Status und Werkzeuge

Sprachwahl

KLIMAGRAD I

Auswirkungen des Klimawandels in den Alpen - Erfassung mittels Höhengradienten

 

Im Botanischen Alpengarten am Schachen (Garmisch-Partenkirchen) wurde von der Ludwig Maximilians Universität München, Lehrstuhl für Systematische Botanik und dem Botanischen Garten München-Nymphenburg ein phänologisches Beobachtungsprogramm als Basis für ein langfristiges Monitoring etabliert. Er ist dabei Teil eines Netzwerkes von Gärten, die die Auswirkungen der Klimaveränderungen auf pflanzliche Lebensrhythmen in arktisch-alpinen Regionen untersuchen. In der kurzen Vegetationszeit wird das phänologische Verhalten zehn heimischer Arten beobachtet, ; dazu dient ein neu entwickelter Beobachtungsschlüssel.

Zusätzlich wurden von der Technischen Universität München, Fachgebiet für Ökoklimatologie, entlang von Höhengradienten phänologische Beobachtungen an Baumarten der montanen Stufe durchgeführt und in Abhängigkeit von Höhe und Standorteigenschaften analysiert. Durch den Vergleich der beobachteten Vegetationsperiode und dengemessenen Temperaturen wurden zeitliche Trends der Verschiebung von Wachstumszonen und Baumgrenze abgeleitet. Die Ergebnisse lieferten Hinweise auf potentiell gefährdete Arten, die aufgrund zu langsamer Reaktionsfähigkeit oder fehlender Rückzugsmöglichkeiten durch starke Temperaturerhöhung bedroht sind.

Von der Arbeitsgruppe Biogeographie am Lehrstuhl für Physische Geographie und Quantitative Methoden der Universität Augsburg wurden höhenabhängige vegetations- und standortkundliche Untersuchungen in der subalpinen bis subnivalen Stufe auf dem Zugspitzplatt (Wettersteingebirge) erhoben. Auf Grundlage der Fragestellung nach den Auswirkungen klimatischer Veränderungen sowie anthropo-zoogener Einflüsse auf die Vegetation des Zugspitzplatts wurden folgende Arbeiten unter Anwendung der nachfolgend beschriebenen Methodik durchgeführt:

  • flächendeckende pflanzensoziologische Vegetationskartierung
  • Vergleiche mit älteren Kartierungen und Orthofotos
  • Einrichtung von Dauerbeobachtungsflächen zum Monitoring der Vegetationsdynamik
  • erste standortkundliche Untersuchungen (Geländeklimatologie, Bodenkunde)
  • Identifikation der Störgrößen auf die Vegetation des Zugspitzplatts.

Im einem weiteren Teilprojekt wurden von der Technischen Universität München, Fachgebiet für Ökoklimatologie biogene und anthropogene Quellen von flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen (NMHCs) als wichtige, klimarelevante Ozonvorläufersubstanzen und deren Verbreitung unter verschiedenen meteorologischen Bedingungen entlang der Höhengradienten untersucht. Die genaue Zusammensetzung dieser NMHCs lieferte entscheidende Informationen über die Beiträge von Emissionen biogener und anthropogener Herkunft zur Produktion von Ozon, Aerosolen und anderer photochemisch gebildeter klimarelevanter Substanzen, auch in diesem meteorologisch und topographisch komplexen System. Bisherige Untersuchungen waren v.a. auf Ballungszentren mit hohem Anteil anthropogener Emissionen bzw. Flugzeugmessungen in der freien Atmosphäre konzentriert, während die Entwicklung der Mischungsverhältnisse unter dem Aspekt unterschiedlicher Höhenstufen und meteorologischer Bedingungen längs von Gradienten mit Höhendifferenzen von ca. 2000 m bisher weitgehend unbekannt war. Es wurden großräumige Transporte und troposphärische Hintergrundkonzentrationen auf der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) sowie lokale biogene und anthropogene Emissionsprozesse untersucht. Die Kombination mit weiteren auf der UFS kontinuierlich gemessenen Spurengasen und Aerosolen ermöglichte eine Aufschlüsselung und Quantifizierung der Quellbeiträge und lieferte wichtige Hinweise zur Diskriminierung von Luftmassen aus der atmosphärischen Grenzschicht bzw. der freien Troposphäre.

KLIMAGRAD I wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit gefördert.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Annette Menzel, Prof. Dr. Michael Leuchner

Laufzeit:

2009 - 2013

Publikationen / Veröffentlichungen

Breier, M. (2011) Erstellung einer phänologischen Beobachtungsanleitung für ausgewählte Gebirgspflanzen. Diplomarbeit, Ludwig-Maximilians-Universität München. 105 p.

Friedmann, A. & Korch, O. (2010) Die Vegetation des Zugspitzplatts (Wettersteingebirge, Bayerische Alpen): Aktueller Zustand und Dynamik. Ber. d. Reinh.-Tüxen-Ges. 22, 114-128.

Friedmann, A. & Korch, O. (2010) Ecological analysis of the subalpine to subnival vegetation belts on the Zugspitzplatt (Wetterstein Mountains, Bavaria). UFS – Scientific Results 2009/2010, 21-22.

Gröger, A. & Menzel, A. (2010) Detection of climate change impacts in alpine and arctic botanic gardens: a phenology program. Proceedings of the 2nd International Conference of Alpine an Arctic Botanical Gardens (A. Gröger, ed.), München, 47-50.

Kirchner, M., Fegg, W., Römmelt, H., Leuchner, M., Ries, L., Zimmermann, R., Michalke, B., Wallasch, M., J Maguhn, J., Faus-Kessler, Th., Jakobi, G. (2014)  Nitrogen deposition along differently exposed slopes in the Bavarian Alps. Science of the Total Environment 470–471, 895–906

Korch, O. & Friedmann, A. (2012) Aktueller Stand und Ergebnisse der vegetationskundlichen Untersuchungen auf dem Zugspitzplatt. UFS - Wissenschaftliche Resultate 2011/12, 11-12.

Korch, O. & Friedmann, A. (2012) Phytodiversität und Dynamik der Flora und Vegetation des Zugspitzplatts. Jahrbuch des Vereins zum Schutz der Bergwelt 2011/12, 217-234.

Korch, O. (2014) Untersuchungen zu Flora und Vegetation des Zugspitzplatts (Wettersteingebirge, Bayerische Alpen) - Rezente Vegetationsdynamik unter besonderer Berücksichtigung klimatischer und anthropo-zoogener Prozesse. Dissertation, Universität Augsburg. 205 S.

Korch, O., Friedmann, A., Grashey-Jansen, S. & Seipp, C. (2013) Vegetation und Böden oberhalb der Waldgrenze des Zugspitzplatts. Allgemeine Forstzeitschrift für Waldwirtschaft und Umweltvorsorge, 3: 36-38.

Leuchner M., Jakobi G., Kirchner M. (2010) Stickstoffeinträge und VOCs entlang von Höhengradienten. UFS – Scientific Results 2009/2010, 55-56.

Panchen, Z.A., Primack, R., Nordt, B., Ellwood, E.R., Stevens, A-D., Renner, S.S., Willis, C.G., Fahey, R., Whittemore, A., Du, Y., and C.C. Davis (2014) Leaf-out times in temperate woody plants are related to phylogeny, deciduousness, growth habit and wood anatomy. New Phytologist (18 June) DOI: 10.1111/nph.12892. 

Schunk C, Wastl C, Leuchner M, Schuster C, Menzel A. (2013) Forest fire danger rating in complex topography – results from a case study in the Bavarian Alps in autumn 2011. NHESS Natural Hazards and Earth System Science 13, 2157–2167, doi: 10.5194/nhess-13-2157-2013.

Schuster C (2013) Studies on Phenology and Intra-annual Tree Ring Growth along Altitudinal Gradients in the Werdenfelser Region. Dissertation an der Fakultät Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt der Technischen Universität München, 149 S.

Schuster C, Estrella N, Menzel A. (2014) Shifting and extension of phenological periods with increasing temperature along altitudinal transects in southern Bavaria. Plant Biology 16: 332-344, doi:10.1111/plb.12071.

Schuster C, Gröger A, Breier M, Menzel A. (2010) KLIMAGRAD - Phänologische und vegetationskundliche Untersuchungen in der montanen und subalpinen Stufe im Wetterstein und am Schachen. UFS - Scientific Results (2009/2010) 

Schuster C., Kirchner M., Jakobi G., Menzel A. (2014) Frequency of inversions affects senescence phenology of Acer. pseudoplatanus and Fagus sylvatica. International Journal of Biometeorology 58: 485-498. doi: 10.1007/s00484-013-0709-0

Schuster C, Menzel A. (2012) Temperature sensitivity of mountain forest tree species observed by phenology and intra-annual stem growth at altitudinal gradients in the area around Zugspitze. UFS - Scientific Results (2011/2012), 19-20. 

Zohner, C. M., and S. S. Renner. (2014) Common garden comparison of the leaf-out phenology of woody species from different native climates, combined with herbarium records forecasts long-term change. Ecology Letters 17(8), 1016-1025