Wenn der Frühling früher kommt: Phänologische Veränderungen in Europa im Vergleich
„REPHASE – Reproduktion, Phänologie und Saisonalität im europäischen Vergleich“ wird geleitet von Prof. Dr. Susanne Jochner-Oette, Inhaberin der Professur für Physische Geographie / Landschaftsökologie und nachhaltige Ökosystementwicklung. Zum Team gehört außerdem ihre wissenschaftliche Mitarbeiterin Dr. Lisa Buchner. REPHASE knüpft direkt an das weltweit einzigartige Netzwerk der Internationalen Phänologischen Gärten Europas (IPG) an, dessen wissenschaftliche Leitung und Koordination Jochner-Oette 2023 übernommen hat. Gefördert wird das Projekt bis Ende 2028 durch die Eva Mayr-Stihl Stiftung.
Phänologie beschäftigt sich mit wiederkehrenden Entwicklungsphasen in der Natur – etwa Blüte, Blattentfaltung oder Fruchtreife. Diese Prozesse reagieren besonders sensibel auf klimatische Veränderungen. „Die Phänologie ist ein wichtiger Indikator, um die Folgen von veränderten Temperaturen, Niederschlagsmengen oder Sonnenscheindauern zu ermitteln und zu verstehen“, erklärt Susanne Jochner-Oette. Die Beobachtungen in den IPG leisten daher einen wichtigen Beitrag zur Klimafolgenforschung. Durch die Verwendung genetisch identischer Bäume und Sträucher an verschiedenen Standorten sind präzise klimabezogene Vergleiche möglich. Aktuell umfasst das Netzwerk knapp 100 Standorte in 18 Ländern von Finnland bis Portugal.
Bislang lag der Fokus auf der Analyse der phänologischen Entwicklung, Jochner-Oette sieht jedoch weit mehr Potenzial im IPG: „Wir wollen in REPHASE eine Verknüpfung schaffen von Phänologie und Pflanzenphysiologie.“ Die am Projekt beteiligten Bäume werden dafür mit einem Dendrometer ausgestattet, einem Messinstrument zur kontinuierlichen Erfassung von Umfangsänderungen des Stamms. „Der Start und das Ende des Dickenwachstums eines Baumes sind alternative Indikatoren für die Länge der Vegetationsperiode. Häufig nutzt man dafür die Blattentwicklung. Uns interessiert nun, wie sich der Alternativindikator Dickenwachstum im Vergleich verhält“, erläutert die Professorin. Spannend sei zudem, wie sich unterschiedliche lokale Klimabedingungen auswirken. Dafür werden zusätzlich jeweils ein Temperatur- und Feuchtigkeitsmessgerät an der Pflanze installiert. Die Messdaten werden von den Teams vor Ort erfasst und zur Analyse nach Eichstätt weitergeschickt. Ziel ist ein Vergleich der Vegetationsperioden innerhalb Europas, der Einblicke in die Anpassungsfähigkeit der Bäume an veränderte Umweltbedingungen ermöglicht.
Neben der Vegetationsperiode stehen Fragen der Reproduktionsökologie im Fokus. So werden die Messungen mit dem Dendrometer mit der Menge produzierter Samen verglichen, um mögliche Zusammenhänge zwischen Phänologie und Reproduktion zu identifizieren. „In sogenannten Mastjahren, in denen ein Baum viel Energie für die Entwicklung von Pollen und Samen verwendet, wendet er weniger auf für die Entwicklung von Blättern und bleibt kahler. Die Frage ist, ob in diesen Jahren auch das Dickenwachstum geringer ist.“ Um diese Frage zu beantworten, werden den Wissenschaftlerinnen auch Blattproben aus den Gärten zugeschickt.
Das Forschungsteam nutzt für das Projekt Buchen, da diese an ausreichend vielen Standorten der IPG vorkommen – was angesichts klimatischer Unterschiede auch innerhalb Europas nicht für alle Bäume und Sträucher der Fall ist. Im Sample sind rund 20 Standorte mit insgesamt vier Genotypen der Buche. Hinzu kommen zehn Bäume in der Region Eichstätt. „So haben wir auch den Vergleich, wie sich Buchen bei gleichen mikroklimatischen Bedingungen aber unterschiedlicher Genetik entwickeln“, sagt die KU-Professorin.
Die gewonnenen Ergebnisse sollen dazu beitragen, die Auswirkungen des Klimawandels auf Waldbäume besser zu verstehen und liefern wichtige Grundlagen für Anpassungsstrategien in der Forstwirtschaft. Zudem soll das IPG-Netzwerk gestärkt und strategisch weiterentwickelt werden. So plant Jochner-Oette im Rahmen von REPHASE einen Workshop in Eichstätt mit den Kolleginnen und Kollegen verschiedener IPG-Standorte. Denn aus ihrer Sicht ist der Mehrwert des Netzwerks einzigartig: „Da wir genetisch identische Bäume und Sträucher nutzen, können wir regionale Veränderungen in Europa über die Zeit hinweg standardisiert vergleichen und Klimaauswirkungen detektieren.“ So wird der Garten am Campus zum Fenster für globale Zusammenhänge.
Die Eva Mayr-Stihl Stiftung ist eine unabhängige, gemeinnützige Stiftung mit Sitz in Waiblingen. Sie wurde 1986 von Eva Mayr-Stihl und Robert Mayr gegründet. Schwerpunkte der Stiftungsarbeit sind Wissenschaft und Forschung, Medizin sowie Kunst und Kultur. Seit den 1990er-Jahren fördert sie unter anderem Forschungsprojekte und Stiftungsprofessuren in den Forstwissenschaften.
