Auswirkungen des Klimawandels auf die Phänologie, Frostschäden und die Blütenfülle von montanen Wildblumen

Der Zeitpunkt lebensgeschichtlicher Merkmale ist zentral für die Fitness im Lebensverlauf, und nirgends ist dies offensichtlicher oder besser untersucht als in der Phänologie des Blühens, die den reproduktiven Erfolg von Pflanzen steuert. Jüngste Veränderungen im Zeitpunkt von Umweltereignissen, die dem Klimawandel zugeschrieben werden, wie das Datum der Schneeschmelze in großen Höhenlagen, das die Wachstumsperiode einleitet, hatten wichtige Auswirkungen auf einige häufige mehrjährige krautige Wildblumenarten. Die Phänologie des Blühens am Rocky Mountain Biological Laboratory (Colorado, USA) wird stark vom Datum der Schneeschmelze beeinflusst, was diesen Standort ideal macht, um phänologische Reaktionen auf den Klimawandel zu untersuchen. Blütenknospen von Delphinium barbeyi, Erigeron speciosus und Helianthella quinquenervis sind frostempfindlich, und der frühere Beginn der Wachstumsperiode in den letzten Jahren hat sie häufigeren Frostschäden Mitte Juni ausgesetzt. Von 1992 bis 1998 waren im Durchschnitt 36,1 % der Helianthella-Knospen vom Frost betroffen, aber für 1999–2006 liegt der Durchschnitt bei 73,9 %; in nur einem Jahr seit 1998 sind Pflanzen allen Frostschäden entkommen. Für alle drei dieser mehrjährigen Arten gibt es eine signifikante Beziehung zwischen dem Datum der Schneeschmelze und der Blütenfülle in diesem Sommer. Größere Schneemengen führen zu späterer Schneeschmelze, späterem Beginn der Wachstumsperiode und weniger Froststerblichkeit von Knospen. Unterschiede im Mikrohabiatat hinsichtlich Schneeverteilung, Mustern der Schneeschmelze und Kaltluftabfluss während Frostereignissen können signifikant sein; ein Höhenunterschied von nur 12 m zwischen zwei Parzellen führte 2006 zu einem Temperaturunterschied von fast 2 °C und einem Unterschied von 37 % in den Frostschäden an den Knospen. Der Verlust von Blüten und damit von Samen kann die Rekrutierung in diesen Pflanzenpopulationen verringern und die Bestäuber, Herbivoren und Samenkäufer betreffen, die zuvor auf sie angewiesen waren. Andere Pflanzenarten in dieser Umgebung sind ähnlich frostanfällig, sodass die negativen Auswirkungen auf die Rekrutierung und auf Verbraucher, die auf Blüten und Samen angewiesen sind, weitreichend sein könnten. Diese Ergebnisse verdeutlichen das Paradoxon von zunehmenden Frostschäden angesichts der globalen Erwärmung, liefern wichtige Einblicke in die adaptive Bedeutung der Phänologie und haben allgemeine Implikationen für blühende Pflanzen in der gesamten Region und überall dort, wo der Klimawandel ähnliche Auswirkungen hat.