Klima & Temperatur Flashcards
Geländeklima
= pflanzenwirksames Klima
gemessen in 20 cm Höhe über dem Substrat
Einstrahlungstypus
• In den Äquator nahen Bereichen ist der Anteil der direkten Strahlung gegenüber der diffusen Strahlung am höchsten
• Energiezufuhr nimmt mit dem Einfallswinkel der Sonnenstrahlen zu:
Sommer - Einfallswinkel groß, im Juni an klaren Tagen: 1,113 cal/cm²
Winter - Einfallswinkel klein, im Dezember an klaren Tagen: 0,240 cal/cm²
• Zu den Polen hin verändert sich der Einfluss der Strahlung mit abnehmender Breite - diffuse Strahlung nimmt ab,
- direkte Strahlung nimmt zu mit zunehmender Breite - diffuse Strahlung nimmt zu
- direkte Strahlung nimmt ab
Ausstrahlungstypus
• Ausstrahlung in Form der Infrarot-Wärmestrahlung (l = ca. 10 µm)
• In unseren Breiten besonders in klaren Nächten bemerkbar
• Ausstrahlung im Winter wegen niedriger Bodentemperaturen geringer, aber wegen der längeren Winternächte insgesamt in der Summe
größer, deshalb ist im Winter die Abkühlung stärker
• Vegetation kann die Ausstrahlung herabsetzen
Abhängigkeit der Strahlungsintensität
- Breitengrad
- Inklination
- Exposition
infolge der Erdachsenneigung (im Bezug zur Ekliptik) sind auf der Südhemisphäre die Nordhänge, auf der Nordhemisphäre die Südhänge strahlungsbegünstigt
tiefe Temperaturen (Frost) gefährden die Pflanzen z. B. durch Frosttrocknis
Abhärtung gegen niedrige Temperaturen
physiologische Schutzstrategien
morphologische Schutzstrategien (Raunkiaersche Lebensformen)
Phänologie der Jahreszeiten - Definitionen
Die zeitliche Festlegung für den mittleren Beginn verschiedener
Entwicklungsstadien erfolgt nach:
- Laubentfaltung
- Blütezeit
- Fruchtreife
Der Beginn der Apfelblüte gilt als der phänologische Frühlingsanfang
Frühling
Vorfrühling
Erstfrühling
Vollfrühling
Sommer
Frühsommer
Hochsommer
Herbst
Frühherbst
Spätherbst
Vorfrühling
vom Blühbeginn der Hasel bis zum
Blühbeginn der Narzissen
Erstfrühling
von der Laubentfaltung der Rosskastanie
bis zum Blühbeginn des Apfels
Vollfrühling
vom Blühbeginn des Berg-Ahorn bis zum
Blühbeginn des Pfaffenhütchens
Frühsommer
vom Blühbeginn des Winter-Roggens bis
zu dem des Ligusters
Hochsommer
vom Fruchtbeginn der Roten
Johannisbeere bis zu dem des Holunders
Frühherbst
vom Blühbeginn der Herbst-Zeitlosen bis
zur Fruchtreife der Rosskastanie
Spätherbst
von der Laubverfärbung des Spitz-Ahorns
bis zu der der Stiel-Eichen
Tropentag
Tmax ≥ 30°C
höchste Tagestemperatur mind. 30 °C
Tropennacht
Tmin ≥ 20°C
niedrigste Nachttemperatur mind. 20 °C
Sommertag
Tmax ≥ 25°C höchste Tagestemperatur mind. 25 °C
Vegetationstag
Tmittel > 5°C Mittlere Tagestemperatur über 5 °C
Frosttag
Tmin < 0°C niedrigste Tagestemperatur unter 0 °C
Eistag
Tmax < 0°C höchste Tagestemperatur unter 0 °C
Parametrische Definition
Die Vegetationszeit ist in Mitteleuropa im Jahresverlauf die Zeit, in der im langjährigen Mittel die durchschnittliche Tagestemperatur von +5,0 °C überschritten wird.
Annuelle
Einjährige Kräuter
von der Keimung bis zum Absterben
Biannuelle
Zweijährige Kräuter
vom Austreiben bis zum
Einziehen in die Überdauerungsorgane
Pluriannuelle
(Mehrjährige) Stauden
vom Austreiben bis zum Einziehen in
Überdauerungsorgane
Perennierend Laubwerfende
(ausdauernd Holzige) Bäume & Sträucher
vom Austreiben bis zum Blattfall
Perennierend Immergrüne
(ausdauernd Holzige) Bäume & Sträucher
vom Beginn bis zum Stillstand des
aktiven Wachstums
Lebensformen nach Raunkiaer
Mit den Lebensformen werden morphologische Anpassungsstrategien beschrieben, die Pflanzen zum Schutz ihrer Überdauerungsknospen vor allem im Hinblick auf die klimatische Gegebenheiten ihrer Wuchsorte entwickelt haben. Man unterscheidet nach Lage der Erneuerungsknospen!
(Tabelle)
Therophyten
(Kräuter)- keine ausdauernden Achsenorgane, keine Erneuerungsknospen
=> Überdauerung ungünstiger Jahreszeiten als Samen im Boden
Geophyten
(Stauden) - Erneuerungsknospen in der Erde => Schutz durch die schlecht Wärme leitende Schneedecke => Schutz durch den Erdboden Zwiebelgeophyten (Lauch-Arten = Allium) Rhizomgeophyten (Wind-Röschen = Anemone)
Hemikryptophyten
(Stauden)
- Erneuerungsknospen unmittelbar am Boden
=> Schutz durch die schlecht wärmeleitende Schneedecke
=> Schutz durch ältere Pflanzenteile, Falllaub
Rosettenpflanzen (Löwenzahn = Taraxacum)
Ausläuferpflanzen (Erdbeere = Fragaria)
Schaftpflanzen (Brennessel = Urtica)
Chamaephyten
(Halb-, Zwergsträucher & Spaliersträucher)
- Erneuerungsknospen knapp oberhalb des Bodens
=> Schutz durch die schlecht wärmeleitende Schneedecke
Spaliersträucher (Besenheide = Calluna)
Phanerophyten
Gehölze
(Bäume und Sträucher)
- Erneuerungsknospen oberhalb der schützenden Schneeschicht
=> frostresistente Apikalmeristeme, derbe Knospenschuppen
Bäume (Roßkastanie = Aesculus)
Sträucher (Holunder = Sambucus)
Thermische Vegetationszonen der Erde
Arktisch Boreal Nemoral Meridional Tropisch Austral Antarktisch
Zonale Vegetation
Unter dem Einfluss des Makroklimas entwickeln sich auf allen mittleren Standorten charakteristische Vegetationseinheiten. Man bezeichnet
diese als zonale Vegetationstypen, sie bilden die makroklimatisch bedingten Vegetationszonen.
Extrazonale Vegetation
In einer Vegetationszone können auf klimatisch extremen Standorten Vegetationstypen benachbarter Klimazonen auftreten. Diese Vorkommen von Vegetationseinheiten außerhalb ihres zonalen Areals in anderen Vegetationszonen bezeichnet man als extrazonale Vegetation.
Azonale Vegetation
Manche Dauergesellschaften werden nicht vom Klima einer Vegetationszone, sondern vor allem von einem dominanten und extremen edaphischen (= bodenkundlichen) Standortfaktor geprägt.
Diese Vegetation zeigt daher keine oder nur eine sehr schwache Bindung an bestimmte Vegetationszonen. Sie wird deshalb als azonale Vegetation bezeichnet
• Sandvegetation
• halophytische Küstenvegetation
• Auenvegetation
• Schwermetallvegetation
Same
- Dormanz = Samenruhe, Keimruhe
- Samenruhe artspezifisch
- Samenruhe muss vor der Aussaat gebrochen sein
- Beendigung durch Feuchte, Temperatur, Licht
- Stratifikation = künstlicher Bruch der Samenruhe
- Ende der Dormanz
Aussaat
• bei optimalen Wachstumsbedingungen
Stratifikation
• Förderung der Samenkeimung durch Kälteeinwirkung
(insbesondere feuchte Kälte)
• in Klimazonen mit saisonalen Temperaturunterschieden
werden Samen erst im Anschluss an Kälteperioden keimungsbereit
• Samenruhe (= Dormanz) muss vor der Keimung überwunden werden
• Dormanz wird durch Inhibitoren ausgelöst,
diese werden in der Kälte allmählich abgebaut
➔ Keimung wird möglich
➔ Keimung erfolgt daher nicht vor dem Anbruch von Kälteperioden
Keimung (hypogäisch, epigäisch)
• bei Samen - Start des Keimlingswachstums - Austritt der Keimwurzel aber auch • bei Rhizomen, Knollen, Zwiebeln - Schossungsbeginn des Sprosses • bei Pollen - Wachstum des Pollenschlauches • bei Sporen - Wachstum des Gametophyten der Sporenpflanze (z. B. Vorkeim eines Farns, eines Schachtelhalmes, eines Mooses) - Wachstum der Hyphen des Pilzes
Vernalisation
= Schossungsauslösung
Auslösung des Schossens nach der Einwirkung einer längeren Kälteperiode
= exogenes Umweltsignal infolge einer (längeren) Kälteeinwirkung
- Optimum der Kältebehandlung: 1-7 °C für 1-3 Monate
- Sprossung und Blühbeginn müssen nicht unmittelbar anschließend erfolgen (auch Einfluss der Tageslänge)
➔ inhibiert (verhindert) vorzeitige Schossung (Austrieb)
vor dem Wintereinbruch
- durch niedrige Temperaturen (natürlich und künstlich)
- durch Licht (Tageslänge, Gewächshaus)
Auslösung des Schossens (Spross-Streckung)
• erwünscht - wenn Blüte erwünscht
z.B. bei Fruchtgemüsen
z.B. bei Winter-Getreiden (Winter-Weizen, Winter Gerste)
➔ Aussaat im (noch wärmeren) Herbst
➔ Schossung nach der winterlichen Kälteperiode
➔ biannuelle Pflanzen werden im Rosettenstadium vernalisiert
• unerwünscht - wenn Blüte unerwünscht z.B. bei Zuckerrübe
➔ Aussaat (drillen) im Frühjahr
➔ regulär
nach Aussaat erfolgt nur die Rübenbildung
➔ irregulär
nach Aussaat vorzeitige Schossung infolge von Spätfrösten
Auslösung des Blühens
(= Blühinduktion)
• Förderung der Blühfähigkeit erfolgt vor allem durch die Tageslänge
(wichtig dabei v.a. die Dauer der Dunkelperiode =Weihnachtsstern)
Kältestress
- schon ab Temperaturen unter +10 °C
- alle Pflanzen in den Wachstumsphasen
Kältesensitive Arten
- abhängig von der Tiefe der Temperatur und der Dauer der Einwirkung
- Tropenpflanzen haben unter +10 °C bereits Kältestress
- Veränderungen der Membran-Durchlässigkeit
- Hemmung der Photosynthese
Frostsensitive Arten
- Hauptschadwirkung durch Bildung von Eiskristallen
- intrazelluläre Eiskristalle zerstören mechanisch zelluläre Strukturen
- extrazelluläre Eiskristalle wirken dehydrierend durch Wasserentzug aus der Vakuole
Frosttolerante Arten
- Vorhaltung bzw. Anreicherung von Frostschutzmitteln (z. B. Saccharide, organische Säuren)
- kältestabile Phospholipide in den Biomembranen
- prophylaktische Entwässerung
- Beispiele weiterer „Schutzmaßnahmen“
- Knospenschuppen
- Laubfall
- geeignete Lebensform (➔ Raunkiaer)
Allgemein gilt
wasserarme Gewebe mit geringer Stoffwechselaktivität (Samen!) sind erheblich kälteresistenter als zarte, aktive Gewebe, z. B. in jungen Blättern, Gipfelknospen und Wurzelspitzen. Die Frostempfindlichkeit einer Pflanze und ihrer Teile ist nicht konstant, sondern ändert sich mit dem Alter und im Jahresverlauf
Klima
• geographische Anbaugrenzen
= Breitengrade (Wein, Weizen, Roggen)
= Tageslänge (Soja, Sonnenblumen)
= Länge der Vegetationsperiode (Grünlandwirtschaft)
• orographische Anbaugrenzen
= Höhenstufen (Ackerbau)
= Länge der Vegetationsperiode (Grünlandwirtschaft)
Temperatur
- Keimruhe ➔ Saatzeitpunkt (Sommer- / Wintergetreide)
- Stratifikation ➔ Saatzeitpunkt (viele Obstgehölze, Gemüse)
- Vernalisation ➔ Schossung (Wintergetreide, Zuckerrüben)
