh. Zaubernuss

Hamamelis x Intermedia (genuine)

1

GPM

6

Hasel

Corylus avellana

1

IPG

7

Apfel

Malus domestica - Yellow Transparent

1

GPM

8

Zaubernuss

Hamamelis x Intermedia 'Jelena'

1

GPM

9

Moorbirke

Betula pubescens

1

IPG

10

Alpenjohannisbeere

Ribes alpinum

1

IPG

11

Süßkirsche

Prunus avium - Hedelfinger, type Diemitz

1

GPM

12

Rote Johannisbeere

Ribes rubrum - Werdavia (white)

Befruchter

GPM

13

Schwarzer Holunder

Sambucus nigra

1

IPG

14

Birne

Pyus communis - Doyenne de Merode

1

GPM

15

Stachelbeere

Ribes uva-crispa - Pax

1

GPM

16

Forsythie

Forsythia suspensa 'Fortunei'

1

GPM, IPG

17

Süßkirsche

Prunus avium - Hedelfinger, type Diemitz

Befruchter

GPM

18

Falscher Jasmin

Philadelphus coronarius (genuine)

1

GPM

19

Apfel

Malus domestica - Golden Delicious, type Golden Reinders

1

GPM

20

Schneeglöckchen

Galanthus nivalis (ganuine)

40 - 50

GPM

21, 23, 25

Besenheide

Calluna vulgaris 'Allegro'

3

GPM

22, 24, 26

Besenheide

Calluna vulgaris 'Long White'

3

GPM

27

Sauerkirsche

Prunus cerasus - Vladimirskaja

1

GPM

28

Chinesischer Flieder

Syringa x chinensis 'Red Rothomagensis'

1

GPM, IPG

29

Küblerweide

Salix smithiana

1

IPG

30

Gemeine Eberesche

Sorbus aucuparia

1

IPG

31

Vogel-Kirsche

Prunus avium

1

IPG

32

Mandelbaum

Prunus dulcis - Perle der Weinstrasse

1

GPM

33

Pfirsich

Prunus persica - Cardinal

Befruchter

 

Phänologischer Garten Essen

Am Standort des LANUV in Essen ist ebenfalls ein phänologischer Garten eingerichtet und in die bestehende Grünanlage integriert worden. Der Garten beinhaltet dieselben Pflanzenarten wie in Recklinghausen.

Hier wurden alle Pflanzen ca. 1 Jahr später eingesetzt, sodass die Beobachtungen der GPM- Pflanzen erst in 2010 beginnen konnte.

Phänologischer Garten Waldfeucht

Im Jahr 2011 kam mit Waldfeucht der dritte Phänologische Garten hinzu. Dieser Garten befindet sich innerhalb eines Versuchsfeldes des LANUV.

Lage:

  • RW = 250350,8
  • HW = 5662298,1
  • Höhe über NN = 32,09 m