Fenologie en risico op vorstschade

Waargenomen effect

Er kan een duidelijk verband aangetoond worden tussen de winter/lentetemperaturen en het uitlopen van knoppen (fenologie). Zo werd in de jaren ’90 al gerapporteerd dat eiken in het Verenigd Koninkrijk gemiddeld drie weken vroeger uitlopen dan in de jaren ’50. De bewijzen hiervoor zijn in de periode na 1990 alleen maar sterker en consistenter geworden.

In het Verenigd Koninkrijk werd deze temperatuurrespons voor verschillende boomsoorten gekwantificeerd. Hierbij wordt aangegeven hoeveel dagen een boomsoort vroeger uitloopt per graad stijging van de temperatuur in de periode januari – maart. Zo werd berekend dat dit voor beuk 3 dagen/°C bedraagt, 5.6 dagen/°C voor zomereik en 9.9 dagen/°C voor eenstijlige meidoorn (Read et al., 2009). Deze cijfers zijn consistent met de opvattingen van Badeck et al. (2004) die kleinere fenologische effecten verwachten bij eik en beuk omdat het laat uitlopende soorten zijn.

In de Schwäbische Alb (Duitsland) daarentegen werd voor het uitlopen van beuk in het voorjaar geen eenduidige reactie op de klimaatwijziging vastgesteld. Op lokale schaal werden verschillende trends gevonden. Ook in de lengte van de vegetatieperiode werden geen significante veranderingen waargenomen. Dit werd verklaard door de grote jaarlijkse variabiliteit in het uitlooptijdstip (wat wijst op de noodzaak aan lange tijdsreeksen van waarnemingen) en door belangrijke verschillen in standplaatsfactoren (expositie, bestandsstructuur, bodemkwaliteit,

waterbeschikbaarheid en genetische samenstelling), die kunnen interfereren met eventuele wijzigingen in fenologie (Kirchgässner, 2001).

Voor België zijn er de waarnemingen van het fenologisch observatienetwerk van het KMI (Demarée & Chuine, 2006) waarvan in Campioli et al. (2012) een analyse werd gemaakt.

Figuur 25. Datum van bladontluiking en bladval voor 6 boomsoorten in Blanmont (centraal België) (1955-1999): Corylus avellana L., hazelaar; Betula pendula Roth, ruwe berk; Quercus robur L., zomereik; Fraxinus excelsior L., Es; Cytisus laburnum L., gouden regen; Aesculus hippocastanum L., paardekastanje.

Deze data komen van het observatienetwerk van het KMI (Demarée & Chuine 2006). Voor geen van deze soorten is de bladontluiking significant gecorreleerd met de tijd. Bladval kent, voor zomereik en es, een negatieve correlatie met de tijd (p<0.05). (Bron: Campioli et al., 2012)

Voor de 6 onderzochte boomsoorten kon voor wat betreft bladontluiking geen verband met de tijd worden aangetoond. Uit de NARA-indicator bladfenologie (Van der Aa, 2015 - in voorbereiding) blijkt dat voor de korte tijdsreeks fenologische waarnemingen van het INBO in Vlaanderen ook nog geen correlatie met de tijd gevonden wordt, maar wel met de temperatuur (zie 2.3.6.1.3).

In theorie verlengt het vervroegen van het uitlopen van bomen ook het groeiseizoen, zodat vroeger uitlopen zou kunnen leiden tot een stijging van de netto primaire productie. Verlenging van het groeiseizoen door vroeger uitlopen in de lente heeft hierbij een belangrijker impact dan later afstoten van de bladeren in de herfst, vanwege de hogere invallende zonne-energie in april in vergelijking met oktober. Deze wijziging in lente-fenologie kan echter een negatieve invloed hebben door verstoring van de synchroniciteit tussen verschillende trofische niveaus (bv. eik, rups, koolmees; zie Visser et al., 1998) of door reductie van de hoeveelheid licht die op de bosbodem valt, wat gevolgen kan hebben voor de bosflora (bv. boshyacint, bosanemoon, heelkruid). Dit kan bijgedragen hebben aan de achteruitgang van enkele karakteristieke bosplanten.

Vervroegd uitlopen kan het risico op schade door late voorjaarsvorst doen toenemen. In tegenstelling tot het vroeger uitlopen van bomen, kan er in het Verenigd Koninkrijk nl. geen gelijklopende trend vastgesteld worden in het tijdstip van optreden van late lentevorst (< -2 °C, temperatuur waarbij risico op celbeschadiging ontstaat). In het kader van adaptatiemaatregelen zou daarom aandacht moeten besteed worden aan laat uitlopende soorten en herkomsten, waardoor het risico op vorstschade beperkt wordt.

het uitblijven van koude tijdens zachte winters (Murray et al., 1989).

Afgezien van een invloed op het uitlopen van bomen in het voorjaar, wordt ook de frequentie van zaadjaren mee bepaald door weerfactoren. Goede mastjaren bij beuk komen volgens de literatuur ongeveer om de 4 – 6 jaar voor. Uit langlopend INBO-onderzoek in het Zoniënwoud, blijkt echter dat goede zaadjaren er tegenwoordig ongeveer om de 2 jaar optreden. Een vergelijkbare stijging in de frequentie van goede zaadjaren bij beuk wordt in verschillende Europese landen waargenomen. Uit het INBO-onderzoek blijkt (Figuur 26) dat de maximum julitemperatuur een belangrijke sturende factor is: een warme julimaand (gem. tmax° in juli > lange termijn gemiddelde max.

julitemperatuur) is een belangrijke trigger voor het optreden van een goed zaadjaar in het daarop volgende jaar. Warmere zomers kunnen bij beuk dus leiden tot een toename in de frequentie van goede zaadjaren.

Figuur 26. Zaadproductie in een beukenbestand in het Zoniënwoud versus de gemiddelde maximumtemperatuur in juli in het voorafgaande jaar over de periode 1995-2011. De blauwe lijn geeft het lange termijn gemiddelde van de max. julitemperatuur weer (bron: P. Roskams, INBO – eigen data).

Verwacht effect

Het lijkt op het eerste gezicht logisch dat stijgende temperaturen zouden leiden tot een verminderd risico op late lentevorst. Late voorjaarsvorst blijkt echter zeer onvoorspelbaar en er zijn weinig aanwijzingen dat de datum van de laatste lentevorst tijdens de laatste decennia significant zou veranderd zijn, m.a.w. het risico op late voorjaarsvorst is onveranderd gebleven. Het tijdstip waarop bomen in het voorjaar uitlopen daarentegen valt wel steeds vroeger. Als deze trend tot steeds vroeger uitlopen zich zou doorzetten, wat volgens verschillende modelleringen effectief het geval zal zijn, en zich tegelijkertijd geen verandering zou voordoen in de datum van de laatste lentevorst, zal het risico op schade door late voorjaarsvorst toenemen (Read et al., 2009).

Nood aan een koudeperiode

Verschillende boomsoorten hebben in de loop van het jaar een koudeperiode nodig, bijvoorbeeld voor het doorbreken van de kiemrust van zaden. Enkele soorten, zoals zwarte els en grove den, hebben zaden die een ‘oppervlakkige rustperiode’ (shallow dormancy) doormaken. Hierbij kiemt een variabel aandeel van de zaden bij een verschillende temperatuur en alle zaden kiemen na een relatief korte ‘pre-afkoelingsperiode’ (pre-chill), die een versnelde kieming stimuleert. Als klimaatwijziging zou leiden tot hogere herfsttemperaturen, bestaat het risico dat deze boomsoorten te vroeg in de herfst zouden kiemen en kwetsbaar worden voor wintervorst.

De inheemse boom- en struiksoorten die een ‘diepe rustperiode’ doormaken lopen echter het meeste risico op vorstschade, zoals bijna alle loofboomsoorten (gewone es, beuk, zoete kers, …), maar ook jeneverbes en hulst. Hun zaden hebben een relatief lange en ononderbroken periode van koud, vochtig weer nodig om te kiemen. Warmere en/of kortere winters, gevolgd door sneller stijgende lente- en zomertemperaturen als gevolg van klimaatwijziging, zouden leiden tot problemen met de natuurlijke verjonging van deze soorten. Er bestaat wel redelijk wat variatie tussen populaties en individuen wat de noodzakelijke koudeperiode betreft. Dit zou ertoe kunnen leiden dat meer zuidelijke herkomsten, die minder winterkoude nodig hebben, beter aangepast zouden zijn aan het toekomstige klimaat en daardoor bevoordeligd zouden worden ten opzichte van de huidige, autochtone herkomsten (Read et al., 2009).

Bij de constructie van fenologiemodellen wordt vaak zo’n koudevoorwaarde ingebouwd. Fu et al. (2012) vonden voor de KMI-dataset dat de fenologiemodellen die geen koudevoorwaarde hadden de beste weergave waren van de werkelijkheid. Zij suggereren daarom dat in de Belgische omstandigheden tot op heden nog steeds voldaan wordt aan die koudevoorwaarde.