Observations and prediction of phenological trends in two Italian phenological gardens

In most climates, following dormancy, the annual timing of spring phenological events is mainly driven by temperature. Variations in phenological stages are therefore considered a valuable source of information for investigating the possible impact of climate variability and change on plant species. Recent European studies indicating changes in phenological stages in plant and animal species provide evidence that ecosystems are responding to climate change. However, most information is still scarce and limited to temperate and cold ecosystems of northern latitude. To investigate the inter-annual variability in the beginning of growing season and flowering phases in Italy, phenological data-sets (1986-2007) from two sites of the Italian Phenological Garden network were analyzed. The sites were Oristano, Sardinia, Italy (39° 53' N, 8° 37' E, 11 m above sea level) and S. Pietro Capofiume, Emilia Romagna, Italy (44° 39' N, 11° 37' E, 10 m above sea level). The gardens were established in the early 1980s following the guidelines of the International Phenological Gardens in Europe (IPG). Phenological observations were taken on Mediterranean forest species and shrubs in Sardinia, Italy and on several forest species typical of higher latitude in Emilia Romagna, Italy. Data analysis was conducted to describe the phenological behavior of native and non-native species, and to assess their sensitivity to temperature. Only one species showed earlier flowering and another had earlier bud break. In both cases, there was some evidence that the change was related to higher temperatures prior to the phenological phase. There was no trend towards earlier bud break or flowering for the other non-native or native species.

Il ritmo degli eventi fenologico primaverili delle specie arboree, una volta superata la dormienza invernale, è guidato principalmente dalle variazioni dei valori dalla temperatura dell'aria. Di conseguenza, le variazioni interannuali degli eventi fenologici rappresentano un'importante fonte di informazione per lo studio dell'impatto delle variazioni e dei cambiamenti climatici sulle specie vegetali. Recentemente, molti studi hanno reso evidente che la variazione della sequenza delle fasi del ciclo biologico di specie animali e vegetali costituisce un importante indicatore della risposta degli ecosistemi ai cambiamenti climatici in atto. Tuttavia, le ricerche in questo campo sono ancora relativamente poche, e per lo più dedicate allo studio degli ecosistemi delle più elevate latitudini. Relativamente pochi studi sono, invece, stati dedicati agli ecosistemi mediterranei. In questo lavoro sono presentati i risultati dell'analisi di due serie storiche di osservazioni fenologiche (1986-2007) relative a due stazioni sperimentali incluse nella Rete dei Giardini Fenologici Italiani: Oristano, in Sardegna, (39° 53' N, 8° 37' E, 11 m s.l.m.) e S. Pietro Capofiume, in Emilia Romagna, (44° 39' N, 11° 37' E, 10 m s.l.m.). I due Giardini Fenologici furono costituiti all'inizio degli anni ottanta secondo le norme stabilite della rete internazionale europea International Phenological Gardens in Europe (IPG). L'analisi ha riguardato specie mediterranee arboree e arbustive in Sardegna e specie forestali tipiche di latitudini più elevate in Emilia Romagna. Il comportamento fenologico è stato messo in relazione alla variabilità nell'andamento meteorologico con l'obiettivo di valutarne la sensibilità alle possibili variazioni climatiche. Solo per una specie è stato evidenziato un anticipo della fase di fioritura, mentre un altro caso è stato osservato un ritardo nella fase di germogliamento. In entrambi i casi, il comportamento fenologico è stato messo in relazione con i valori più elevati della temperatura dell'aria registrati nel periodo antecedente la fase fenologica. Per tutte le altre specie, non native e native, non è stato evidenziato un trend verso un anticipo dell'inizio della stagione vegetativa o della fioritura.