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Long-Term Monitoring of Mountain Peaks in The Alps

  • Georg Grabherr
  • Michael Gottfried
  • Harald Pauli
Part of the Tasks for vegetation science book series (TAVS, volume 35)

Abstract

Historical records of nival summit floras from the Alps were compared with the recent species composition at the same summits revisited in the years 1992/1993. A general trend to increased species richness could be detected. For one particular summit, Piz Linard, quantitative data were provided by the historical author; our revisitation showed clearly that species abundance has increased substantially at this mountain during the last 50 years. The increase in species richness as well as the increase in abundance suggest that the observed warming of 1 – 2°C since the turn of the century has affected the biota at these low-temperature limits of plant life. This is in agreement with unexpected observations, such as the record of the uppermost population of Carex curvula at 3468 m. Carex curvula is the dominating species of the late successional grassland vegetation which occupies an altitudinal belt between 2400 – 2800 m. Furthermore, the uppermost storage of Swiss stone pine seeds (3103 m; seeds were germinating) was recorded. The seeds are distributed by the bird Nucifraga caryocatactes that stores them in clusters at places which are less snow-covered in winter time. In this case the bird brought the seeds from the timber line more than 700 meters below up to the discovered storage-place. These observations prove an upward migration of alpine biota.

Many plant species in alpine/nival environments are long-lived species (e. g. Carex curvula). Unexpected observations, like uppermost records (or higher frequencies of germination events), might indicate that the current climate change effects are different from those in the past centuries.

Most of the indications of biotic, but also physical, effects of the ongoing climate change have been derived from observations in mountain areas. Therefore long-term monitoring in mountains, alpine/nival environments in particular, is generally considered as useful. Establishing networks of monitoring sites in high mountain areas has to be considered as urgent.

Keywords

Alpine climate change migration nival permanent plots vegetation 

Kurzfassung

Historische Aufnahmen zur Gefáßpflanzenflora hochalpiner Alpengipfel wurden mit der aktuellen Florenzusammensetzung verglichen (rezente Aufnahmen in den Sommern 1992/93). Ein klarer Trend zu höheren Artenzahlen konnte nachgewiesen werden. Für den Gipfel des Piz Linard waren in den historischen Daten auch quantitative Angaben zur Häufigkeit vorhanden, aus denen klar hervorging, daß die Häufigkeit der meisten Arten in den letzten 50 Jahren stark zugenommen hat. Sowohl die Zunahme der Artenvielfalt als auch der Häufigkeiten sind ein klarer Beweis, daß die Erwärmung seit der Jahrhundertwende um 1 bis 2°C die Lebensgemeinschaften an den Kältegrenzen des Pflanzenlebens beeinflußt hat. Dies ist auch in Übereinstimmung mit unerwarteten Beobachtungen wie dem Nachweis der höchsten Population von Carex curvula auf 3468 m. Carex curvula ist die dominante Art der zonalen alpinen Rasenvegetation, welche typischerweise eine Zone zwischen 2400 – 2800 m einnimmt. Weiter gelang auch der Höchstfund eines Reservoirs von Zirbensamen (3103 m; Samen keimten zum Zeitpunkt der Beobachtung), welches von einem Zirbenhäher von der Waldgrenze, die hier ca. 700 m tiefer liegt, heraufgebracht wurde. Aufgrund all dieser Beobachtungen kann als gesichert gelten, daß die alpine Lebewelt nach oben wandert.

Viele Arten der alpin/nivalen Lebensräume sind sehr langlebig (z.B. Carex curvula). Unerwartete Beobachtungen wie Höchstrunde, Häufung von Keimereignissen, lassen vermuten, daß die aktuellen Effekte des Klimawandels neuartig sind.

Die meisten Beobachtungen, welche auf bereits einsetzende biotische, aber auch physikalische Effekte des Klimawandels hindeuten, stammen von Gebirgsregionen. Langzeitbeobachtungen in Gebirgen, Hochgebirgen im speziellen, werden daher allgemein empfohlen. Die Etablierung eines Netzwerks von Beobachtungsstationen in Hochgebirgen erscheint dringlich.

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References

  1. Auer, I., Böhm, R. & Mohnl, H. 1996. Übersicht über aktuelle Arbeiten der Wiener Arbeitsgruppe für klimatologische Zeitreihenanalyse. ÖGM — Österreichische Gesellschaft für Meteorologie, Bulletin 96 (1).Google Scholar
  2. Becker, A. & Bugmann, H. (eds) 1997. Predicting global change impacts on mountain hydrology and ecology: integrated catchment hydrology/altitudinal gradient studies. Workshop Report — Documentation resulting from an International Workshop Kathmandu, Nepal, 30 March–2 April 1996. IGBP Report 43. IGBP Secretariat, The Royal Swedish Academy of Sciences, Stockholm.Google Scholar
  3. Beniston, M. & Fox, D.G. 1996. Impacts of climate change on mountain regions. pp. 191–213. In: Watson, R.T., Zinyowera, M.C. & Moss, R.H. (eds), Climate change 1995. Impacts, adaptations and mitigation of climate change: scientific-technical analysis. Cambridge University Press, Cambridge.Google Scholar
  4. Beniston, M. (ed) 1994. Mountain environments in changing climates. Routledge, London.Google Scholar
  5. Böhm, R. 1986. Der Sonnblick. Die 100jährige Geschichte des Observatoriums und seiner Forschungstätigkeit. Österreichischer Bundesverlag, Wien.Google Scholar
  6. Braun, J. 1913. Die Vegetationsverhältnisse der Schneestufe in den Rätisch-Lepontischen Alpen. Neue Denkschr. Schweiz. Naturforsch. Ges. 48: 1–348.Google Scholar
  7. Braun-Blanquet, J. 1955. Die Vegetation des Piz Languard, ein Maßstab für Klimaänderungen. Svensk Botanisk Tidskrift 49(1–2): 1–9.Google Scholar
  8. Braun-Blanquet, J. 1957. Ein Jahrhundert Florenwandel am Piz Linard (3414 m). Bull. Jard. Botan. Bruxelles, Vol. Jubil. W. Robyns: 221-232.Google Scholar
  9. Braun-Blanquet, J. 1958. Über die obersten Grenzen pflanzlichen Lebens im Gipfelbereich des Schweizerischen Nationalparks. Kommission der Schweiz. Naturforsch. Ges. zur Wiss. Erforschung des Nationalparks 6: 119–142.Google Scholar
  10. Ehrendorfer, F. (ed) 1973. Liste der Gefäßpflanzen Mitteleuropas. 2nd ed. Fischer, Stuttgart.Google Scholar
  11. Epstein, P.R., Diaz, H.F., Elias, S., Grabherr, G., Graham, N.E., Martens, W.J.M., Mosley-Thompson, E. & Susskind, J. 1998. Biological and physical signs of climate change: Focus on mosquito-borne diseases. Bulletin of the American Meteorological Society 79: 409–417.CrossRefGoogle Scholar
  12. Gottfried, M., Pauli, H. & Grabherr, G. 1994. Die Alpen im “Treibhaus”: Nachweise für das erwärmungsbedingte Höhersteigen der alpinen und nivalen Vegetation. Jahrbuch des Vereins zum Schutz der Bergwelt 59: 13–27.Google Scholar
  13. Gottfried, M., Pauli, H. & Grabherr, G. 1998. Prediction of vegetation patterns at the limits of plant life: a new view of the alpine-nival ecotone. Arctic and Alpine Research 30(3): 207–221.CrossRefGoogle Scholar
  14. Grabherr, G. 1997. The high-mountain ecosystems of the Alps. pp. 97–121. In: Wielgolaski, F. (ed), Polar and Alpine Tundra. Ecosystems of the World 3. Elsevier, Amsterdam.Google Scholar
  15. Grabherr, G., Gottfried, M. & Pauli, H. 1994. Climate effects on mountain plants. Nature 369: 1–448.CrossRefGoogle Scholar
  16. Grabherr, G., Gottfried, M., Gruber, A. & Pauli, H. 1995. Patterns and current changes in alpine plant diversity. pp. 167-181. In: Chapin III, F. S. & Körner, C. (eds), Arctic and Alpine Biodiversity: Patterns, Causes and Ecosystem Consequences. Ecological Studies 113.Google Scholar
  17. Guisan, A., Holten, J.I., Spichiger, R. & Tessier, L. (eds) 1995. Potential Ecological Impacts of Climate Change in the Alps and Fennoscandian Mountains. Ed. Conserv. Jard. Bot. Genève: 1-194.Google Scholar
  18. Halpin, P.N. 1994. Latitudinal variation in the potential response of mountain ecosystems to climatic change. pp. 180-203. In: Beniston, M. (ed), Mountain Environments in Changing Climates. Routledge, London.Google Scholar
  19. Heer, O. 1866. Der Piz Linard. Jahrbuch des Schweiz. Alpin Club III: 457–471.Google Scholar
  20. Heer, O. 1885. Ueber die nivale Flora der Schweiz. Neue Denkschr. d. Allgemeinen Schweizerischen Ges. f. d. gesamten Naturwissenschaften Bd. XXIX: 1–114.Google Scholar
  21. Holten, J.I. 1993. Potential effects of climatic change on distribution of plant species, with emphasis on Norway. pp. 84-104. In: Holten, J.I., Paulsen, G. & Oechel, W.C. (eds), Impacts of climatic change on natural ecosystems with emphasis on boreal and arctic/alpine areas. NINA, Trondheim.Google Scholar
  22. Holtmeier, F.-K. 1994. Ecological aspects of climatically-caused timberline fluctuations: review and outlook. pp. 220-233. In: Beniston, M. (ed), Mountain Environments in Changing Climates. Routledge, London.Google Scholar
  23. Klebelsberg, R. 1913. Das Vordringen der Hochgebirgsvegetation in den Tiroler Alpen. Österr. Bot. Zeitschr, Jahrg. 1913: 177-186, 241-254.Google Scholar
  24. Markham, A., Dudley, N. & Stolton, S. 1993. Some like it hot: climate change, biodiversity and the survival of species. WWF, Gland.Google Scholar
  25. Molau, U. 1995. Climate change, plant reproductive ecology, and populations dynamics. pp. 67-71. In: Guisan, A., Holten, J. I., Spichiger, R. & Tessier, L. (eds), Potential ecological impacts of climate change in the Alps and Fennoscandian mountains. Ed. Conserv. Jard. Bot. Genève.Google Scholar
  26. Nilsson, S. & Pitt, D. 1991. Mountain world in danger — Climate change in the forests and mountains of Europe. Earthscan Publications, London.Google Scholar
  27. Ozenda, P. & Borel, J.-L. 1991. Mögliche ökologische Auswirkungen von Klimaveränderungen in den Alpen. Internationale Alpenschutz-Kommission CIPRA, Kleine Schriften 8/91: 1-71.Google Scholar
  28. Pauli, H., Gottfried, M. & Grabherr, G. 1996. Effects of climate change on mountain ecosystems — upward shifting of alpine plants. World Resource Review 8(3): 382–390.Google Scholar
  29. Pauli, H., Gottfried, M., Reiter, K. & Grabherr, G. 1998. Monitoring der floristischen Zusammensetzung hochalpin/nivaler Pflanzengesellschaften. pp. 320–343. In: Traxler, A. (ed), Handbuch des vegetationsökologischen Monitorings, Teil A: Methoden. Umweltbundesamt, Wien.Google Scholar
  30. Pauli, H., Gottfried, M. & Grabherr, G. 1999. Vascular plant distribution patterns at the low-temperature limits of plant life — the alpine-nival ecotone of Mount Schrankogel (Tyrol, Austria). Phytocoenologia 29(3): 297–325.Google Scholar
  31. Price, M.F. & Barry, R.G. 1997. Climate change. pp. 409–445. In: Messerli, B. & Ives, J.D. (eds), Mountains of the World. The Parthenon Publishing Group, New York.Google Scholar
  32. Reisigl, H. & Pitschmann, H. 1958. Obere Grenzen von Flora und Vegetation in der Nivalstufe der zentralen Ötztaler Alpen (Tirol). Vegetatio 8: 93–129.CrossRefGoogle Scholar
  33. Rübel, E. 1912. Pflanzengeographische Monographie des Berninagebietes. Engelmann, Leipzig.Google Scholar
  34. Schibier, W. 1898. Über die nivale Flora der Landschaft Davos. Jahrbuch des Schweiz. Alpenclub 33: 262–291.Google Scholar
  35. Solomon, A.M. & Shugart, H.H. (eds) 1993. Vegetation Dynamics and Global Change. Chapman & Hall, New York.Google Scholar
  36. Watson, R.T., Zinyowera, M. C. & Moss, R. H. (eds) 1996. Climate change 1995. Impacts, adaptations and mitigation of climate change: scientific-technical analysis. Cambridge University Press, Cambridge.Google Scholar

Copyright information

© Springer Science+Business Media New York 2001

Authors and Affiliations

  • Georg Grabherr
    • 1
  • Michael Gottfried
    • 1
  • Harald Pauli
    • 1
  1. 1.Department of Vegetation Ecology and Conservation Biology, Institute of Ecology and Conservation BiologyUniversity of ViennaViennaSwitzerland

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