Összehasonlító lexikon vegetációs időszak - Climate Service Center Germany
A vegetációs periódus, a vegetációs idő vagy a növekedési idő kifejezések általában meghatározzák annak az évnek az időszakát, amelyben a növények fotoszintetikusan aktívak. A vegetációs időszak meteorológiai paraméterek alapján történő egységes meghatározása az eltérő éghajlati területek és a növényfajok eltérő érzékenysége miatt alig lehetséges.
A növény növekedését számos környezeti körülmény és fiziológiai folyamat befolyásolja. A mérsékelt égövön a hőmérséklet és a nap hossza különösen alkalmas a növény növekedésének fejlődési szakaszainak megfelelő leírására (MENZEL 2002). De az aszály, a talaj hőmérséklete vagy a hótakaró is korlátozhatja a vegetációs időszakot. Ezen felül fontos szerepet játszik a fagyos napok és a fajspecifikus hidegállóság (CARTER 1998, FRICH és mtsai 2002, MENZEL és mtsai 2003, WALTHER és LINDERHOLM 2006). A Columbia Encyclopedia szerint a tenyészidőszak vagy fagymentes időszak az utolsó erős késői fagytól (a fagyos fagy) az őszi első erős korai fagyig terjed.
Közép-Európában a vegetációs időszak áprilistól október elejéig tart (kb. 250 nap), a fő vegetációs időszak pedig májustól júliusig tart. A vegetációs időszak a terepmagasság növekedésével lerövidül. A fasor területén kb. 180 nap (http://bfw.ac.at).
Fenológiai szempontból az egy- és kétéves növények vegetációs periódusa a csírázástól a halálig, a bokrok és fák kelésétől a levelek lehullásáig és az örökzöld növényeknél az aktív növekedés kezdetétől kezdve tart. A trópusokon nincs szezonális korlátozás a vegetációs periódusra; itt az esős és a száraz időszakok váltakozása befolyásolja a vegetáció növekedését.
Hőmérsékleti küszöbértékek használata
A tenyészidőszak kezdetét általában az év azon részének definiálják, amelyben a napi átlagos léghőmérséklet több egymást követő napon meghaladja a minimális hőmérsékletet (lásd a táblázatot). Az 5 ° C - 5 nap kritérium és az enyhén módosított változatok széles körű elterjedése elsősorban a hőmérsékleti megfigyelések hosszú idősorainak viszonylag könnyű rendelkezésre állásának, valamint az egyszerű és időhatékony feldolgozásnak köszönhető.
A vegetációs periódus végét nehezebb meghatározni, mivel a fenológiai szakaszok pontossága őszig folyamatosan csökken, ami megnehezíti elemzésüket (SPARKS & MENZEL 2002). Mivel sok folyamat késik, a hőmérsékleti küszöbértékek használata egyértelműen korlátozott. Ezenkívül a hatalmas fagy események a növekedés korai stagnálásához vezethetnek, és ezzel a nyugalmi szakasz kezdetét jelenthetik. A nagy biológiai sokféleséggel bíró területek számára azonban problematikus beállítani az "elpusztító fagy" hőmérsékletét (BRINKMANN 1979). Egyszerű megközelítésként a tenyészidőszak végét az év azon szakaszának definiálják, amelyben a napi átlagos léghőmérséklet öt egymást követő napon a napi 5 ° C-os hőmérséklet alá esik. A legtöbb növény, az övezetes lombhullató erdők, a sztyeppék és a félsivatagi növények azonban legalább 10 ° C hőmérsékletet igényelnek. Elvileg azonban nagyobb érdeklődésre tart számot a hőmérséklet, amelyen a növények csírázni kezdenek. Ez a tenyészettől függ, mivel a következő átlagolt értékek mutatják: Búza 5 ° C, kukorica 10 ° C, rizs 20 ° C (http://www.itannica.com/).
39. táblázat: A növekedési időszakok határfeltételeinek áttekintése
Rész- és magidőszakok használata
A komplexebb megközelítés a vegetációs időszak hőmérsékleti helyzetét rész- és magidőszakokra osztja fel (WAKONIGG et al. 2007). A vegetációs periódus kezdetét akkor határozzuk meg, amikor egy meleg alszakasznak több napja van, mint a magidőszak előtti összes hideg alidőszak napjának összegében. A tenyészidőszak végének meghatározásakor a szükséges kritériumok megfordulnak. Ausztriában a vegetációs évszakok térbeli modellezéséhez olyan mag vegetációs időszakot vettek figyelembe, amelyben a hőmérséklet folyamatosan 5 ° C felett van. Ezenkívül figyelembe vették a március elejéig és november végéig tartó részidõszakokat, ahol a „meleg” részidõszakok (5 ° C felett) és a „hideg” (5 ° C alatti) váltakoznak (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
Az eljárás erőssége a vegetáció kezdetének pontosabb térbeli leírásában rejlik, különösen a hegyvidéki területeken (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
Kombinált kritériumok
Annak érdekében, hogy a lehető legtöbb kivételes helyzetet figyelembe lehessen venni, hasznosak a kombinált kritériumok. Itt a napi középhőmérsékleteket gyakran kombinálják a napi minimum hőmérsékletekkel (MENZEL et al. 2003). Néhány kombinált megoldásokon alapuló megközelítést az alábbiakban ismertetünk:
A Raumberg-Gumpenstein oktatási és kutatóközpont módszere
A vegetáció kezdetének meghatározásához hat napos időszakot veszünk figyelembe. Feltételként az átlagos hőmérsékletnek ebben az időszakban 5 ° C felett kell lennie, ezáltal a napi átlaghőmérsékletnek legalább három egymást követő napon meg kell haladnia az 5 ° C-ot. Ezen túlmenően ezen időszak alatt nem történhet fagy esemény, azaz H. a napi középhőmérséklet nem csökkenhet 2 ° C alá (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
A vegetációs periódus végének meghatározásához 10 napos periódust vizsgálunk CARTER (1998) alapján. Erre a következő kritériumokat alkalmazzák: Az időszakon belül az átlagos hőmérsékletnek 5 ° C alatt kell lennie, amelyből legalább 4 napnak 5 ° C alatt kell lennie, és hatalmas fagy eseménynek kell bekövetkeznie, amelynek napi minimum hőmérséklete -2 ° C alatt van.
A kombinált kritérium megközelítés eredményei a kis eltéréseken kívül nagyjából középen vannak az egyszerű, gyakran korai kezdetet biztosító 5 ° C -5 napos módszer és a túl korai részmagos periódus megközelítése között. későn számolták ki. Jó kompromisszumot jelentenek, amelyben a domborzatot is részletesen figyelembe veszik (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
Módszer a VON WILPERT szerint
Délnyugat-Németországban végzett munkájában VON WILPERT (1990) jellemezte a lucfenyők fa részeinek (xilém) növekedési periódusát. Ehhez időjárási adatokat, a talaj nedvességtartalmának mérését, a fa átmérőjének és a fa részeknek az időbeli alakulását alakította ki. Ezen felül a levegő hőmérséklete a fő kritérium. A vegetációs időszakon kívüli rövid távú hőmérséklet-ingadozások figyelembevétele érdekében hét napos mozgó átlaghőmérsékletet választott.
Három feltételt fogalmaznak meg a vegetációs időszak kezdetére:
d1 = az a nap, amikor a levegő hőmérsékletének mozgó 7 napos átlaga először meghaladja a 10 ° C-ot.
d2 = nap, amikor a levegő hőmérsékletének mozgó 7 napos átlaga először legalább 5 napig meghaladja a 10 ° C-ot.
d3 = az új tűnövény kezdeti hajtása (= májusi hajtás) a növények periodikusan visszatérő fejlődési szakaszaiból (DWD adatbázis).
Három feltételt is megfogalmaztak a tenyészidőszak végére:
Hőmérséklet kritérium:
A kritérium akkor teljesül, ha a mozgó 7 napos átlagos léghőmérséklet 10 ° C alá csökken. Viszont visszafordítható; H. amikor a hőmérséklet ismét magasabb, a xylem növekedése folytatódhat. Kivétel: a tenyészidőszak befejezésének másik két kritériuma közül az egyik már teljesült.
Aszály kritérium:
Ha a talajmátrix-potenciálok átlagos értéke 15 cm, 30 cm és 60 cm mélységben legalább 5 napig az 1100 hPA érték alá esik, akkor feltételezzük, hogy az aszály miatt az éves gyűrűk növekedése leáll. Ez a visszafordítható kritérium csak július 15-e után engedélyezett (= 196. nap), mivel az aszály okozta növekedés megszűnése csak a vegetációs időszak vége felé valószínű (KRAMER & KOZLOWSKI 1979).
Rövid napi kritérium:
Ez a kritérium arra a napra vonatkozik, amikor a xylem növekedése optimális körülmények között megáll a nap hossza miatt. VON WILPERT (1990) erre október 5-ét (= 279. nap) használta. Lehetséges, hogy ki kell igazítani a Délnyugat-Németországon kívüli helyekre történő transzfereket.
Mivel a talajmátrix potenciál gyakran nem áll rendelkezésre, a vegetációs periódus végét gyakran csak a hőmérséklet és a rövid nap kritériuma alapján számolják.
Módszer a MORÉN & PERTTU szerint
A MORÉN & PERTTU (1994) szerinti meghatározás egyszerű eljárás, és Svédországban fejlesztették ki. Csak azt veszi figyelembe, hogy bizonyos küszöbértékeket túllépnek-e vagy sem. A mozgó 5 napos átlagot használják alapparaméterként. Az 5 ° C, 6 ° C, 8 ° C és 10 ° C küszöbérték határértékként szolgál (S). A megfelelő vegetációs időszak akkor kezdődik, amikor a levegő hőmérsékletének középértéke először meghaladja a megfelelő küszöbértéket. Amikor a levegő hőmérséklet mozgó átlaga először a küszöbérték alatt van, akkor a megfelelő tenyészidőszak véget ér.
ZIMMERMANN módszere
A vegetációs időszak kezdetének meghatározása ZIMMERMANN (1995) alapján VON WILPERT (1990) megközelítésén alapszik. Ugyanakkor nem teszi meg azt az időpontot, amikor az új tűnövény bimbózása megkezdődik annak érdekében, hogy meghatározza a vegetációs időszak kezdetét. A módszert az ARINUS projekt részeként dolgozták ki (a stabilizációs intézkedések és az immissziók hatása a Fekete-erdő öko-és hidroszférájának É-i és D-i költségvetésére).
A tavaszi fázisok modellezése
Különböző modellek találhatók az irodalomban, amelyek a tavaszi időszakonként visszatérő fejlesztési fázisok szimulálására szolgálnak. Három modell-megközelítést mutatunk be az alábbiakban:
Modell: CANNELL & SMITH
CANNELL & SMITH (1983) modellje a hideg napok és a hőingerek fix hőmérsékleti küszöbén alapul (egyenként 5 ° C). A modell a növényfajtól és a fejlődési stádiumtól függően együtthatókat tartalmaz a további számításokhoz. Meghatározzák az úgynevezett "hideg napokat", azaz. H. azok a napok, amelyek egy fajspecifikus hidegküszöb alatt vannak, és az a "kritikus" hőösszeg, amely egy fenológiai szakasz túllépéséhez szükséges.
Az LNVAR (MENZEL 1997) modell CANNELL & SMITH (1983) modelljének kiterjesztése. A napi középhőmérsékletet veszik alapul, amelyet aritmetikailag átlagolnak a napi minimum és maximum értékektől. A további számítás CANNELL & SMITH (1983) modellszemléletét követi.
KRAMER modellje
A KRAMER (1994) szerinti szekvenciális modell HÄNNINEN (1990) modellszemléletén alapszik. Ennek alapja a téli nyugalom szigorú elkülönítése az endogén és az exogén fejlődés késésének (nyugalmi állapot) fázisaira. Míg az endogén nyugalmat a növekedési anyagok hiánya vagy a növényi inhibitorok szabályozzák, az exogén nyugalom szempontjából csak a környezeti tényezők, például a víz rendelkezésre állása a meghatározó (http://www.wissenschaft-online.de). Az alkalmazott egyenletrendszerekben a hideg és a hő ingerét, a hideg vagy a hő összegét és a napi középhőmérsékletet veszik figyelembe. A kritikus hidegösszeg fontos szerepet játszik az endogén nyugalomban, mivel ezt a küszöböt le kell lépni annak érdekében, hogy a növény egyáltalán reagáljon a hőre a fiziológiai körülmények miatt.
Források (2012. július 31-én)
BRINKMANN, W. A.R. (1979): A növekvő évszak hossza az éghajlati változások mutatójaként? Éghajlatváltozás, 2 (2), 127-138.
CANNELL, M.G. R. & SMITH, R.L. (1983): Hőidő, hideg napok és a rügyképződés előrejelzése a Picea sitchensis-ben. - Journal of Applied Ecology, 20. 951-963
CARTER, T. R. (1998): A termikus tenyészidőszak változásai az északi országokban az elmúlt évszázad során és a jövő kilátásai. - Agrár- és élelmiszertudomány Finnországban, 7 (2), 161-179.
FORMAYER, H., HAAS, P., HOFSTÄTTER, M., RADANOVICS, S. & KROMP-KOLB, H. (2007): Bécs térbeli és időbeli nagy felbontású hőmérsékleti forgatókönyvei és az adaptációs stratégiák kiválasztott elemzései. - BOKU-Met jelentés, 82 p.
FRANKE, J., SURKE, M. & LANGROCK, M. (2007): Kézikönyv a "Közép-németországi éghajlati adatbázishoz"
FRICH, P., ALEXANDER, LV, DELLA-MARTA, P., GLEASON, B., HAYLOCK, M., KLEIN TANK, AMG & PETERSON, T. (2002): Megfigyelt koherens változások a klimatikus szélsőségekben az év második felében a huszadik század. - Klímakutatás, 19, 193-212
HÄNNINEN, H. (1990): A rügy nyugalmi felszabadulásának modellezése hűvös és mérsékelt éghajlatú fákon. - Acta Forestalia Fennica 213., 1–47.
KRAMER, K. (1994): Modell kiválasztása a Fagus sylvatica növekedésének megjóslásához. - J. Appl. Ecol. 31, 172-181.
KRAMER, P. J. és KOZLOWSKI T.T. (1979): A fás szárú növények élettana. - New York: Academic Press. 811 p.
LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN (2011) [Hrsg.]: A termikus vegetációs időszak térbeli modellezése Ausztria számára - zárójelentés ThermVeg, 53 p.
MENZEL, A. (1997): Erdei fák fenológiája változó éghajlati viszonyok között - a Nemzetközi Fenológiai Kertben végzett megfigyelések értékelése és a fenodata modellezésének lehetőségei. - Erdészeti kutatási jelentések München, 164., 147. o.
MENZEL, A. (2002): Fenológia: jelentősége a globális változás közösség számára. - Éghajlatváltozás, 54 (4), 379-385.
MENZEL, A., JAKOBI, G., AHAS, R., SCHEIFINGER, H. & ESTRELLA, N. (2003): A klimatológiai tenyészidőszak (1951-2000) változatai Németországban más országokkal összehasonlítva. - International Journal of Climatology, 23 (7), 793-812.
MORÉN, A.-S. & PERTTU, K. (1994): Regionális hőmérsékleti és sugárzási mutatók, valamint azok beállítása a vízszintes és ferde erdőterületekhez. - Studia Forestalia Suecica 194, 19 pp.
SPARKS, T. H. és MENZEL, A. (2002): Megfigyelt évszakváltozások: áttekintés. - International Journal of Climatology, 22 (14), 1715-1725.
WAKONIGG, H., HAWRANEK, V., PODESSER, A. & RIEDER, H. (2007): Klíma atlasz Stájerország: 2. fejezet - Hőmérséklet. - Stájerországi Klímaatlasz 2.0 verzió, Központi Meteorológiai és Geodinamikai Intézet, Graz, 145 p.
WALTHER A. & LINDERHOLM, H. W. (2006): A vegetációs időszak indexeinek összehasonlítása a Balti-tenger térségében. - International Journal of Biometeorology, 51 (2), 107-118.
von WILPERT, K. (1990): A lucfenyő fa-gyűrűs szerkezete a talaj vízháztartásától függően pseudogley és parabroun földön. Módszer-koncepció a helyspecifikus vízterhelési hajlam rögzítésére. - Freiburg Bodenkd. Dep., 24, 184.
ZIMMERMANN, L. (1995): A talaj vízháztartása nagy magasságban, a Fekete-erdő déli részén. - Freiburgi Talajtan Dep. 35, 206 p.