Porovnávacie vegetačné obdobie lexikónu - Centrum klimatických služieb Nemecko
Termíny vegetačné obdobie, vegetačný čas alebo čas rastu všeobecne definujú obdobie roka, v ktorom sú rastliny fotosynteticky aktívne. Jednotná definícia vegetačného obdobia na základe meteorologických parametrov je ťažko možná z dôvodu rozdielnych klimatických oblastí a rozdielnej citlivosti druhov plodín.
Na rast rastlín má vplyv množstvo podmienok prostredia a fyziologických procesov. V miernom pásme sú teplota a dĺžka dňa obzvlášť vhodné na adekvátne popísanie vývojových fáz rastu rastlín (MENZEL 2002). Ale vegetačné obdobie môže obmedziť aj sucho, teplota pôdy alebo snehová pokrývka. Okrem toho hrajú dôležitú úlohu mrazové dni a druhovo špecifická odolnosť voči chladu (CARTER 1998, FRICH et al. 2002, MENZEL et al. 2003, WALTHER & LINDERHOLM 2006). Podľa Kolumbijskej encyklopédie vegetačné obdobie alebo obdobie bez mrazu siaha od posledného silného neskorého mrazu (zabíjajúci mráz) do prvého silného skorého mrazu na jeseň.
V strednej Európe trvá vegetačné obdobie od apríla do začiatku októbra (približne 250 dní), hlavné vegetačné obdobie od mája do júla. Vegetačné obdobie sa skracuje s rastúcou výškou terénu. V oblasti stromoradia je to približne 180 dní (http://bfw.ac.at).
Z fenologického hľadiska vegetačné obdobie pre jednoročné a dvojročné rastliny trvá od klíčenia do smrti, u kríkov a stromov od pučania po padanie listov a u vždyzelených rastlín od začiatku do ukončenia aktívneho rastu. V trópoch nie je sezónne obmedzenie vegetačného obdobia; tu ovplyvňuje striedanie daždivého a suchého obdobia vegetačný rast.
Použitie teplotných prahov
Začiatok vegetačného obdobia sa všeobecne definuje ako časť roka, v ktorej denná priemerná teplota vzduchu prekračuje minimálnu teplotu v niekoľkých po sebe nasledujúcich dňoch (pozri tabuľku). Široké použitie kritéria 5 ° C - 5 dní a mierne modifikovaných variantov je spôsobené hlavne relatívne ľahkou dostupnosťou dlhých časových radov teplotných pozorovaní a jednoduchým a časovo efektívnym spracovaním.
Koniec vegetačného obdobia je ťažšie určiť, pretože presnosť fenologických stupňov až do jesene stále klesá, čo sťažuje ich analýzu (SPARKS & MENZEL 2002). Pretože mnoho procesov je oneskorených, použitie teplotných prahov je zjavne obmedzené. Masívne mrazy môžu navyše v počiatočnom štádiu viesť k stagnácii rastu, a tým znamenať začiatok pokojnej fázy. Pre oblasti s veľkou biodiverzitou je však problematické nastaviť teplotu pre „smrtiaci mráz“ (BRINKMANN 1979). Ako jednoduchý prístup sa koniec vegetačného obdobia definuje ako časť roka, v ktorej denná priemerná teplota vzduchu päť dní po sebe klesne pod dennú priemernú teplotu 5 ° C. Väčšina plodín, zónové listnaté lesy, stepné a polopúštne rastliny však vyžaduje teplotu najmenej 10 ° C. V zásade je však väčší záujem o teplotu, pri ktorej rastliny začnú klíčiť. Závisí to od kultúry, pretože ukazujú tieto priemerné hodnoty: Pšenica 5 ° C, kukurica 10 ° C, ryža 20 ° C (http://www.itannica.com/).
Tabuľka 39: Prehľad okrajových podmienok pre vegetačné obdobia
Využitie čiastkových a základných období
Komplexnejší prístup rozdeľuje teplotnú situáciu počas vegetačného obdobia na čiastkové a základné obdobia (WAKONIGG et al. 2007). Začiatok vegetačného obdobia je stanovený, ak má teplé podobdobie viac dní ako súčet dní všetkých chladných podobdobí pred jadrovým obdobím. Pri určovaní konca vegetačného obdobia sa požadované kritériá obracajú. Pre priestorové modelovanie vegetačných období pre Rakúsko sa uvažovalo s jadrovým vegetačným obdobím, v ktorom je teplota neustále nad 5 ° C. Ďalej boli zohľadnené príslušné čiastkové obdobia do začiatku marca a do konca novembra, kde sa striedajú „teplé“ čiastkové obdobia (nad 5 ° C) a „chladné“ (pod 5 ° C) (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
Sila metódy spočíva v presnejšom priestorovom popise začiatku vegetácie, najmä v horských oblastiach (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
Prístupy kombinovaných kritérií
Aby bolo možné zohľadniť čo najviac výnimočných situácií, sú užitočné prístupy kombinovaných kritérií. Denné priemerné teploty sa tu často kombinujú s dennými minimálnymi teplotami (MENZEL et al. 2003). Niektoré prístupy založené na kombinovaných riešeniach sú opísané nižšie:
Metóda výučbového a výskumného centra Raumberg-Gumpenstein
Na určenie začiatku vegetácie sa berie do úvahy obdobie šiestich dní. Ako kritérium musí byť priemerná teplota v tomto období vyššia ako 5 ° C, pričom denná priemerná teplota musí prekročiť 5 ° C najmenej tri po sebe nasledujúce dni. Okrem toho sa v tomto období nesmie uskutočniť žiadna mrazová udalosť, t.j. H. priemerná denná teplota nesmie klesnúť pod 2 ° C (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
Na určenie konca vegetačného obdobia sa na základe CARTERA (1998) skúma obdobie 10 dní. Používajú sa na to nasledujúce kritériá: V tomto období musí byť priemerná teplota nižšia ako 5 ° C, z toho minimálne 4 dni musia byť nižšie ako 5 ° C a musí sa vyskytnúť silný mráz s dennou minimálnou teplotou pod -2 ° C.
Výsledky prístupu kombinovaných kritérií sú, okrem malých odchýlok, zhruba v strede medzi jednoduchou metódou 5 ° C - 5 dní, ktorá často poskytuje skorý začiatok, a prístupom čiastočného obdobia, ktorý je príliš skoro vypočítané neskoro. Predstavujú dobrý kompromis, pri ktorom sa podrobne zohľadňuje aj topografia (LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN 2011).
Metóda podľa VON WILPERTA
VON WILPERT (1990) vo svojej práci v juhozápadnom Nemecku charakterizoval obdobie rastu drevených častí (xylému) smrekových porastov. Použil na to údaje o počasí, merania pôdnej vlhkosti, vývoj priemeru stromu a drevených častí v priebehu času. Okrem toho je hlavným kritériom teplota vzduchu. Aby sa zohľadnili krátkodobé výkyvy teplôt mimo vegetačného obdobia, vybral kĺzavý priemer teploty sedem dní.
Pre začiatok vegetačného obdobia sú formulované tri podmienky:
d1 = deň, v ktorom kĺzavý 7-denný priemer teploty vzduchu prvýkrát prekročí 10 ° C.
d2 = deň, v ktorom kĺzavý 7-dňový priemer teploty vzduchu prvýkrát prekročí 10 ° C najmenej počas 5 dní.
d3 = začínajúci výhonok novej plodiny ihličia (= výhonok mája) z periodicky sa opakujúcich vývojových fáz rastlín (databáza DWD).
Na koniec vegetačného obdobia boli formulované tiež tri podmienky:
Kritérium teploty:
Kritérium je splnené, keď pohyblivá sedemdňová priemerná teplota vzduchu klesne pod 10 ° C. Je to však reverzibilné; H. keď je teplota opäť vyššia, rast xylému môže pokračovať. Výnimka: jedno z ďalších dvoch kritérií na ukončenie vegetačného obdobia už bolo splnené.
Kritérium sucha:
Ak stredná hodnota potenciálov pôdnej matrice v hĺbke 15 cm, 30 cm a 60 cm klesne pod hodnotu 1100 hPA najmenej na 5 dní, predpokladá sa zastavenie rastu letokruhov v dôsledku sucha. Toto reverzibilné kritérium je povolené až po 15. júli (= 196. deň), pretože ukončenie rastu súvisiaceho so suchom je pravdepodobné až ku koncu vegetačného obdobia (KRAMER & KOZLOWSKI 1979).
Kritérium krátkeho dňa:
Toto kritérium sa týka dňa, v ktorom je zastavený rast xylému za optimálnych podmienok z dôvodu dĺžky dňa. VON WILPERT (1990) na to použil 5. október (= 279 deň). Možno bude potrebné vykonať úpravy prevodov do miest mimo juhozápadného Nemecka.
Pretože potenciál pôdnej matice často nie je k dispozícii, koniec vegetačného obdobia sa často počíta iba podľa kritéria teploty a krátkeho dňa.
Metóda podľa MORÉN & PERTTU
Definícia podľa MORÉN & PERTTU (1994) je jednoduchý postup a bola vyvinutá vo Švédsku. Berie do úvahy iba to, či sú alebo nie sú dosiahnuté určité prahové hodnoty. Ako základný parameter sa používa kĺzavý 5-dňový priemer. Prahové hodnoty 5 ° C, 6 ° C, 8 ° C a 10 ° C slúžia ako limitné hodnoty (S). Zodpovedajúce vegetačné obdobie začína, keď je stredná hodnota teploty vzduchu prvýkrát nad príslušnou prahovou hodnotou. Keď je kĺzavý priemer teploty vzduchu po prvýkrát pod prahovou hodnotou, príslušné vegetačné obdobie končí.
Metóda ZIMMERMANN
Definícia začiatku vegetačného obdobia podľa ZIMMERMANNA (1995) je založená na prístupe VON WILPERTA (1990). Avšak nezaobíde sa to bez časového okamihu, v ktorom začína pučanie novej ihličnatej plodiny, aby sa určil začiatok vegetačného obdobia. Metóda bola vyvinutá v rámci projektu ARINUS (účinky rehabilitačných opatrení a imisií na rozpočet J a J eko a hydrosféry lokalít Schwarzwald).
Modelovanie jarných fáz
V literatúre možno nájsť rôzne modely, ktoré sa používajú na simuláciu periodicky sa opakujúcich vývojových fáz na jar. Ďalej sú uvedené tri modelové prístupy:
Model od spoločnosti CANNELL & SMITH
Model od CANNELL & SMITH (1983) je založený na pevných teplotných prahoch pre chladné dni a pre tepelný stimul (každý 5 ° C). V závislosti od druhu rastliny a stupňa vývoja obsahuje model koeficienty pre ďalší výpočet. Stanovujú sa takzvané „chladné dni“, t.j. H. dni, ktoré sú pod druhovo špecifickým prahom chladu a „kritickým“ súhrnom tepla, ktorý je nevyhnutný na prekročenie fenologickej fázy.
Model LNVAR (MENZEL 1997) je nadstavbou modelu CANNELL & SMITH (1983). Ako základ sa použije denná priemerná teplota, ktorá sa aritmeticky spriemeruje z denných minimálnych a maximálnych hodnôt. Ďalší výpočet vychádza z modelového prístupu CANNELL & SMITH (1983).
Model od KRAMER
Sekvenčný model podľa KRAMERA (1994) je založený na modelovom prístupe HÄNNINENA (1990). Základom je dôsledné rozdelenie hibernácie do fáz oneskorenia endogénneho a exogénneho vývoja (vegetačného pokoja). Zatiaľ čo endogénne vegetačné obdobie je riadené nedostatkom rastových látok alebo rastlinnými inhibítormi, pre exogénne vegetačné obdobie sú rozhodujúce iba faktory prostredia, ako je dostupnosť vody (http://www.wissenschaft-online.de). V systémoch použitých rovníc sa berie do úvahy chladný a tepelný stimul, chladný alebo tepelný súčet a denná priemerná teplota. Kritický chladný súčet hrá dôležitú úlohu pre endogénne vegetačné kľudy, pretože tento prah musí byť prekonaný, aby rastlina mohla vôbec reagovať na teplo v dôsledku fyziologických podmienok.
Zdroje (k 31. júlu 2012)
BRINKMANN, W. A .R. (1979): Dĺžka vegetačného obdobia ako indikátor klimatických zmien? Klimatická zmena, 2 (2), 127-138.
CANNELL, M.G. R. & SMITH, R.L. (1983): Tepelný čas, chladné dni a predpoveď budburstu u Picea sitchensis. - Journal of Applied Ecology, 20. 951-963
CARTER, T. R. (1998): Zmeny termálneho vegetačného obdobia v severských krajinách v priebehu minulého storočia a vyhliadky do budúcnosti. - Poľnohospodárska a potravinárska veda vo Fínsku, 7 (2), 161-179.
FORMAYER, H., HAAS, P., HOFSTÄTTER, M., RADANOVICS, S. & KROMP-KOLB, H. (2007): Priestorové a časové teplotné scenáre s vysokým rozlíšením pre Viedeň a vybrané analýzy týkajúce sa adaptačných stratégií. - správa BOKU-Met, 82 s.
FRANKE, J., SURKE, M. & LANGROCK, M. (2007): Príručka pre „stredonemeckú klimatickú databázu“
FRICH, P., ALEXANDER, LV, DELLA-MARTA, P., GLEASON, B., HAYLOCK, M., KLEIN TANK, AMG & PETERSON, T. (2002): Pozorované koherentné zmeny klimatických extrémov v druhej polovici r. dvadsiateho storočia. - Climate Research, 19, 193-212
HÄNNINEN, H. (1990): Modelovanie uvoľňovania pupienkov púčikov na stromoch z chladných a miernych oblastí. - Acta Forestalia Fennica 213, 1-47.
KRAMER, K. (1994): Výber modelu na predikciu nástupu rastu Fagus sylvatica. - J. Appl. Ecol. 31, 172-181.
KRAMER, P.J. & KOZLOWSKI T.T. (1979): Fyziológia drevín. - New York: Academic Press. 811 s.
LFZ RAUMBERG-GUMPENSTEIN (2011) [Hrsg.]: Priestorové modelovanie obdobia tepelnej vegetácie pre Rakúsko - záverečná správa ThermVeg, 53 s.
MENZEL, A. (1997): Fenológia lesných drevín v meniacich sa klimatických podmienkach - hodnotenie pozorovaní v medzinárodných fenologických záhradách a možnosti modelovania fenodát. - Lesnícke výskumné správy Mníchov, 164, 147 s.
MENZEL, A. (2002): Fenológia: jej význam pre komunitu globálnych zmien. - Klimatická zmena, 54 (4), 379-385.
MENZEL, A., JAKOBI, G., AHAS, R., SCHEIFINGER, H. & ESTRELLA, N. (2003): Variácie klimatologického vegetačného obdobia (1951-2000) v Nemecku v porovnaní s inými krajinami. - International Journal of Climatology, 23 (7), 793-812.
MORÉN, A.-S. & PERTTU, K. (1994): Regionálne teplotné a radiačné indexy a ich prispôsobenie vodorovným a skloneným lesným pozemkom. - Studia Forestalia Suecica 194, 19 s.
SPARKS, T. H. & MENZEL, A. (2002): Pozorované zmeny v ročných obdobiach: prehľad. - International Journal of Climatology, 22 (14), 1715-1725.
WAKONIGG, H., HAWRANEK, V., PODESSER, A. & RIEDER, H. (2007): Atlas podnebia Štajersko: Kapitola 2 - Teplota. - Klimatický atlas Štajersko verzia 2.0, Ústredný ústav pre meteorológiu a geodynamiku, Graz, 145 s.
WALTHER A. & LINDERHOLM, H. W. (2006): Porovnanie indexov vegetačného obdobia pre oblasť Veľkého Baltu. - International Journal of Biometeorology, 51 (2), 107-118.
von WILPERT, K. (1990): Stromová prstencová štruktúra smreka v závislosti od vodnej bilancie pôdy na pseudogleji a parabrowni. Koncept metódy na zaznamenanie dispozície vodného stresu špecifického pre dané miesto. - Freiburg Bodenkd. Dep., 24, 184.
ZIMMERMANN, L. (1995): Pôdna vodná bilancia vo vysokej nadmorskej výške v južnom Schwarzwalde. - Freiburgská pôdna veda Dep. 35, 206 s.