Niekwestionowana zmiana klimatu – wyrażająca się m.in. wzrostem temperatur powietrza, zarówno w skali globalnej, jak i regionalnej – jest przyczyną szeregu zmian w środowisku przyrodniczym. Rośliny są jednym z bardziej wrażliwych na te perturbacje elementów ekosystemu ziemskiego. Stąd też w ostatnich latach wzrosło zainteresowanie wynikami obserwacji fenologicznych, polegających na notowaniu kolejnych, wyraźnie zaznaczających się faz w rozwoju roślin. Jak pokazują badania prowadzone w IMGW-PIB, podnoszące się średnie temperatury poszczególnych sezonów zaczynają wyraźnie oddziaływać na przyrodę również w naszym kraju.
AUTORZY:
Małgorzata Kępińska-Kasprzak, IMGW-PIB/Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, Zespół Prognoz Specjalistycznych
Joanna Chmist-Sikorska, IMGW-PIB/Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, Zespół Prognoz Specjalistycznych
Warunki pogodowe i klimatyczne mają istotny wpływ na początek kolejnych faz fenologicznych – stąd ich przebieg cechuje wyraźna zmienność w czasie i zróżnicowanie w przestrzeni. W klimacie o wyraźnej sezonowości, takim jaki panuje w Polsce, roślinność przystosowuje się do zmieniających się warunków poprzez swoje fazy rozwojowe, aby w pełni wykorzystać zasoby klimatu w rocznym cyklu wegetacyjnym. Dlatego też dane fenologiczne umożliwiają śledzenie zarówno tempa zmiany klimatu, jak i wskazanie obszarów, na których zmiany te zaznaczają się najwyraźniej.
Dotychczasowe badania wskazują, że w Europie najsilniejsza reakcja roślin na temperaturę powietrza występuje wiosną. Dzieje się tak, ponieważ wczesne gatunki są bardziej wrażliwe na zmiany/wahania temperatury. Obserwujemy również większą korelację występowania wczesnowiosennych faz rozwoju roślin z temperaturą powietrza niż ma to miejsce w pozostałych porach fenologicznych. Związane jest to prawdopodobnie z większą z roku na rok zmiennością temperatur wiosną niż latem. Zmiany zachodzą również, jeśli chodzi o jesień, przy czym nie są one jednoznaczne. Z jednej strony, na skutek ocieplenia, obserwuje się przyspieszone dojrzewanie gatunków owoców będących oznaką wczesnej jesieni, z drugiej – odnotowuje się opóźnione wybarwianie, a następnie opadanie liści, czyli zjawisk, które oznaczają pełnię jesieni. Dodatkowym utrudnieniem w ocenie związku pomiędzy temperaturą powietrza a fazami jesiennymi jest fakt, że na termin początku faz o tej porze roku mają również wpływ takie czynniki jak opady atmosferyczne, silny wiatr czy też wczesno-jesienne przymrozki.
Od 2007 roku na stacjach synoptycznych IMGW-PIB prowadzi się obserwacje fenofaz wybranych roślin dziko rosnących. Zgromadzone dane pozwalają na wyznaczanie początku tzw. fenologicznych pór roku (zaranie wiosny, wczesna wiosna, pełnia wiosny, wczesne lato, lato, wczesna jesień, jesień), jak i odchylenia początku pory w danym roku od średniej z całego okresu obserwacji. Na podstawie tych informacji prowadzi się m.in. analizy dotyczące przesunięcia wczesno-wiosennych i jesiennych pór roku. Wcześniejsze badania wykazały, że na początek danej fazy rozwoju rośliny, i co za tym idzie fenologicznej pory roku, najsilniejszy wpływ wywiera temperatura poprzedzających 2-3 miesięcy. Przeciętnie termin początku zarania wiosny przypada w Polsce na marzec, wczesnej wiosny na kwiecień, natomiast początek jesieni obejmuje okres od końca września do pierwszych dni listopada. Dlatego też, aby wskazać na ewentualne przesunięcie wiosennych czy jesiennych pór roku, konieczna jest analiza zmiany temperatur mających wpływ na stan wegetacji roślin. W tym celu dla wszystkich posiadanych obserwacji fenologicznych, tj. od 2007 roku, porównano dane termiczne z dwóch okresów (2007-2016 i 2007-2021) dla miesięcy styczeń-marzec (poprzedzających wczesno-wiosenne pory roku) oraz sierpień-październik (poprzedzających pory jesienne).
Cieplejszy klimat – wczesna wiosna
Porównanie średnich temperatur między wspomnianym 10- i 15-leciem wskazuje na stopniowy wzrost wartości na poszczególnych stacjach – okresy poprzedzające fenologiczna wiosnę i jesień stają się więc coraz cieplejsze. Wzrost temperatur w okresie przełomu zimy i wiosny był najniższy na południowym wschodzie Polski i wyniósł około 0,1oC, a lokalnie pozostał bez zmian. Natomiast największe różnice w miesiącach styczeń-marzec odnotowano na północy (0,2-0,3oC). Ten wydawałoby się niewielki wzrost temperatur spowodował już dostrzegalne zmiany w świecie roślinnym.
Przyglądając się mapom początku zarania wiosny w latach 2007-2016 i 2007-2021, można zauważyć, że na północy kraju, w szczególnie na północnym zachodzie, powiększył się obszar, na którym zaranie wiosny zaczyna się ostatnio wcześniej. W pasie nadmorskim i na Pojezierzu Pomorskim przyspieszenie to wyniosło 2-5 dni. Na Podlasiu i w centrum kraju zaranie wiosny zaczyna się ostatnio wcześniej o około 2 dni, a na południu Polski o 1-2 dni.
Wzrost temperatur w ostatnim okresie wpłynął również nieznacznie na niewielkie przyspieszenie wczesnej wiosny w Polsce centralnej i zachodniej, ale tu wyniosło ono tylko około 1 dzień. Przyczyn należy upatrywać w tym, że wzrost temperatury w marcu, który ma największy wpływ na początek wczesnej wiosny, w ostatnich latach był nieznaczny (średnio 0,1oC) w porównaniu do wzrostu temperatur w styczniu i lutym (o około 0,5oC). Wskazuje to bezpośrednio na coraz cieplejszy koniec zimy. Fakt ten ma bardzo istotne znaczenie dla coraz wcześniejszego początku wegetacji.
Ciepła zima toruje drogę dla wiosny
Identyczna sytuacja miała miejsce w bieżącym roku. Styczeń 2023, pod względem termicznym, na obszarze prawie całego kraju sklasyfikowano jako skrajnie ciepły. Średnia temperatura powietrza była wyższa aż o 4,0oC od średniej z wielolecia 1991-2020 dla tego miesiąca (na podstawie danych z 50 stacji synoptycznych). Luty należał do umiarkowanie ciepłych ze średnią temperaturą wyższą o 1,7oC od średniej. Spowodowało to bardzo duże przyspieszenie zarania wiosny. Na południowym zachodzie Polski, po okresie zimowego spoczynku, wegetacja ruszyła już pod koniec lutego. Oznaczało to, że zaranie wiosny rozpoczęło się tu około 10 dni wcześniej niż przeciętnie, a lokalnie na Wyżynie Małopolskiej nawet ponad 2 tygodnie wcześniej. Natomiast pomimo, że marzec był dosyć ciepły, to bardzo chłodny kwiecień spowodował spowolnienie rozwoju wegetacji i kolejne wiosenne pory roku już nie rozpoczęły się istotnie wcześniej niż przeciętnie.
Złota polska jesień w listopadzie?
Obserwowany wzrost średnich temperatur powietrza w okresie wczesnojesiennym znalazł swoje wyraźne odzwierciedlenie w przesunięciu początku jesieni, wyznaczanej na podstawie daty żółknięcia liści, a następnie początku ich opadania. W okresie 2007-2016 fenologiczna jesień na większości obszaru kraju zaczynała się w ostatniej dekadzie października, choć w Polsce środkowej jej początek obserwowaliśmy znacznie wcześniej, lokalnie już w połowie września. Tymczasem w ostatnich latach, na skutek cieplejszych od normy miesięcy na przełomie lata i jesieni, obserwuje się dłuższą wegetację i późniejszy moment przechodzenia w stan spoczynku zimowego. W Polsce środkowej to opóźnienie wynosi 1-4 dni, na krańcach północno-wschodnich 1-2 dni.
Wyjątkową sytuację pod tym względem zaobserwowano w bieżącym roku, w którym zarówno wrzesień, jak i październik cechowały się nadzwyczajnie wysokimi temperaturami. Skrajnie ciepły okazał się wrzesień, ze średnią temperaturą powietrza wyższą aż o 3,9oC od normy. Bardzo ciepły, a miejscami skrajnie ciepły był też październik, z temperaturą o 2,1oC wyższą od średniej z wielolecia. Większość roślin bardzo długo pozostawała zielona, a na balkonach nadal można było zaobserwować w pełni kwitnące rośliny doniczkowe. Żółknięcie liści brzozy i lipy odnotowywane w ramach sieci fenologicznej, było najpóźniejsze od początku obserwacji (tj. od 2007 roku). W porównaniu do ubiegłego roku opóźnienie to wyniosło średnio w Polsce aż 10 dni, co w przypadku fenologii stanowi bardzo długi okres. Również znacznemu przesunięciu uległ początek opadania liści (4-7 dni). Proces ten ostatecznie przyspieszył dopiero w listopadzie, na skutek silnych opadów atmosferycznych i wiatru. W chwili obecnej jeszcze ciągle gromadzone są dane obserwacyjne dotyczące początku fenologicznej jesieni, ale wstępne analizy pokazują, że na większości obszaru Polski mieliśmy do czynienia ze znacznym opóźnieniem tej pory roku w stosunku do średniej wielolecia.
Jak pokazują badania prowadzone nad długością okresu wegetacyjnego w Europie, wczesno-wiosenne fazy rozwojowe roślin, będące równocześnie wyznacznikiem początku okresu wegetacyjnego, mimo swojej dużej rozpiętości, co do terminów, mają w ostatnich latach tendencję do wcześniejszego występowania. Równocześnie obserwowane w niektórych regionach niewielkie opóźnienie końca wegetacji, w połączeniu z wyraźnie wcześniejszym jej początkiem, wpływa na stopniowe wydłużanie się okresu wegetacyjnego, co jest wiązane z notowanym ocieplaniem się klimatu. Tą samą tendencję obserwuje się również w Polsce. Oprócz pewnych pozytywnych aspektów wydłużenia okresu wegetacyjnego, takich jak możliwość wprowadzania nowych upraw, zjawisko to może powodować poważne zakłócenia ekosystemowe, m.in. problemy z zapylaniem, wzrost presji ze strony szkodników (większa ilość pokoleń) i chorób oraz chwastów, co wiążę się z koniecznością zwiększenia stosowania środków ochrony roślin itd. Zatem to, co cieszy większość z nas, czyli wcześnie rozwijająca się zieleń na wiosnę i długa, ciepła i kolorowa jesień, może okazać się niezbyt korzystne z punktu widzenia zarówno ekosystemu, jak i bezpieczeństwa żywnościowego w przyszłości.
Zdjęcie główne: Davide Ragusa | Unsplash.
