Diese Arbeit untersucht die Auswirkung von Klimavariabilität auf die Vegetation im Arboretum Grenzenlust. Dabei wird der Frage nachgegangen, ob die untersuchten Dürreereignisse als Folge des Klimawandels und damit als ein voraussichtlich wiederkehrendes Phänomen zu bewerten sind. Hierzu werden insbesondere beobachtete Klimadaten im mehrjährigen Vergleich untersucht und verschiedene wissenschaftliche Prognosen aus verifizierten Modellen zur Klimaentwicklung der Zukunft hinzugezogen. Auch Kartenmaterial zur Bodentrockenheit und dem pflanzenverfügbaren Wasser wird dabei berücksichtigt. Darauf aufbauend wird der Frage nachgegangen, welche Auswirkungen die betrachteten Hitze- und Trockenphasen auf die untersuchte Vegetation im Arboretum Grenzenlust hatten und voraussichtlich zukünftig haben werden.
Zusätzlich wird der Frage nach möglichen Anpassungsstrategien nachgegangen. Die Fragestellung der angestrebten Bachelorarbeit soll anhand von ausgewählter Fachliteratur, durch die eine Einordnung in regionale und globale Kontexte ermöglicht wird, und insbesondere der eigenständigen Forschungsarbeit vor Ort beantwortet werden. Hierzu wird im ersten inhaltlichen Kapitel der theoretische Rahmen der Arbeit gebildet. Der aktuelle Stand der wissenschaftlichen Forschung zum Klimawandel und zur Klimavariabilität werden thematisiert. Einige entscheidende Begriffe werden definiert und Synonyme beschrieben. Der Auswertung von Klimamodellen, die die Entwicklung der globalen Erwärmung, der mittleren Niederschläge und der Zunahme von Hitze- und Trockenphasen darstellen, kommt eine besondere Bedeutung zu.
Anschließend werden neben den bereits jetzt beobachteten globalen und regionalen Folgen des Klimawandels für die Pflanzendecke zukünftige Veränderungen der Vegetationszonen betrachtet und die speziellen Auswirkungen von Hitze- und Trockenphasen hervorgehoben, wobei den Wäldern und Laubbäumen der Region ein besondere Bedeutung zukommt. Die Untersuchung wird nicht nur in einen regionalen, sondern auch in einen globalen Kontext eingebettet. Der sich anschließende methodische Teil erklärt die Vorgehensweise der durchgeführten Untersuchung. Auf die Erklärung der Methodik folgt die Präsentation und Analyse der gewonnenen Erkenntnisse. Abschließend werden die gesammelten Ergebnisse in der Schlussbetrachtung dargelegt und die Forschungsfragen beantwortet.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Aktueller Stand der wissenschaftlichen Forschung
2.1 Wetter, Witterung und Klima
2.2 Klimawandel
2.3 Klimavariabilität
3. Klimawandel und Vegetation
3.1 Prognostizierte Veränderung der Vegetationszonen – eine globale Betrachtung
3.2 Regionale Vegetationsentwicklung
3.3 Auswirkung von Hitze- und Trockenphasen auf die Vegetation
4. Vegetation und ihre Dynamik am Beispiel des Arboretum Grenzenlust
4.1 Untersuchung abiotischer Faktoren
4.2 Dendroökologische Untersuchung
4.3 Untersuchung der Vegetation
5. Ergebnisse der Untersuchung
5.1 Abiotische Faktoren – Klimatische Standortanalyse im mehrjährigen Vergleich
5.1.1 Analyse der Hitze- und Trockenjahre 2018/2019
5.1.2 Simulierte Entwicklung der Hitze- und Trockenphasen
5.1.3 Bodeneigenschaften im Arboretum Grenzenlust
5.2 Auswirkung der Klimavariabilität auf Rotbuchen
5.2.1 Dendroökologische Untersuchung von Rotbuchen
5.2.2 Mikroskopische Auswertung
5.3 Ergebnisse der Vegetationsbestimmung im Arboretum Grenzenlust
5.3.1 Einordnung in die Pflanzensoziologie
5.3.2 Häufigkeit und Gefährdung der Arten
5.3.3 Analyse der Zeigerwerte und Stressfaktoren
6. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Auswirkungen der Klimavariabilität, insbesondere der Hitze- und Trockenjahre 2018 und 2019, auf die lokale Vegetation im Arboretum Grenzenlust in Hamminkeln. Ziel ist es, durch eine interdisziplinäre Herangehensweise unter Einbeziehung klimatologischer, botanischer und dendroökologischer Methoden zu klären, inwieweit diese Extremereignisse als signifikante Stressfaktoren für einheimische Laubbaumarten, wie die Rotbuche, wirken.
- Analyse klimatischer Standortfaktoren und deren zeitliche Veränderung
- Dendroökologisches Monitoring zur Untersuchung des individuellen Baumwachstums
- Vegetationskundliche Erfassung und pflanzensoziologische Einordnung
- Bewertung von Anpassungsstrategien gegenüber zunehmender Sommertrockenheit
Auszug aus dem Buch
3.1 Prognostizierte Veränderung der Vegetationszonen – eine globale Betrachtung
Um die Auswirkungen der sich zukünftig ändernden Klimabedingungen auf die Vegetation zu prognostizieren, werden Dynamische Globale Vegetationsmodelle (DGVMs) eingesetzt, die die zukünftige Verschiebung der potenziell natürlichen Vegetation beschreiben. Die potenzielle natürliche Vegetation beschreibt dabei die Zusammensetzung und Ausbreitung der Vegetation ohne den Einfluss des Menschen, wie sie heute nur noch in sehr wenigen Regionen der Erde vorkommt. Der gesamte Kontinent Europa ist vom Menschen beeinflusst. Die Vegetation wurde erheblich verändert, zum Teil direkt, etwa durch das Abholzen von Wäldern, oder indirekt, etwa durch massive Eingriffe in den Wasserhaushalt (Gerten 2014; Weiss et al. 2008).
„Ausgehend von prozessbasierten Formulierungen fundamentaler ökologischer, biogeochemischer und hydrologischer Prinzipien modellieren DGVMs unter vorgegebenen Klima-, CO2- und Bodenverhältnissen das Wachstum und die räumliche Verbreitung verschiedener funktionaler Vegetationstypen […] sowie die mit ihren ökologischen Funktionen verbundenen Kohlenstoff- und Wasserflüsse.“ (Gerten 2014, S. 1).
Die in Abb. 7 dargestellte simulierte Verschiebung von Vegetationszonen nach dem validierten DGVM LPJ baut auf das IPCC-SRES-Emissionsszenario B1 auf, einem moderatem Erwärmungsszenario (Intergovernmental Panel on Climate Change 2007). Auffällig ist insbesondere die Wanderung der borealen Waldgrenze Richtung Norden, primär bedingt durch die erhebliche Erwärmung der nördlichen Breiten. Die Verlängerung der Wachstumsperiode und der voraussichtliche Anstieg der Niederschläge in diesen Regionen führen zu einer gesteigerten Biomasseproduktion. Auch die Ausbreitung von Grasland, insbesondere in zuvor nicht von Vegetation erschlossenen Gebieten, etwa im nördlichen Kanada, sind zu erwarten (Gerten 2014).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Einführung in die Relevanz des Klimawandels und Darstellung der Forschungsfragen im Kontext des Arboretums.
2. Aktueller Stand der wissenschaftlichen Forschung: Definition der grundlegenden Fachbegriffe wie Wetter, Witterung, Klima und Darstellung der aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnis zu Klimawandel und Variabilität.
3. Klimawandel und Vegetation: Analyse der theoretischen Auswirkungen globaler Klimaveränderungen auf verschiedene Vegetationszonen und regionale Entwicklungsprozesse.
4. Vegetation und ihre Dynamik am Beispiel des Arboretum Grenzenlust: Beschreibung des geografischen Kontexts und der methodischen Ansätze zur Untersuchung abiotischer und biotischer Faktoren vor Ort.
5. Ergebnisse der Untersuchung: Detaillierte Darstellung der klimatischen Standortdaten sowie der Ergebnisse bodenkundlicher, dendroökologischer und vegetationskundlicher Analysen.
6. Fazit: Zusammenfassende Beantwortung der Forschungsfragen und kritische Reflexion der Ergebnisse sowie der Limitationen der Untersuchung.
Schlüsselwörter
Klimawandel, Klimavariabilität, Arboretum Grenzenlust, Fagus sylvatica, Rotbuche, Hitzejahre 2018/2019, Dendroökologie, Pflanzensoziologie, Vegetationsdynamik, Trockenstress, Bodenfeuchte, Extremwetterereignisse, Waldökologie, Klimaanpassung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie sich die zunehmende Klimavariabilität, insbesondere die extrem heißen und trockenen Jahre 2018 und 2019, auf die Vegetation in einem spezifischen Untersuchungsgebiet, dem Arboretum Grenzenlust, auswirkt.
Was sind die zentralen Themenfelder der Studie?
Die zentralen Felder umfassen die Klimatologie, die Waldbauökologie sowie die Pflanzensoziologie, wobei der Fokus auf der Wechselwirkung zwischen meteorologischen Extremen und der Vitalität heimischer Baumarten liegt.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Die zentrale Forschungsfrage ist, ob die beobachteten Dürreereignisse der letzten Jahre als dauerhafte Folgen des Klimawandels zu bewerten sind und welche spezifischen Schäden diese an der lokalen Vegetation sowie an der Rotbuche (Fagus sylvatica L.) verursacht haben.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden angewendet?
Die Arbeit nutzt ein dreiteiliges methodisches Vorgehen: die Analyse meteorologischer Zeitreihen (abiotische Faktoren), die dendroökologische Untersuchung von Baumscheiben sowie eine vegetationskundliche Erfassung der Pflanzengesellschaften vor Ort.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische fundierte Auseinandersetzung mit dem Klimawandel, eine detaillierte Beschreibung des Untersuchungsstandortes und der angewandten Methoden sowie eine umfassende Auswertung und Diskussion der erhobenen Ergebnisse zu Klima, Boden und Vegetation.
Welche Schlagworte charakterisieren diese Arbeit am besten?
Die wichtigsten Begriffe sind Klimavariabilität, Fagus sylvatica (Rotbuche), Hitze- und Trockenjahre, Dendroökologie, Bodentrockenheit und Vegetationsdynamik.
Welche spezifische Rolle spielt der Boden für die Vegetation in dieser Arbeit?
Der Boden dient als essenzieller Wasserspeicher; die Arbeit belegt, dass eine mangelnde Wasserhaltekapazität und die daraus resultierende Austrocknung des Bodens in Folge der Dürrejahre eine der Hauptursachen für das beobachtete Baumsterben darstellen.
Warum wurde ausgerechnet die Rotbuche (Fagus sylvatica L.) als Untersuchungsgegenstand gewählt?
Die Rotbuche gilt als eine der dominierenden Baumarten Europas. Aufgrund ihrer hohen ökologischen Relevanz und ihrer sensitiven Reaktion auf Wasserstress bietet sie ein ideales Modell, um die Auswirkungen des Klimawandels auf Waldökosysteme exemplarisch aufzuzeigen.
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- Anonym (Autor), 2020, Auswirkung von Klimavariabilität auf die Vegetation im Arboretum Grenzenlust. Analyse der Hitze- und Trockenjahre 2018/2019 im Vergleich, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1264181
