Results of a first look into the Austrian animal phenological records

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Abstract:

The year to year variability and trends of animal phenological phases (honey bee, cockchafer, 3 butterfly species, swallow and cuckoo) of the Austrian phenological observational network were related to each other and to mean monthly temperatures over the time period 1951–1998. Insect phases were well correlated with each other (r = 0.4 to 0.6) and with temperature (r = 0.25 to 0.55), whereas both bird phases were only well correlated with each other (r = 0.57), but showed low common variance values with temperature and with other animal phases. The slope of the temperature-pheno regression, also termed as temperature sensitivity of the phenological phase, was high in the case of the insect phases (−3 to −5 days/°C), but low in the cases of both bird phases (about −1 days/°C). All animal phenological time series showed a trend towards later occurrence dates. The trends of the bird phases were even significant (p<0.1). There was a marked discrepancy between the trends of all animal phenological and temperature time series, especially between the insects and temperature: the mean temperature time series of February, March and April with the highest common variance with the insect phases showed a strongly increasing trend (0.027°C/year), whereas the first appearance dates of the insects tended to occur later (0.06 to 0.15 days/year). Both bird phases correlated weakly with the mean April temperature (r about 0.1). The temperature trend of April was 0.0003°C/year, whereas the trend of the bird phases was 0.2 days/year for the cuckoo and 0.25 days/year for the swallow. From these observations we conclude that a strong temperature sensitivity of the phenological phase based on the year to year variability (in days/°C) does not necessarily result in corresponding trends of temperature and phenological phase. A strong trend of non-atmospheric factors such as population density influencing the animal phases is suspected. Factors other than local atmospheric temperature, like climatic conditions in the overwintering area and on the migration route, probably govern the arrival times of the migratory birds.

German
In dieser Arbeit werden erste Ergebnisse der Untersuchung von Zeitreihen tierphänologischer Beobachtungen des österreichischen phänologischen Netzes über den Zeitraum 1951–1998 vorgestellt. Die beobachteten phänologischen Phasen umfassen das erste Auftreten der Honigbiene, des Maikäfers, von 3 haüfigen Schmetterlingsarten, der Rauchschwalbe und den ersten Kuckucksruf. Die Insektenphasen sind gut untereinander (r2 = 0,4 bis 0,6) und mit der Temperatur (r2 = 0,25 bis 0,55) korreliert, während die beiden Vogelphasen nur miteinander gut korreliert sind (r2 = 0,57), aber nicht mit anderen Phasen oder der Temperatur. Die Steigung der Regression zwischen Temperatur- und Phänologiezeitreihe kann auch als Temperaturempfindlichkeit einer phänologischen Phase bezeichnet werden und beträgt im Fall der Insektenphasen –3 bis –5 Tage/°C und im Fall der Vogelphasen etwa –1 Tag/°C. Alle tierphänologischen Zeitreihen weisen einen Trend zu späteren Eintrittsdaten auf. Die Trendwerte der Vogelphasen sind sogar signifikant (p<0,1). Zwischen den Trends der tierphänologischen Phasen (besonders der Insekten) und der Temperatur wurde eine unerwartete Diskrepanz festgestellt: die Mitteltemperatur aus Februar, März und April ist über den Untersuchungszeitraum mit 0,027°C/Jahr stark angestiegen, während die Insektenphasen ihre Eintrittszeitpunkte nach hinten verschoben haben (0,06 bis 0,15 Tage/Jahr). Bei den Vogelphasen ist die Situation etwas anders. Ihre Korrelation mit der Aprilreihe der Temperatur ist schwach (r2 beträgt etwa 0,1) und der Trend der Temperaturzeitreihe des April beträgt nur 0,0003°C/Jahr. Dem steht ein stark positiver Trend der Vogelphasen mit etwa 0,2 Tagen/Jahr für den ersten Kuckucksruf und 0,25 Tagen/Jahr für das erste Erscheinen der Schwalben gegenüber. Aus diesen Beobachtungen schließen wir, dass eine starke Temperaturempfindlichkeit einer phänologischen Phase nicht notwendigerweise auf einen Trend schließen lässt, der mit dem Temperaturtrend übereinstimmt. Es wird vermutet, dass ein starker Trend eines nicht atmosphärischen Einflussfaktors, wie zum Beispiel der der Populationsdichte, die tierphänologischen Phasen beeinflusst. Weiters wird vermutet, dass neben der lokalen Temperatur andere atmosphärische Faktoren im Winterquartier und auf der Zugstrecke die Ankunftszeiten der Zugvögel steuern.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2005/0023

Publication date: April 1, 2005

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