Temperature-dependent phenology of Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae)

Temperature-dependent population growth of diamondback moth (DBM) Plutella xylostella (L.), a prolific insect pest of crucifer vegetables, was studied under six constant temperatures in the laboratory. The objective of the study was to predict the impacts of temperature changes on the population of DBM at high-resolution scales along altitudinal gradients and under climate change scenarios. Non-linear functions were fitted on the data for modeling the development, mortality, longevity and oviposition of the pest. The best-fitted functions for each life stage were compiled for estimating the life table parameters of the species by stochastic simulations. To quantify the impacts on the pest, three indices (establishment, generation and activity) were computed using the estimates of life table parameters and temperature data obtained at local scale (current scenario 2013) and downscaled climate change data (future scenario 2055) from the AFRICLIM database. To measure and represent the impacts of temperature change along the altitude on the pest; the indices were mapped along the altitudinal gradients of Kilimanjaro and Taita Hills, in Tanzania and Kenya, respectively. Potential impact of the changes between climate scenarios 2013 and 2055 was assessed. The data files included in this database were utilized for the above analysis to develop temperature dependent phenology of Plutella xylostella to assess current and future distribution along eastern African Afromontanes.

Microflora from Molasse sediments in southern Germany

1. Polleninventar: Erstmals wurde der Sporomorpheninhalt der Süssbrackwassermolasse und der Oberen Süsswassermolasse Südbayerns einer umfassenden Sichtung unterzogen. Von den überprüften 92 Fundstellen erwiesen sich 55 als sporomorphenführend. Nur 15 davon waren so ergiebig, daß ihr Inhalt quantitativ erfaßt und als Grundlage für die Erstellung eines Diagramms herangezogen werden konnte. Dennoch weist der systematische Katalog 272 Formen auf. Dies ist eine im Vergleich mit anderen, in neuerer Zeit bearbeiteten neogenen Pollenfloren Mitteleuropas sehr große Zahl, wie folgende Angaben belegen: Niederrheinische Braunkohle 175 Arten, Braunkohle der Oberpfalz 138 Arten, subalpine Flözmolasse Bayerns 93 Arten und subalpine Molasse der Ostschweiz und der zentralen und westlichen Paratethys 219 Arten. Dieser Reichtum erklärt sich unschwer aus der Größe des Untersuchungsgebietes, das vom Allgäu im Westen bis an die Salzach im Osten reichte. Überwiegend gehören die nachgewiesenen Formen gutbekannten Arten bzw. Formenkreisen an. Deshalb wurde lediglich die Aufstellung von 2 neuen Gattungen, 19 neuen Arten sowie 5 Neukombinationen nötig. Neue Genera: Nr. (165) Ludwigiapollis Nr., (248) Caesalpiniaceaepollenites, 311 Neue Spezies: (039) Polypodiaceoisporltes subtriangularis, (046) P. pityogrammoides, (067) Perinomonoletes imperfectus, (124) Cycadopltes gemmatus, (125) C. concinus, (133) Lillacidites tener, (137) Nupharipollenites microechinatus, (150) Polyporopollenites nanus, (161) Porocolpopollenites subrotundus, (165) Ludwigiapollis labiatus, (169) Sporotrapoidites cucculatus, (190) Tricolpopollenites cribosus, (192) T. variabilis, (204) Tricolporopollenites pulcher, (210) T. operculiferus, (213) T. pseudomarcodurensis, (217) T. magnolaevigatus, (245) Umbelliferaepollenites achldorfensis, (248) Caesalpiniaceaepollenites antiquus Neukombinationen: (081) Pityosporites koraensis, (128) Magnoliaepollenites magnolioides, (130) M. graciliexinus, (168) Sporotrapoidites erdtmannii, (177) Chenopodipollis psilatoides. Für die meisten der vorgefundenen Sporomorphen sind die Lieferpflanzen bereits bekannt. Dennoch gingen parallel zur Bestimmung, d.h. der Zuordnung der Funde zu Gruppen des morphographischen Sporomorphensystems, die Bemühungen auch dahin, solche Lieferpflanzen, v.a. der selteneren oder neu gefundenen Sporomorphen, zu ermitteln; einige der neuen Arten sind in ihrer Verwandtschaft eindeutig, was durch die Benennung zum Ausdruck gebracht wird (s.o). Für die Mehrzahl der neuen Spezies und für viele bisher in ihrer Verwandtschaft unklare Formen ließ sich die botanische Deutung zumindest eingrenzen. Dies gelang für 148 Formen. Es handelt sich dabei teils um subtropisch-tropische Gewächse, teils aber auch um Pflanzen gemäßigter Klimata. Für genaue Zuweisungen sind jedoch umfangreiche Rezentvergleiche nötig, die einer eigenen Bearbeitung vorbehalten bleiben müssen. Auch einige als Sammelgruppen behandelte Formenkreise erfordern für eine Aufgliederung detailliertere Untersuchungen als sie in diesem Rahmen durchführbar waren. (z. B. Tricolpopollenites asper, T. sp. 2 u.a.). Andere Formen und Gattungen wiederum erwiesen sich dagegen als viel zahlreicher und leichter differenzierbar als bisher angenommen (z. B. Pinaceen, Magnoliaceen, Cyperaceen). In diesem Zusamenhang ist auch zu erwähnen, daß von Hemitrapa zwei Arten mit offensichtlich stratigraphischer Aussagekraft unterscheidbar sind; die Interpretation von Tricolporopol1enltes wackersdorfensis sensu MOHR & GREGOR (1984) als Gleditsia muß nach vorliegenden Erkenntnissen dagegen in Frage gestellt werden. Für 36 Formspezies blieb die Lieferpflanze völlig unbekannt oder es lassen sich höchstens vage Vermutungen anstellen. 2. Biostratigraphie: Fragen der Brauchbarkeit von Mikrofloren für die stratgraphische Gliederung der jüngsten Molassesedimente Südbayerns bildeten den zweiten Schwerpunkt vorliegender Bearbeitung. a) Reichweite: Die Fülle des gefundenen Sporomorphenmaterials brachte es mit sich, daß bei etlichen Formen eine weitere stratigraphische Reichweite als bisher angenommen festgestellt wurde. Zum Teil wurde diese Revision durch die Neugliederung des Paratethys-Miozäns nötig. b) Palynologische Gliederung: Im Laufe der Untersuchungen zeigte sich bald, daß allein auf der Basis der mikrofloristischen Bearbeitung kein von anderen Fossilresten unabhängiges stratigraphisches Gliederungsschema zu finden war. Weder die von anderen Autoren favoritisierte Leitformen-Methode, noch die Aufgliederung nach Klimaelementen ergab ein brauchbares Bild. Lediglich die bekannte generelle Abnahme der miozänen, paläotropischen und thermophilen Elemente und die Zunahme der pliozänen, arktoteriären und gemäßigten während des Neogens ließ sich deutlich ausmachen. Dagegen ermöglicht die Berücksichtigung des Sporomorpheninhalts eine Ergänzung und Deutung der vertebrat-stratigraphisch ausgeschiedenen Abfolgen. Voraussetzung ist die Möglichkeit einer Zuordnung zu einer natürlichen Art, Gattung oder wenigstens Familie und daraus ableitbar wiederum die Zuordnung zu einer oder mehreren Pflanzengesellschaften. Aufgeteilt nach Diversität, Dominanz und Verhältnis von 'Feuchtpflanzen' bzw. autochthonen Gemeinschaften zu mesophilen Phanerophyten bzw. allochthonen Gemeinschaften lassen sich in Südbayern fünf Pollenbilder erkennen, die mit den MN-Einheiten der Zoostratigraphie in Beziehung gebracht werden können. Die Pollenbilder 1 und 2, ungefähr entsprechend den Säugereinheiten 4b und 5, dokumentieren gattungsreiche, polydominante Mikrofloren, deren Lieferpflanzen vor allem verschiedenen Naß- und Feuchtgesellschaften angehören. Dementprechend sind Pteridaceen, Schizaeaceen, Cyperaceen und Poaceen relativ häufig. Das Pollenbild 1 (Langenau und Rauscheröd) zeichnet sich durch eine gewisse Artenarmut aus, wohingegen im Pollenbild 2 (Hitzhofen und Rittsteig) die Diversität zunimmt und Palmenpollen neben anderen mesophilen Akzessorien eine merkliche Rolle spielt. Bemerkenswert ist in den Entnahmeprofilen das Vorkommen kohliger Sedimente. Bezeichnend für Sporomorphenbild 3 sind oligodominante Mikrofloren, zusammengesetzt aus Elementen artenarmer Au- und Sumpfwälder (Taxodiaceen, Cyperaceen) sowie mesophiler 'Pionierwälder' (Pinaceen, Leguminosen). Fehlende Kohlebildung und das Zurücktreten mesophiler, d. h. allochthoner Lieferpflanzen sind weitere Charakteristika. Dieses Sporomorphenbild mit den Fundpunkten Gallenbach und Unterneul enspricht ungefähr der Säugereinheit MN 6. Die beiden stratigraphisch jüngsten Pollendiagramme 4 und 5 setzen sich deutlich von dem vorhergehenden ab. Belegt sind nun wiederum gattungsreiche, polydominante Pflanzenge seIl schaften feuchter, aber nicht nasser Biotope, in denen es ebenfalls mancherorts zur Kohlebildung kam. Gegenüber den Sporomorphenbildern und 2 ist der Anteil mesophiler Lieferpflanzen deutlich erhöht auf Kosten der Feuchtelemente. Letzteres gilt vor allem für das Sporomorphenbild 5 (Leonberg), in dem Fagaceen Pollen (Quercus, Fagus) vorherrscht. sporomorphenbild 4 entspricht annähernd MN 8 mit den Fundpunkten Hassenhausen und Achldorf, während Leonberg, nahe Marktl gelegen, MN 9 zugehört. Auf dem Umweg über diese an der Säugetierstratigraphie 'geeichten' Mikrofloren gelingt es, stratigraphisch unsichere Fundpunkte, wenn sie nur genügend formen- und individuenreich sind (Burtenbach, Lerchenberg, Wemding), einzuordnen. Auf diese Weise ergibt sich die in Diagramm 10 dargestellte Reihung vom Liegenden zum Hangenden. Dürftige Sporomorphenfloren oder Floren, die ausschließlich autochthone Feuchtelemente zeigen, können pollenstratigraphisch nicht sicher angesprochen werden, weil ihr Pollendiagramm undeutlich bleiben muß. Entsprechend der anerkannten Unterstellung, daß Phytostratigraphie zugleich Klimastratigraphie ist, läßt die dargestellte, im Grunde auf der Ausscheidung verschiedener Ukotypen basierende Gliederung sich auch paläoklimatisch interpretieren: Danach ist das verarmte Sporomorphenbild 3 in Südbayern als Ausdruck des vegetationsgeschichtlichen Pessimums anzusehen. Da die nachgewiesenen Sippen noch höhere Wärmeansprüche besitzen, ist nicht ein Temperaturrückgang, sondern ein Absinken der Niederschlagsmenge als begrenzender Faktor am wahrscheinlichsten und auf diese Weise das Ausbleiben von Pollen mesophiler Phanerophyten des Hinterlandes einleuchtend. 3. Paläogeographie: Bei dem Versuch, mit benachbarten Gebieten stratigraphische Beziehungen herzustellen, ergab sich, daß dies zwar über eine kürzere Entfernung recht gut gelingt, daß aber vor allem zu den Mikrofloren der niederrheinischen Braunkohle ein signifikanter Unterschied besteht: In Süddeutschland lassen die Pollendiagramme auf eine raschere Veränderung in der Zusammensetzung der Wälder schließen. Mit anderen Worten: altersgleiche Mikrofloren in Nordwestdeutschland täuschen ein höheres Alter vor. Erst im Obersarmat ähneln sich die jeweiligen Sporomorphenbilder. Damit erklärt sich auch, daß frühere Bearbeiter Schwierigkeiten hatten, mikrofloristische Befunde aus Süd- und Nordwestdeutschland miteinander zu korrelieren. Als Ursache für dieses überraschende Phänomen einer mittelmiozänen Diagrammverschiebung wird die stärkere, sprich länger andauernde maritime Beeinflussung des Niederrheingebietes angesehen.

Tab. I. Durchschnittliche Anzahl der Wachstumsschübe je Zahn und die Gebrauchsdauer von Elefantenzähnen

Das Mahlgebiß der Elefanten besteht im Oberkiefer und Unterkiefer rechts und links aus je drei Milchmolaren und je drei Molaren. Diese Zähne werden zeitlich nacheinander und örtlich hintereinander angelegt. In jedem Kieferteil ist zunächst nur jeweils ein Zahn in Gebrauch. Ist die Krone abgenutzt und die Wurzel resorbiert, wird von rückwärts der nächste Zahn nachgeschoben. Der Reststumpen des vorausgegangenen Zahnes wird entfernt, und nun übernimmt der neue Zahn die Kaufunktion. Hierbei werden die Zähne in noch nicht völlig verfestigtem Zustand nachgeschoben. Während der vordere Teil bereits abgekaut wird, besteht der rückwärtige Abschnitt häufig noch aus einzelnen, teilweise nur wenig verfestigten Einzellamellen. Die Zähne sind also besonders lange deformationsfähig.

Establishment, expansion and regeneration of aspen (Populus tremula) in the Torneträsk area, subarctic Sweden

In subarctic Sweden, recent decadal colonization and expansion of aspen (Populus tremula L.) were recorded. Over the past 100 years, aspen became c. 16 times more abundant, mainly as a result of increased sexual regeneration. Moreover, aspen now reach tree-size (>2 m) at the alpine treeline, an ecotone that has been dominated by mountain birch (Betula pubescens ssp. czerepanovii) for at least the past 4000 years. We found that sexual regeneration in aspen probably occurred seven times or more within the last century. Whereas sexual regeneration occurred during moist years following a year with an exceptionally high June-July temperature, asexual regeneration was favored by warm and dry summers. Disturbance to the birch forest by cyclic moth population outbreaks was critical in aspen establishment in the subalpine area. At the treeline, aspen colonization was less determined by these moth outbreaks, and was mainly restricted by summer temperature. If summer warming persists, aspen spread may continue in subarctic Sweden, particularly at the treeline. However, changing disturbance regimes, future herbivore population dynamics and the responses of aspen's competitors birch and pine to a changing climate may result in different outcomes.

Tree line shifts and disturbance events for sites studied in the Torneträsk area of sub-Arctic Sweden for the period 1800-2009

Aim: Models project that climate warming will cause the tree line to move to higher elevations in alpine areas and more northerly latitudes in Arctic environments. We aimed to document changes or stability of the tree line in a sub-Arctic model area at different temporal and spatial scales, and particularly to clarify the ambiguity that currently exists about tree line dynamics and their causes. Location: The study was conducted in the Tornetrask area in northern Sweden where climate warmed by 2.5 °C between 1913 and 2006. Mountain birch (Betula pubescens ssp. czerepanovii) sets the alpine tree line. Methods: We used repeat photography, dendrochronological analysis, field observations along elevational transects and historical documents to study tree line dynamics. Results: Since 1912, only four out of eight tree line sites had advanced: on average the tree line had shifted 24 m upslope (+0.2 m/year assuming linear shifts). Maximum tree line advance was +145 m (+1.5 m/year in elevation and +2.7 m/year in actual distance), whereas maximum retreat was 120 m downslope. Counter-intuitively, tree line advance was most pronounced during the cooler late 1960s and 1970s. Tree establishment and tree line advance were significantly correlated with periods of low reindeer (Rangifer tarandus) population numbers. A decreased anthropozoogenic impact since the early 20th century was found to be the main factor shaping the current tree line ecotone and its dynamics. In addition, episodic disturbances by moth outbreaks and geomorphological processes resulted in descent and long-term stability of the tree line position, respectively. Main conclusions: In contrast to what is generally stated in the literature, this study shows that in a period of climate warming, disturbance may not only determine when tree line advance will occur but if tree line advance will occur at all. In the case of non-climatic climax tree lines, such as those in our study area, both climate-driven model projections of future tree line positions and the use of the tree line position for bioclimatic monitoring should be used with caution.

Tab. 1: Längenänderungen der Gletscherenden 1979/80

Im Jahre 1891 wurde der Gletschermeßdienst des Alpenvereins begonnen, er besteht nun ohne Unterbrechung das 90. Jahr. Da das damals entworfene Konzept für den Meßdienst im wesentlichen beibehalten wurde, ist sowohl von der Methodik als auch für einzelne Gletscher eine wissenschaftlich wertvolle Kontinuität der Beobachtung gegeben, die auch weiterhin aufrecht erhalten werden soll. Im Berichtsjahr haben die 14 ehrenamtlichen Mitarbeiter im Auftrage des Österreichischen Alpenvereins 16 Gebietsberichte mit insgesamt 155 Seiten und 242 Fotos eingesandt, aus denen der vorliegende Bericht zusammengestellt wurde. Die Originalberichte werden im Gletschermeßarchiv des ÖAV aufbewahrt.