Phänologie-Monitoring mit Flora-Incognita-Pflanzenbeobachtungen
Bedeutung der Phänologie
Vor wenigen Tagen ist eine neue Publikation unserer Forschungsgruppe erschienen, die zeigt, dass die Pflanzenbeobachtungen, die über unsere App gesammelt wurden, traditionelle Initiativen zur Überwachung der Pflanzenphänologie unterstützen können. Warum ist das wichtig? Das Beobachten der Pflanzenphänologie hilft Wissenschaftler:innen beispielsweise dabei, zu verstehen, wie der Klimawandel auf Pflanzen wirkt. Verschieben sich Blühzeiträume aufgrund von veränderten klimatischen Verhältnissen, kann das für ökologische Zusammenhänge oder die Ausbreitung von Arten erhebliche Folgen haben. Traditionell werden die Phasen der Phänologie (z.B. Knospenaufbruch, Blattaustrieb, Blühbeginn und Blattfärbung) manuell durch geschulte Freiwillige aufgenommen – doch deren Anzahl nimmt stetig ab.
Traditionelle Phänologieüberwachung
In Deutschland wird das „offizielle“ Phänologie-Monitoring hauptsächlich vom Deutschen Wetterdienst (DWD) durchgeführt. Geschulten Beobachter:innen wird eine bestimmte „Station“ zugewiesen, die einem dedizierten Ort für die Beobachtung eines Baumes, Strauchs oder krautigen Pflanze entspricht. Die Anzahl dieser Stationen variiert je nach beobachteter Art. Das bedeutet, dass einige Arten mehr Stationen haben als andere. Während der Vegetationsperiode müssen die Beobachter:innen die von ihnen untersuchten Pflanzen mindestens zweimal pro Woche besuchen und den Tag notieren, an dem bestimmte Phäno-Phasen beginnen.
Prozessdiagramm, das zeigt, wie Pflanzenbeobachtungsdaten in Daten zum Blühbeginn umgewandelt werden und mit DWD (Deutscher Wetterdienst) Beobachtungsstationen für eine exemplarische Art in Beziehung gesetzt werden. (aus: Katal & Rzanny et al. 2023)
Aufbereitung von Flora-Incognita-Daten
Die Forschenden Negin Katal und Michael Rzanny entwickelten nun eine Möglichkeit, Flora-Incognita-Daten so zu verarbeiten, dass diese mit den beschriebenen DWD-Stationen vergleichbar werden: Sie identifizierten für verschiedene Arten die Standorte der DWD-Stationen und zogen einen 5 km großen Kreis um sie herum. Innerhalb dieses Kreises und eines bestimmten Höhenbereichs betrachteten sie alle Flora-Incognita-Beobachtungen dieser Art. Gab es mindestens 35 dieser Funde, wurde eine „Flora-Incognita-Station“ erstellt. Wenn diese nicht erreicht werden konnten, selbst nicht innerhalb eines zusätzlichen Puffers (in Schritten von je 1 km, bis zu 55 km), wurde an diesem Ort keine Flora-Incognita-Station gebildet.
Räumlich interpolierte Karten basierend auf den DWD- und Flora Incognita-Stationen für den Beginn der Blüte von Sambucus nigra und Taraxacum officinale in den Jahren 2020 und 2021. Die Farbskala zeigt den jeweiligen Tag im Jahr für den Blühbeginn in jeder Rasterzelle (aus: Katal & Rzanny et al. 2023).
Interpolation der Daten
Im nächsten Schritt wurde für jede dieser Flora-Incognita-Stationen der Blühbeginn in den Jahren 2020 und 2021 berechnet, und die Stationsdaten für ganz Deutschland interpoliert. Die so entstandenen Interpolationskarten zeigen für die meisten Arten ähnliche Ergebnisse wie die manuelle Dokumentation durch den DWD.
Fazit
Die Haupterkenntnis der Publikation ist, dass der Blühbeginn aus unseren Pflanzenbeobachtungen abgeleitet werden kann – zumindest für einjährige krautige Arten oder Sträucher mit auffälliger Blühphase. Damit können Flora-Incognita-Daten die traditionell gesammelten phänologischen Erhebungen großräumig, aber auch für eine Vielzahl neuer Arten, ergänzen. Dadurch können wir einen wertvollen Beitrag zur Dokumentation phänologischer Verschiebungen leisten, was unter anderem für die Dokumentation und das Verständnis des Klimawandels von großer Bedeutung ist.
Wir möchten uns bei Euch, den immer neugierigen Nutzer:innen, bedanken. Aus Euren Pflanzenbestimmungen entstand dieser Datensatz, und wir hoffen, ihr bleibt weiterhin motiviert, an Wegen und Wiesen, im Wald und am See, auf Bergen und am Strand Pflanzen zu entdecken und aufzunehmen.
Hier könnt Ihr das Paper lesen (nur auf Englisch):
Katal, N., Rzanny, M., Mäder, P., Römermann, C., Wittich, H. C., Boho, D., Musavi, T. & Wäldchen, J. (2023). Bridging the gap: How to adopt opportunistic plant observations for phenology monitoring Frontiers in Plant Science, 14.
doi: 10.3389/fpls.2023.1150956
