Frostresistenz- Ein vernachlässigter Einfluss auf Phänologie und Verbreitung von Pflanzenarten?

• Antragstellerin: Dr. Solveig Franziska Bucher
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521082753

Der Klimawandel verändert die abiotischen Bedingungen für das Leben auf unserer Erde mit nie dagewesener Geschwindigkeit, was zur großen Veränderungen bei der Leistungsfähigkeit und dem Verbreitungsgebiet von Pflanzenarten führt. Allgemein fangen Pflanzen mit zunehmenden Temperaturen an früher zu blühen oder zögern den Herbstbeginn hinaus, was zu einer Verlängerung der Wachstumsperiode führt. Pflanzen können auch ihr Verbreitungsgebiet nach Nord-Osten und in höhergelegene Gebiete verschieben, um somit eine relative Standortkonstanz zu erreichen. In vorherigen Studien konnte gezeigt werden, dass diese Veränderungen sehr artspezifisch sind, und es ist nicht klar, was diese artspezifischen Unterschiede bedingt. Veränderungen in der Phänologie und in der Verbreitung führt zu einer Erhöhung des Risikos durch Spätfrost, da Spätfrostereignisse auch bei wärmeren Temperaturen möglich sind, umso häufiger an nördlicheren oder höhergelegenen Standorten. Funktionelle Pflanzenmerkmale beschreiben fundamentale Eigenschaften von Pflanzen, die einen guten Einblick in deren Ökologie und Leistungsfähigkeit bieten. In diesem Projekt postuliere ich, dass Frostresistenz (FR) ein Schlüsselmerkmal in der funktionellen Pflanzenforschung ist. Bislang wurde FR weitestgehend vernachlässigt trotz ihrer fundamentalen Bedeutung für das Überleben von Pflanzen, wohlmöglich da sie aufwändig zu messen ist. Ich will die folgenden zwei Hypothesen in meinem Projekt überprüfen: 1. Die Fähigkeit einer Art ihr Frühjahrsphänologie früher zu beginnen hängt von ihrer Fähigkeit Spätfrostereignisse zu tolerieren ab, da diese zu großen Schäden führen würden. 2. Die Fähigkeit einer Art ihr Verbreitungsgebiet zu verschieben (in Nord-Östlichere oder höherliegende Gebiete) hängt von ihrer Fähigkeit Spätfrostereignisse zu tolerieren ab, da diese dort häufiger vorkommen. Parallel dazu analysieren wir andere funktionellen Pflanzenmerkmale, die in einem Zusammenhang mit der Leistungsfähigkeit einer Art stehen und häufig in Studien aufgenommen werden, um die Bedeutung der FR heraus zu stellen. Ich werde in meinem Projekt diese zwei Hypothesen miteinander verbinden und Daten mit großer geographischer Ausdehnung sowie entlang von Höhengradienten aufnehmen und auswerten. Wir ziehen dafür bereits publizierte Daten im Rahmen einer Metaanalyse heran und erheben Daten in einem Netzwerk von Botanischen Gärten auf der Nordhemisphäre, in dem bereits die Phänologie krautiger Arten standardisiert aufgenommen wird. Diese Feldforschung wird mit einem Gewächshausexperiment komplementiert, wo wir die Temperatur gezielt manipulieren können und Pflanzen unterschiedlicher Herkunft verwenden können. Die Rolle der FR in Bezug auf die Veränderungen in Phänologie und Verbreitung zu klären wird uns dabei helfen, die Verbreitung und das Verhalten von Pflanzenarten unter sich weiter verändernden Bedingungen im Zuge des Klimawandels vorher zu sagen und somit Aussagen über zukünftige Biodiversitätsmuster treffen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen