Über den Verlauf der folgenden Wochen möchten wir HiWis Ihnen Studien, Projekte und andere interessante Themen vorstellen.

Zum Auftakt unserer Reihe möchte ich, Tim Kortekamp, Ihnen eine Studie vorstellen, welche im Herbst 2022 durch eine Forscher*innengruppe um Tina Christmann von der TU Berlin und anderen Forschungseinrichtungen veröffentlicht wurde. Die Veröffentlichung trägt den Titel „Phenology of grassland plants responds to urbanization“ – zu deutsch also: „Die Phänologie von Grasland-Pflanzen reagiert auf die Urbanisierung“.

Den englischen Volltext finden Sie unter folgendem Link: https://doi.org/10.1007/s11252-022-01302-y.

Hintergrund dieser Studie ist, dass es nach wie vor eine geringere Datenlage für die Einflüsse des Klimas und der Urbanisierung auf die Phänologie von krautigen Pflanzen gibt als für Gehölze.

Für die Studie wurden fünf Modellpflanzen auf 30 verschiedenen Grasland-Standorten auf dem Gebiet Berlins ausgewählt. Bei Grasland bzw. Trockengrasland handelt es sich um anthropogen geprägte, extensiv genutzte Standorte, welche meist ein oder zwei Mal im Jahr gemäht werden. Diese Flächen findet man auf etwa 5 % der Fläche Berlins, z.B. in Parks, als Straßenbegleitgrün, auf Flughafenflächen und Brachland. Sie wurden ausgewählt, da sie im gesamten Stadtgebiet mit unterschiedlich starken menschlichen Einflüssen vorkommen. Grasland-Vegetationen stellen wichtige Ökosystemdienstleistungen bereit, welche durch Änderungen des lokalen Klimas beeinträchtigt werden können.

Tempelhofer Feld_komp Flaschenhalspark
Landschaftspark Johannisthal/Adlershof im Juli Tempelhofer Feld im Mai Flaschenhalspark im April

Fotos: Tim Kortekamp

Die fünf ausgewählten Arten setzen sich aus zwei einjährigen Kräutern (Sand-Hornkreut Cerastium semidecandrum, Ackerklee Trifolium arvense), zwei mehrjährigen Gräsern (Rotes Straußgras Agrostis capillaris, Raublatt-Schwingel Festuca brevipila) und einer mehrjährigen krautigen Pflanze/Staude (Silber-Fingerkraut Potentilla argentea) zusammen. Diese Arten sind typisch für Grasland-Ökosysteme und kamen in statistisch relevanten Häufigkeiten auf den Studienflächen vor. Für jede Art wurden pro Standort sechs feste Individuen wöchentlich beobachtet.

Ackerklee (Trifolium arvense) Grasland im Brandenburg
 Ackerklee (Trifolium arvense) Silber-Fingerkraut (Potentilla argentea) Grasland im Brandenburg

Fotos: Elke Zippel, Dahlemer Saatgutbank, Botanischer Garten Berlin

Im Projekt Pflanze KlimaKultur! haben wir einen ähnlichen Anzatz verfolgt: die wöchentliche Bobachtung ausgewählter Arten durch unsere Projektteilnehmer*innen.

In dieser Studie wurden die phänologischen Stadien mittels der BBCH-Skala aufgenommen. Dabei handelt es sich um einen standardisierten Code, um die Entwicklung einer Pflanze zu beschreiben. So werden von der Keimung mit Stadium 0, geöffnete Blüten als Stadium 6, der Beginn der Fruchtreife als Stadium 7 und Reife Früchte als Stadium 8 aufgenommen. Siehe dazu auch die Klassifizierung unten.

Um den Einfluss der Urbanisierung und des Mikroklimas auf die gewählten Arten zu erforschen, wurden die Durchschnitts-, Tag- und Nachttemperaturen mittels Klimaloggern aufgezeichnet, sowie die Phänologie der Blüte und der Samenreife beobachtet. Dadurch sollen Einflüsse der sogenannten städtischen Hitzeinsel beobachtet werden. Daneben wurde die jeweilige Versiegelung, Geschossdichte und Straßendichte im Umfeld der gewählten Standorte bestimmt.

Ergebnisse

Durch Analysen der aufgenommenen Daten konnten folgende Erkenntnisse gewonnen werden:

  • Es gab unterschiedlich starke Einflüsse des Mikroklimas und der Urbanisierung auf die Blütenphänologie:
  • Durch eine stärkere Urbanisierung (Definitionen siehe oben) hat sich die Mitteltemperatur besonders später in der Vegetationsperiode erhöht.
  • Die Arten, welche früh im Jahr blühen, zeigten nur eine geringe Variation im Hinblick auf den Blühbeginn und die Samenreife (C. semidecandrum, F. brevipila). Die anderen, spätblühenden Arten, wiesen standortbedingt starke Unterschiede mit einem bis zu 60 Tage früheren bzw. verzögerten Blühbeginn.
  • Entsprechend konnte für die Frühblüher ein signifikanter Einfluss der Durchschnittstemperaturen gezeigt werden. C. semidecandrum blühte mit bei einer Erhöhung der Nachttemperatur um ein Grad 0,85 Tage früher. Gegensätzlich wurde bei F. brevipila der Blühbeginn um 1,9 Tage verzögert durch eine Erhöhung der Tagesmittelwerte um ein Grad.
  • Für die spätblühenden Arten konnte kein signifikanter Einfluss der Tages- oder Nachttemperatur festgestellt werden. Ebenso konnten keine signifikanten Einflüsse auf die Samenreife gezeigt werden.
BBCH Tabelle kurz Christmann et al

Übersicht der Projektstandorte

Aufnahme der Entwicklungsstadien mittels der BBCH-Skala

Abbildung: modifiziert nach Christmann et al., 2022

Berlin-Brandenburg Institute of Advanced Bioaffiliationersity
Research (BBIB)

Übersicht der Projektstandorte

Abbildung: aus Christmann et al., 2022

Berlin-Brandenburg Institute of Advanced Bioaffiliationersity
Research (BBIB)

Diese Ergebnisse widersprechen den bisherigen Erkenntnissen in Bezug auf die Phänologie von Gehölzen(!) im urbanen Kontext, welche mit steigenden Durchschnittstemperaturen durchgängig eine frühere Phänologie zeigen. Verglichen mit bisher durchgeführten Studien zur Phänologie von krautigen Pflanzen liegen die Beobachtungen im Bereich der Erwartungen.

Zusammenfassend wird dargestellt, dass die untersuchten Arten unterschiedlich und verschieden stark auf die Temperatur und Urbanisierung reagieren. Es wird jedoch darauf eingegangen, dass weitergehende Studien benötigt werden, um die aufgezeichneten Effekte zu erklären und die Datenbasis für zukünftige Studien zu festigen. Folgende Studien könnten so noch andere Werte wie die Bodenfeuchtigkeit bzw. -trockenheit und Niederschläge messen, sowie eine größere Anzahl an Arten beinhalten und auswerten.

Im Projekt Pflanze KlimaKultur! freuen wir uns darüber die mit Hilfe der Klimalogger aufgenommenen Witterungsdaten - auch besonders der Feuchtigkeitsmesswerte - mit Ihren wöchentlichen Beobachtungen zur Phänologie zu korrelieren, so für unsere Projektpflanzen entsprechende Erkenntnisse zu gewinnen und die Grundlage für weitere Forschungen zu festigen.

Tim Kortekamp

 

Heute gibt es von uns einen Einblick in einen speziellen Teil der Projektarbeit und eine Einladung zu einer Veranstaltung im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Pflanze KlimaKultur! ist ein sogenanntes Drittmittelprojekt, welches vom BMBF gefördert wird. Pflanze KlimaKultur! gehört zu 15 Projekten, die bis Ende 2024 die Zusammenarbeit von Bürger*innen und Wissenschaftler*innen inhaltlich und methodisch voranbringen und Antworten auf gesellschaftliche Herausforderungen geben sollen. Die Projekte finden in ganz Deutschland zu den unterschiedlichsten Themen statt. Gemeinsam haben alle die enge Zusammenarbeit mit Bürgerinnen und Bürgern. Neben Pflanze KlimaKultur! gehören zum Beispiel auch FLOW, MigOst oder IGAMon-Dog zu den geförderten Projekten: https://www.bmbf.de/bmbf/de/ueber-uns/wissenschaftskommunikation-und-buergerbeteiligung/buergerbeteiligung/citizen-science/buergerforschung.html (unter der Überschrift "Projekte der zweiten Förderrichtlinie").

Aufgabe der Projekte ist es auch, eine Selbstevaluation durchzuführen. Eine Evaluation ist ein Instrument zur Dokumentation, Analyse und Beurteilung eines laufenden oder abgeschlossenen Projekts. In regelmäßigen Abständen können wir so beurteilen, ob die Ziele im Projekt erreicht werden können und welche Anpassungen vorgenommen werden sollten. Dieser Prozess wird von der Firma Technopolis Forschungs- und Beratungsgesellschaft m.b.H. begleitet. Diese Begleitung findet im Rahmen von regelmäßigen Online-Treffen und einem jährlichen Workshop statt. Ziel des diesjährigen Workshops am 12. Mai in Berlin ist die Vernetzung und der Austausch der Projekte und der Projektbeteiligten und die gemeinsame Arbeit an relevanten Themen. Das Besondere in diesem Jahr ist, dass für jedes Projekt auch eine Teilnehmerin oder ein Teilnehmer zu diesem Workshop eingeladen ist, um auch diese Perspektive zu beleuchten. Die Veranstaltung ist ganztägig geplant, bestehen aus einem gemeinsamen Workshopteil mit allen Projektbeteiligten am Vormittag und einem Nachmittagsprogramm in Berlin speziell für die Bürgerwissenschaftler*innen. Hier haben Sie Gelegenheit die Mitmachenden anderer Projekte kennenzulernen. An den Programmdetails arbeiten derzeit die Organisator*innen bei Technopolis. Es sind ausdrücklich unsere Teilnehmenden aus allen vier Städten angesprochen. Ggf. anfallende Reisekosten übernimmt das BMBF neben einer kleinen Aufwandsentschädigung. Wenn Sie interessiert sind, hier mitzuwirken, schreiben Sie uns gerne mit einer kurzen Begründung: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.. Wir freuen uns auf die gemeinsame Veranstaltung!

Sicher sind in den letzten Wochen in allen Beeten die ersten Blätter der Kronwicke aufgetaucht. Unsere Pflanzen sind bereits im Herbst 2021 gepflanzt worden und haben sich kräftig entwickelt. Das sieht man ihnen schon in diesem Stadium an. Außerdem fallen rund um den eigentlich vorgesehenen Standort viele neue Pflanzen auf. Einige von ihnen kommen den anderen Arten bereits gefährlich nah. Hier handelt es sich nicht um Jungpflanzen aus Keimlingen, sondern um das Ergebnis vegetativer Vermehrung. Besonders in frischer feuchter Erde ohne Wurzelkonkurrenz durch Nachbarpflanzen breitete sich die Bunte Kronwicke sehr erfolgreich auf diese Weise aus. Selbst auf stärker verdichtetem Boden können junge Triebe durchbrechen. Daher ist diese Art auch gut geeignet, Brachflächen zu begrünen, gerne auch an schattigeren Standorten. Nur blüht sie dann weniger üppig. In Nordamerika ist die Bunte Kronwicke in weiten Teilen sogar invasiv. Unseren Mitarbeiter, Wayne Schmitt, erinnert die Pflanze an seine Kindheit in Kentucky, wo Bunte Kronwicken im hügeligen Vorland der Appalachen („The Knobs“) nahezu vegetationsbestimmend sein können.

Für unser Modellbeet haben wir uns tatsächlich entschlossen, der weiteren Ausbreitung im Beet jetzt schon Einhalt zu gebieten und angefangen die Ausläufer zu jäten. Das Ausmaß dessen, was sich hier schon unterirdisch getan hatte, hat uns dann doch überrascht (s. re. Foto) - und dabei haben wir nur ca. die Hälfte weggenommen. Wenn sich bei Ihnen diese Entwicklung auch schon andeutet, greifen Sie gerne jetzt schon zum Jäthaken. Am besten ist es, wenn es Ihnen gelingt, ganze Ausläufer (s. mittl. Foto) unbeschädigt aus der Erde zu ziehen, da auch kleinere, im Boden verbleibende Abschnitte weiterwachsen können. Falls es in Ihrem Umfeld geeignete Standorte für die Ansiedlung der Kronwicke gibt, können Sie die gejäteten Ausläufer natürlich auch gerne dorthin verpflanzen.

Kronwicke Rhizom der Kronwicke ausgejätete Kronwicke

Fotos: Birgit Nordt

 

Die Wilde Malve ist nicht zuverlässig winterhart und daher oft nur 1- bis 2-jährig. In einigen Beeten treiben die Altpflanzen jetzt schon aus, in anderen sind bereits vorhandene Austriebe während der frostigen Nächte im Februar oder Anfang März wieder abgestorben (obere Fotos). Das rechte Bild ist im Berliner Beet am 15.3. aufgenommen worden. Der Trieb zeigt Frostschäden, ob die Pflanze letztlich abstirbt ist noch nicht sicher.

Wenn im Beet derzeit keine Malvenaustriebe/ junge Blätter zu sehen sind, sollte auf Keimlinge geachtet werden. Auf dem unteren Bild zeigt der blaue Pfeil auf die Keimblätter. Sehen Sie dieses Stadium, können Sie „Erster Trieb“ angeben. Die Folgeblätter haben dann schon die typische Form (gelber Pfeil). Sobald Sie diese Form erkennen, notieren Sie bitte ein „Ja“ bei Blattentfaltung. Bis die Keimlinge erscheinen kann es je nach Wetter noch Wochen dauern, daher brauchen Sie hier vielleicht etwas Geduld. Wenn bei Ihnen die letztjährige Pflanze weiterwächst, können Sie das Wachstum wie gewohnt dokumentieren. Beobachten Sie Keimlinge, vermerken Sie das bitte im Kommentarfeld. Achten Sie gerne auch dann auf Keimlinge, wenn die Altpflanze wieder ausgetrieben ist, schließlich ist eine Vergrößerung des Bestandes ja durchaus gewünscht. Übrigens haben wir im Berliner Modellbeet gerade (22. März) den ersten Malvenkeimling beobachtet - und hoffen natürlich auf weitere in den nächsten Wochen.

 

Malva sylvestris, BG Berlin; li.o.: 25.1.23, re.o.: 15.3.23, unten: 19.5.21. Fotos: Birgit Nordt

Im Februar 2023 hat das Berliner Team für drei Wochen Zuwachs bekommen: Francisco hat bei uns sein Schülerpraktikum absolviert und sich dabei im Herbar des Botanischen Gartens durch unsere Projektarten geblättert, um dort zu sehen, ob sich phänologische Phasen einzelner Arten in den letzten 100 (oder mehr) Jahren bereits verschoben haben. Phänologische Forschung unter Einbeziehung von Herbarbelegen hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen und ist Teil vieler wissenschaftlicher Arbeiten.

Hier schreibt Francisco selber über seine Zeit im Botanischen Garten Berlin:

Ich (Francisco) besuche die 11. Klasse der Anna-Essinger-Gemeinschaftsschule.

Für 3 Wochen habe ich ein Praktikum im Botanischen Garten in Berlin absolviert und habe dabei zu einem großen Teil beim Projekt Pflanze KlimaKultur! teilgenommen, dabei habe ich viele neue Dinge erfahren und verschiedenste Aufgaben erledigt. Ziel des Praktikums war es, eine wissenschaftliche Frage zu beantworten. Ich hatte mir überlegt, dass ich gerne den Bereich Klimawandel und dessen Einfluss auf die Pflanzenwelt behandeln würde. Das Projekt Pflanze KlimaKultur hat dann perfekt zu meinem Themenbereich gepasst.

Die Hauptaufgabe, die ich bekam, bestand darin Informationen vieler Herbarbelege über die phänologische Entwicklung, das Datum an dem die Pflanze gesammelt wurde, sowie den Fundort in eine Tabelle zu übertragen. Das Übertragen der Daten war nicht immer ganz einfach, da nicht alle Etiketten gleich waren, manche waren so alt, dass der angegebene Fundort nicht mehr zu finden war, andere waren mit nur schwer zu entziffernder Handschrift geschrieben, wiederum andere in Latein oder Russisch, und bei manchen war gar keine Information zu finden. Es war immer wieder ein Erfolgserlebnis, als ich ein auf den ersten Blick unmöglich zu entzifferndes Etikett am Ende doch noch entschlüsseln konnte. Anschließend haben wir die gesammelten Daten nach phänologischen Daten ausgewertet, um herauszufinden, ob sich bestimmte Prozesse verfrühen oder verspäten. Das Auswerten hat nochmal ein ganz anderes Licht auf die Herbararbeit geworfen, da mir nun so richtig klargeworden ist, was die Daten für einen Aussagewert haben. Wie sich dann herausgestellt hat, verfrühen sich viele der phänologischen Prozesse mit dem Klimawandel. Das Verfrühen der phänologischen Abläufe kann ein Chaos in dem sehr komplexen Ökosystem hervorrufen, zum Beispiel dadurch, dass die Blüte bestimmter Pflanzen schon vorbei ist, bevor deren Bestäuber aus dem Winterschlaf aufgewacht sind.

Aber natürlich war ich nicht nur den ganzen Tag im Herbarium und habe Daten übertragen. An manchen Tagen bin ich auch hinausgegangen und habe bei mehreren Beeten die Klimalogger abgelesen, um weitere Daten für das Projekt zu sammeln, was eine gute Abwechslung zur Arbeit im Herbarium bot. Dafür waren wir einerseits im Botanischen Garten unterwegs, aber auch in ganz Berlin, um die Klimalogger bei freiwilligen Teilnehmern abzulesen.

Außerdem durfte ich noch an drei Tagen bei den Gärtnern mitarbeiten, sowie Fotos machen und mir wurden auch den Botanischen Garten besser kennenlernen mit Hilfe von Dr. Nils Köster (Kustos Lebendsammlung, Tropen und Subtropen).

Ich bedanke mich bei allen, dass ich für die 3 Wochen bei dem Projekt Pflanze KlimaKultur! teilhaben durfte!

Fotos: Wayne Schmitt und Daniel Wirges

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BMBF 252x200
Das Projekt hat eine Laufzeit von Juli 2021 bis Februar 2024 (verlängert bis Dezember 2024) und wird im Rahmen des Förderbereichs Bürgerforschung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Es gehört zu 15 Projekten, die bis Ende 2024 die Zusammenarbeit von Bürger*innen und Wissenschaftler*innen inhaltlich und methodisch voranbringen und Antworten auf gesellschaftliche Herausforderungen geben sollen.
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