Evaluation reinvented
Exkurs: Einfluss der Klimaveränderung auf Heterodera schachtii Populationen
Wie ändern sich die Wachstumsprozesse sowohl bei den Nematoden als auch bei der Wirtspflanze ?
Diese Seite beschreibt weitere Hintergrunddetails zum Projekt Heterodera schachtii und Klimawechsel, anhand eines Temperaturdatensatzes von 1902 bis 2100 für einen Zuckerrübenstandort im Rheinland.
1. Stadiendynamik von H. schachtii
Auf den ersten Blick sind eventuell beschleunigte Entwicklungsprozesse nicht zu erkennen. Die langsame Jugendentwicklung bleibt bei allen Perioden offensichtlich. Nur in der Periode ab 2050 treten die Larvenstadien etwas früher auf, nicht im Mittel, aber im 5% Quantil. Anhand der Streuung ist weiterhin ersichtlich, Extremereignisse liegen im 21. Jahrhundert auf einem höheren Niveau als im 20. Jahrhundert.
In Abb. 2 a-d sind die einzelnen Perioden (P1-P4) dem allgemeinen Mittel aus 200 Jahren (und wie immer mit den 95% Quantilen) gegenübergestellt. Dargestellt sind sowohl die Quantile auf der Zeitachse als auch auf der y-Achse. Unabhängig welche Periode man betrachtet, gegen Ende der Vegetationsperiode wird eine mittlere Zystenpopulation aufgebaut, die im Bereich von 150-200 Zysten/100 ml Boden liegt (grüne Linie). Für P1 zeigt sich, ein verzögerter Beginn im Vergleich zum Allgemeinmittel , auch die oberen Extreme werden nicht erreicht, aber vereinzelt werden Dichten von 800 Zysten und mehr erreicht. P2 entspricht von der Streuung her so angenähert dem allgemeinen Mittel, aber es werden dann doch mehr Zysten als der Durchschnitt produziert (gelbe Linie, Abb. 3b). D.h. es treten in P2 häufiger Extremereignissen auf. In P3 „beruhigt“ sich das System ein wenig, es treten zwar weiterhin extreme Vermehrungsraten auf, aber nicht in der Häufigkeit wie in P2. In P4 nimmt das System dann wieder Fahrt auf. Sowohl die Zystenentwicklung tritt in den Extremen früher auf, als auch das obere Quantil wird überschritten. Im Mittel ist ebenfalls ein Anstieg festzustellen, wiederum bedingt durch eine erhöhte Häufigkeit von extremen Temperatursituationen.
2. Vergleichende Ertragsstruktur der Zuckerrübe
In Abb. 3 sind wieder die Ergebnisse von P1-P4 dem allgemeinen Mittel inkl. Varianz gegenübergestellt. Der Verlauf der Größe „ Feinwurzelsystem“ definiert den volumenmäßigen Lebensbereich und die Entwicklungsdauer des H. schachtii in der Pflanze. Gegen Ende der Vegetationsperiode geht diese Größe gegen Null, verringert damit die Schlupfwahrscheinlichkeit der neuen Zysten. Insgesamt dauert die Wachstumsperiode in P1 länger als im allgemeinen Durchschnitt, der Wachstumsbeginn des Rübenkörpers ist leicht verzögert, die gesamte Wachstumsperiode der Rübe ist verkürzt, der Ertrag im Mittel geringer als der allgemeine Durchschnitt. In P2 ist eine leicht Entwicklungsbeschleunigung zu beobachten, die Erträge sind überdurchschnittlich, die Varianz ebenfalls. P3 entspricht ungefähr der mittleren Entwicklung, die Erträge sind über dem Mittel, aber ähnlich wie in P2. In P4 beschleunigt sich die Entwicklung nochmals, Erträge sind überdurchschnittlich. Die Erträge sind nur ein Nebenprodukt der Modellierung des Nematoden, daher sind a) die absoluten Erträge eher relativ zueinander anzusehen und b) es gibt im Modell kaum, bzw. keine Ertragsrestriktionen, die gerade bei höheren Temperaturen verstärkt die Erträge beeinflussen, wie z. B. mögliche Trockenperioden in Periode 4. Aber, ganz spannend, die höheren Erträge in P2 sind mit einem Temperaturanstieg zu begründen, und nicht mit verbesserten Sorten, Anbautechniken oder sonstigem.
2. Ertrags/Verlust Relation
Eine weitere, aber eher nebensächliche Frage: Ändern sich die Ertrags/Verlustrelationen bei gegebenen Pi Werten von 1000 E&L/100 ml Boden und zunehmenden Temperaturen? Die übliche Zusammenfassung erfolgt in Abb. 4.
Die relativen Unterschiede sind marginal, in P1 variiert die (numerische) Verlustrate bei 1-5%, in P2 und P4 um die 2%, nur in P3 treten im unteren Quantil Verluste von 9% auf. Es ist jedenfalls kein Trend über die Zeit erkennbar.
