Fenologia jako wskaźnik zmian w rozkładzie pór roku

Czym są pory roku i jaki mają wpływ na życie roślin i zwierząt? Co to jest fenologia i jaki ma związek z porami roku?

Pory roku to okresy klimatyczne, które są następstwem obiegowego ruchu Ziemi wokół Słońca i nachylenia osi ziemskiej do płaszczyzny orbity tego ruchu. Ruch ten sprawia, że wraz z nachyleniem osi ziemskiej zmieniają się warunki oświetlenia. Powoduje to zmiany w długości trwania dnia i nocy. Początek wiosny to moment kiedy dzień i noc trwają tyle samo, lato zaczyna się kiedy dzień jest najdłuższy, jesień gdy długość dnia i nocy ponownie się zrównuje a początek zimy jest przywiązany do najkrótszego dnia.

Na co dzień właśnie do takiego  układu pór roku jesteśmy przyzwyczajeni, do układu astronomicznego.

Kalendarzowe pory roku przesilenia

Taki sztywny rozkład tylko częściowo odpowiada realnym odczuciom tego, co faktycznie kojarzy nam się z porami roku. Na przykład w lutym 2019 r. w Brukseli wystąpiły temperatury powyżej 20 stopni a słoneczny dzień spowodował, że ludzie w letnich strojach opalali się w parkach miejskich, korzystając z pięknej pogody.

Czy nie znając daty kalendarzowej i znajdując się tego dnia w Brukseli ocenilibyśmy, że jest to wiosna, zima czy lato? Odpowiedzi najprawdopodobniej poszukalibyśmy, obserwując jak zachowuje się przyroda a brak rozwiniętych liści, pąków i zawiązków podpowiedziałby nam, że na pewno nie jest to pełnia wiosny , nawet jeśli temperatura i stroje ludzi by na to wskazywały.

Zależność między warunkami meteorologicznymi a zjawiskami w przyrodzie bada nauka zwana fenologią (z greckiego: phaínomai – przejawiam, pokazuję się). Polega ona na notowaniu wyraźnie zaznaczających się faz, czyli zjawisk występujących okresowo w przyrodzie. W rozwoju roślin są to między innymi: otwieranie się pączków liściowych, kwitnienie, listnienie, dojrzewanie i rozsypywanie owoców i nasion, zmiana barwy i opadanie liści. W świecie zwierzęcym będą to na przykład przeloty ptaków czy pojawienie się owadów. Obserwowane zmiany fenologiczne nazywamy pojawami.

W oparciu o zaznaczające się w przyrodzie fazy, w 1895 roku Egon Ihne, niemiecki przyrodnik z uniwersytetu w Darmstadt, zaproponował dla Europy środkowej wydzielenie siedmiu fenologicznych pór roku: zaranie wiosny, wczesna wiosna, pełnia wiosny, wczesne lato, lato, wczesna jesień, jesień oraz osobną porę roku – zimę, w której następuje przerwa w zjawiskach fitofenologicznych (zmiany w rozwoju w rozwoju roślin).

 Podział ten został powszechnie zaakceptowany i jest stosowany do dziś.

Dla wyznaczania fenologicznych pór roku prowadzi się obserwacje wybranych, powszechnie występujących gatunków roślin (określanych mianem roślin wskaźnikowych). W celu zminimalizowania błedów, pory roku określa się na podstawie obserwacji roślin dzikorosnących.

Wyniki badań fenologicznych są cennym źródłem informacji o zmianach klimatu, a ocieplenie, które obserwujemy od dłuższego czasu, znajduje już swoje odzwierciedlenie w przyspieszeniu faz rozwojowych roślin – zwłaszcza w okresie wiosennym.

W Polsce od 2007 roku obserwacje w ramach sieci fenologicznej prowadzone są przez IMGW na 51 stacjach synoptycznych w oparciu o 10 gatunków roślin i udostępniane na stronie agrometeo.pogodynka.pl/fenologia

Wśród nich jest m.in. leszczyna pospolita i podbiał pospolity, które są klasycznym wskaźnikiem początku zarania wiosny.

Leszczyna pospolita

Dla średniej z lat 2007-2013 okres początku zarania wiosny na zachodzie Polski  przypadał pomiędzy 1-szym a 10-tym marca, najpóźniej rozpoczynało się ono na północnym wschodzie tj. między 11-tym i 20-tym kwietnia, natomiast średnia dla okresu 2007-2017 to start wegetacji między

21-szym i 28-ym lutego na zachodzie kraju oraz między 1-szym a 10-tym kwietnia na północnym wschodzie.

Wiosna średnia 2007-2013 [źródło: IMGW – PIB]

Wiosna średnia 2007-2017 [źródło: IMGW – PIB]

Oznacza to wcześniejszy początek zarania wiosny (czyli start wegetacji) o około 10 dni na terenie całej Polski w przypadku okresu uśredniania uwzględniającego ostatnie lata. Podobne przesunięcie o 10 dni ale w kierunku wydłużenia pory roku wyznaczonej na podstawie momentu żółknięcia liści kasztanowca zwyczajnego, lipy drobnolistnej i brzozy brodawkowatej oraz opadania liści tych dwóch ostatnich, zaobserwować można w przypadku dat początku jesieni dla analogicznych okresów uśredniania.

Średnie daty początku jesieni [źródło: IMGW – PIB]

Na podstawie tych ogólnych danych określających moment początku zarania wiosny i jesieni w ujęciu fenologicznym, możemy rozważać pojawienie się wydłużenia okresu wegetacji średnio o 20 dni w ujęciu ogólnokrajowym.

 Do alternatywnych źródeł informacji o terminach początku wegetacji należy technika teledetekcji satelitarnej, która dzięki m.in. zastosowaniu wskaźnika NDVI, pokazuje stopnień zazielenienia biomasy dla całej planety. Równie interesującym parametrem jest „Wskaźnik powierzchni liści” (LAI), który określa stosunek sumarycznej powierzchni liści do powierzchni gruntu a dostęp do rozkładu przestrzennego wartości możliwy jest np. poprzez  land.copernicus.eu oraz agrometeo.pogodynka.pl/obrazysat

Warto sięgnąć do wiedzy jakiej dostarcza fenologia oraz satelity badawcze aby uświadomić sobie zachodzące zmiany i zaobserwować różnice między kalendarzowymi a fenologicznymi porami roku.

Źródło: agrometeo.pogodynka.pl, IMGW-PIB, wikipedia, copernicus.eu