Der Frühling von 2012 war der früheste, der in den Vereinigten Staaten seit 1900 aufgezeichnet wurde. In vielen Staaten kamen die Zeichen des Frühlings fast drei bis vier Wochen früher als erwartet. Ungewöhnliche Wärme führte zu ungewöhnlich frühen Blüten, besonders an Fruchtbäumen im Nordosten und in der Region der Großen Seen. Beobachter in Massachusetts und Wisconsin berichteten, dass die Blüte früher kam, als Henry David Thoreau bemerkte, als Pflanzen in der Nähe von Walden Pond in den 1850s aufblühten oder seit Aldo Leopold die Blühzeiten bei "The Shack" in Sauk County in den 1930s und '40s.

In dem, was als Charakteristikum des Klimawandels erkannt wurde - ungewöhnliche Variabilität - wurde den außergewöhnlich frühen warmen Temperaturen schlagartig ein hartes Einfrieren gefolgt.

"Wir dachten, 2010 wäre komisch. Aber 2012 war wirklich komisch ", sagt Jake Weltzin, Executive Director des National Phenology Network der USA.

Ungewöhnlich frühe Erwärmung, bekannt als "falscher Frühling", wird immer häufiger, wenn sich das Klima ändert. Ihre Auswirkungen werfen auch zunehmende Besorgnis auf. Denn wenn warme Temperaturen frühzeitig schlummernde Pflanzen und Tiere erwecken, können sie das Timing saisonaler Ereignisse, die für ein ganzes ökologisches Nahrungsangebot entscheidend sind, aus dem Gleichgewicht bringen. Die Ergebnisse können sowohl wilden als auch kultivierten Arten verheerende Schäden zufügen. Falsche Frühlingsereignisse haben in amerikanischen Obstkulturen enorme Verluste verursacht, große Waldflächen beschädigt und empfindliche kalifornische Schmetterlingsbestände dezimiert.

Eindeutiger Trend zum früheren Frühling

Naturforscher und Naturwissenschaftler, Landwirte und Gärtner haben seit langem bemerkt, wenn Pflanzen jedes Jahr ausbluten und knospen - ein Teil der Studie von saisonalen Ereignissen, die als bekannt sind Phänologie. Wissenschaftler und lässigere Hinterhofbeobachter haben in den vergangenen 50- bis 100-Jahren eine anhaltende Verschiebung in Richtung früherer Quellen in ganz Nordamerika beobachtet. Gleichzeitig haben immer mehr wissenschaftliche Studien das fortschreitende Auftreten von Knospen, Blüten und Winterschlaftieren dokumentiert.

Seit den frühen 1900s haben sich etwa zwei Drittel der untersuchten Arten in Richtung Frühjahrsblüte, -züchtung oder -migration verschoben. Dies gilt für jede größere untersuchte Artengruppe, einschließlich Amphibien, Vögel, Fische, Wirbellose und Säugetiere sowie Bäume, nichtgewachsene Pflanzen, Korallen und Plankton. Laut Camille Parmesan, Professorin an der Universität von Texas in Austin, sind diese Veränderungen auf allen großen Kontinenten und Ozeanen zu beobachten, deren Forschung sich auf die biologischen Auswirkungen des Klimawandels konzentriert.

Frühe Knospen und Blüten, die durch harten Frost getötet wurden, können für den Rest des Jahres bedeuten, dass Blumen und Früchte ausfallen. Das National Phenology Network der USA sammelt Blat-out- und Bloom-Daten sowie Informationen darüber, wann Arten aus den USA wandern und sich fortpflanzen , hat bestätigt, dass der fortschreitende Beginn des Frühlings und steile Verschiebungen zwischen warmen und kalten Temperaturen Teil der laufenden Trends sind. Während das Netzwerk offiziell in den mittleren 2000s etabliert wurde, stammen die Beobachtungen, die von seinen beitragenden Wissenschaftlern und Freiwilligen aufgezeichnet wurden, aus den 1950s.

Einige der am längsten laufenden Aufzeichnungen, die das Erstblattwachstum von Geißblatt und Flieder über die unteren 48-Zustände beschreiben, zeigen eine merkliche Verschiebung hin zu früheren Daten seit den 1980s. Wie die Temperaturen, die im Rahmen der Forschung zum Klimawandel aufgezeichnet wurden, zeigen die Leaf-out-Daten von Jahr zu Jahr eine große Variabilität, aber der Trend ist eindeutig - frühere wärmere Temperaturen und frühere erste Knospen und Blüten.

Während gelegentliche falsche Quellen nicht neu sind, ist das, was in den letzten Jahren neu ist, die Kombination von zunehmend wärmeren Quellen und extremen Temperaturschwankungen, insgesamt kürzeren Zeiten im Herbst und Winter bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und den veränderten Niederschlagsmustern im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel.

Die Herbst- und Winterwarmen in 2010 und 2012 zum Beispiel waren länger als andere. Dieses Phänomen erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Pflanzen vorzeitig aus der Keimruhe hervorgehen und junge Blätter, Knospen und Blüten bilden. Wenn auf ungewöhnlich milde Temperaturen und darauffolgendes Pflanzenwachstum eiskalte Temperaturen folgen, können frühe Knospen und Blüten, die durch einen harten Frost getötet werden, für den Rest des Jahres das Ausbleiben von Blüten und Früchten bedeuten. Zusätzlich zu den akuten Auswirkungen auf fragile Pflanzenteile kann eine frühe Erwärmung auch Probleme verursachen, indem die Winterkühlperiode verkürzt wird, viele Pflanzensamen für die richtige Keimung benötigt werden, Pflanzen für Knospung und Blüte benötigt werden und Winterschlaftiere ihre jährlichen Zyklen in gute Gesundheit.

Es gibt einen Ripple-Effekt auf Ökosysteme

Die Aussicht auf ein Einfrieren, nachdem eine Pflanze ausgeblütet, geblüht oder Früchte gesetzt hat, stellt die Landwirte vor offensichtliche Probleme. Die falsche 2007-Quelle zum Beispiel traf landwirtschaftliche Nutzpflanzen und Laubbäume im US-amerikanischen Mittelwesten bis in die südost- und mittelatlantischen Regionen besonders hart, was Ernteschäden - insbesondere von Obstbäumen und Beeren - zur Folge hatte, die eine Anfrage nach einer Katastrophenerklärung in North Carolina forderten . In 2012 wurden die Verluste bei Obstbaumkulturen in Michigan aufgrund der falschen Frühlingsblüte und Gefrierzyklen auf eine halbe Milliarde Dollar geschätzt.

Der Zeitpunkt der Blatt- und Blütenentwicklung hat Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem, da diese Veränderungen den Fluss von Pflanzensaft, Nektar und Nährstoffen in Pflanzen anregen und so die Verfügbarkeit von Schutz und Nahrung für andere Organismen beeinflussen.

Eine falsche Quelle kann nicht nur die Pflanzen schädigen, die frühe Sprossen, Blätter oder Blüten hervorbringen, sondern auch andere Arten und ganze Ökosysteme. Der Zeitpunkt der Blatt- und Blütenentwicklung hat Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem, da diese Veränderungen den Fluss von Pflanzensaft, Nektar und Nährstoffen in Pflanzen anregen und so die Verfügbarkeit von Schutz und Nahrung für andere Organismen beeinflussen. Dies kann schwerwiegende Folgen haben, insbesondere wenn Arten aus dem Winterschlaf oder während der Migration auftauchen.

Die Desynchronisation saisonaler Ereignisse wurde weltweit gemeldet, vom amerikanischen Südosten bis nach Neuengland und von den Rockies bis zum tibetischen Hochland und quer durch Europa. Rocky Mountain Murmeltiere sind aufgetaucht, um die Pflanzen zu finden, auf die sie angewiesen sind, um Nahrung zu finden, die unter noch nicht vollständig geschmolzenem Schnee vergraben ist. Schmetterlinge in der kalifornischen Sierra Nevada haben sich in einer scheinbar frühlingshaften Wärme aus ihren Kokons gezerrt, um dann von dem darauffolgenden Einfrieren gefällt zu werden.

Eine Reihe von falschen Frühlingsereignissen trug zur Ausrottung einer Population von Ediths Schachbrettfalter in der Sierra Nevada in den 1980s und 1990s bei, da hohe Temperaturen die Zeit, in der die Schmetterlinge auftauchten, und das Blühen der Pflanzen, auf die sie angewiesen sind, für Nahrung, Hitze und Mangel an Feuchtigkeit ließ die Pflanzen austrocknen, wenn sich die Raupen ernähren mussten.

Ein anderer störender Effekt der falschen Feder ist der Schaden, den sie zur Pflanzen- und Baumabdeckung verursachen kann. Wenn ein falsches Einfrieren der Federn den Erfolg der Sommerblattabdeckung von Bäumen über weite Landschaftsstreifen erheblich reduziert, wie es in den USA in 2007 der Fall war, kann dies auch die Menge an Kohlenstoff und anderen Nährstoffen verringern, die diese Bäume verarbeiten können. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Bodengesundheit führen und auch die Gesundheit von Insekten und anderen Organismen gefährden, die auf den Nährstoffkreislauf der Pflanzen angewiesen sind.

Anthony Barnosky, Universität von Kalifornien, Berkeley Professor für integrative Biologie und Autor von Hitzschlag: Natur im Zeitalter der globalen Erwärmung - ein 2009-Buch, das die Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene Arten in freier Wildbahn untersucht - sagt, wenn man versucht, die Implikationen der globalen Erwärmung zu verstehen, einschließlich solcher, die mit dem falschen Frühlingsphänomen zusammenhängen. "Es gibt alle Arten von Komplexitäten, die wir genauer betrachten müssen", sagt er.

Versucht, frühere Quellen anzupassen

"Die primäre Antwort der Arten auf den Klimawandel ist, dass sie sich durch die Landschaft bewegen und versuchen, ihren Klimaraum zurückzugewinnen", erklärt Barnosky. Mit anderen Worten: Sie versuchen Bedingungen zu finden, die denen der Orte entsprechen, an denen sie zuvor gediehen waren. Tatsächlich hat die Universität von Texas in Austin's Parmesan in 2013 berichtet, dass eine Zusammenfassung zahlreicher Forschungsstudien, die in den vergangenen 10-Jahren durchgeführt wurden, zeigt, dass seit den frühen 1900s ungefähr die Hälfte aller untersuchten Spezies ihre Bereiche näher an die Pole verschoben hat über 30 und 995 Meilen polwärts - oder aufwärts in der Höhe, so viel wie 1,300 Füße, kühlere Temperaturen suchend.

Vom Standpunkt der Nahrungsmittelproduktion versuchen Landwirte auf der ganzen Welt, sich auf die wachsende Wahrscheinlichkeit falscher Quellen einzustellen, indem sie Pflanzen pflanzen, die sowohl frühe Erwärmung als auch extreme Temperaturen und Feuchtigkeit berücksichtigen, sagt Sharon Muzli Gourdji, Postdoktorandin für Energie und Umwelt an der Stanford University . Weizensorten werden für die Hitzetoleranz und andere Variablen gezüchtet, die mit dem Klimawandel einhergehen, so dass sie die Erwärmungstemperaturen in den tropischen Regionen Asiens, Afrikas und Südamerikas sowie die Herausforderungen der Erwärmung und extremen Variabilität in der nördlichen Hemisphäre ertragen können. "Landwirte passen sich an", sagt Parmesan.

Inzwischen sind wilde Arten auf der Suche nach Bedingungen, die für ihren gesamten Lebenszyklus unter zunehmend unvorhersehbaren Umständen geeignet sind. Aber wenn Erfolg in einem bestimmten Lebensstadium von einem stetigen Übergang von den Bedingungen einer Jahreszeit zum nächsten abhängt - eine Progression falscher Frühling stört - dann fangen viele Arten an, auf Schwierigkeiten zu stoßen. "Die Phänologie könnte ein großes Problem sein", sagt Barnosky.

Der Konsens unter den Wissenschaftlern, die den Klimawandel untersuchen, besagt, dass die Störungen in den von uns beobachteten normalen saisonalen Temperatur- und Niederschlagsmustern, die durch den Aufbau von Treibhausgasen in Gang gesetzt wurden, noch lange auf sich warten lassen.

Laut Parmesan "haben wir noch keine Beweise für irgendwelche evolutionären Veränderungen, die darauf hindeuten, dass sich Arten an extreme Temperaturschwankungen anpassen", trotz der Tatsache, dass einige Arten möglicherweise bereits in der Lage sind, solche Extreme zu bewältigen. Einige Arten reagieren auf diese Veränderungen oder nehmen sie entgegen, erklärt sie, aber das bedeutet nicht unbedingt eine evolutionäre Anpassung. Weltzin verwendet im US National Phenology Network den Begriff "Anpassung".

Der Konsens unter den Wissenschaftlern, die den Klimawandel untersuchen, besagt, dass die Störungen in den von uns beobachteten normalen saisonalen Temperatur- und Niederschlagsmustern, die durch den Aufbau von Treibhausgasen in Gang gesetzt wurden, noch lange auf sich warten lassen. Selbst wenn es weltweit zu einem sprunghaften Rückgang dieser Emissionen kommen würde, würde sich das, was sich jetzt in der Atmosphäre befindet, die globalen Klimamuster noch in den kommenden Jahren beeinflussen. Angesichts dieser Realität werden frühe und falsche Quellen wahrscheinlich auch zunehmend vertraute Phänomene werden. Unter den nächsten Schritten der Wissenschaftler ist es also nicht nur zu lernen, wie Arten auf diese Ereignisse reagieren, sondern auch, wie sie vorhergesagt werden können.

Während die Vorhersage falscher Quellen wilden Arten nicht auf die gleiche Weise helfen kann wie die Landwirtschaft - oder die Grundursachen des Problems lösen kann - könnte dies den Weg zu Naturschutzbemühungen weisen, die zum Schutz einiger gefährdeter Arten beitragen könnten. Wie Parmesan über die Anpassungsstrategien der Landwirte sagte: "Es kann sehr wichtig sein, das richtig zu machen."

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf ENSIA

Über den Autor

Elizabeth Grossman ist eine unabhängige Journalistin und Autorin, die sich auf Umwelt- und Wissenschaftsfragen spezialisiert hat. Sie ist die Autorin von Chasing Molecules, High-Tech-Müll, Wasserscheide und andere Bücher. Ihre Arbeit wurde auch in einer Vielzahl von Publikationen erschienen, darunter Wissenschaftlicher Amerikaner, Yale e360, Washington Post, TheAtlantic.com, Salon, Die Nation, und Mutter Jones. Die gebürtige New Yorkerin hat einen BA in Literatur von der Yale University. Sie lebt jetzt eine Minute zu Fuß vom Willamette River in Portland, Oregon. Wenn sie nicht an ihrem Schreibtisch schreibt, geht sie auf Entdeckungsreise - Wandern, Camping, Paddeln, Skizzieren und Vögel beobachten.

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