The impact of global warming on the vegetation season in Poland in 1961-2020

Kejna, Marek; Pospieszyńska, Aleksandra

doi:0016-7282 (print)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

The impact of global warming on the vegetation season in Poland in 1961-2020 Kejna, MarekPospieszyńska, Aleksandra

Object structure

The impact of global warming on the vegetation season in Poland in 1961-2020

Geographia Polonica Vol. 98 No. 4 (2025)

Kejna, Marek : Autor ; Pospieszyńska, Aleksandra : Autor

This article provides an analysis of the variability of the vegetation period (VP) and of the intensive vegetation period (IVP) in Poland in the years 1961-2020. Using average monthly values of air temperature from 55 weather stations in Poland, the VP and IVP onset- and end-dates were determined. A substantial spatial variability was found in the timing of the onset and termination of the VP and IVP in Poland. A statistically significant trend towards a longer vegetation period was also observed. The considerable extension of the VP and IVP affects the environment and human activities.

Ahas, R., Aasa, A., Menzel, A., Fedotova, V. G., & Scheifinger, H. (2002). Changes in European spring phenology. International Journal of Climatology, 22, 1727-1738. https://doi.org/10.1002/joc.818
Araźny, A., Kępińska-Kasprzak, M., Łaszyca, E. Z., Chmist-Sikorska, J., & Bartczak, A. (2023). Reference evapotranspiration during the growing season in Poland (central Europe) in response to ongoing climate changes (1966-2020). International Journal of Climatology, 43(14), 6505-6522. https://doi.org/10.1002/joc.8216
Barichivich, J., Briffa, K. R., Myneni, R. B., Osborn, T. J., Melvin, T. M., Ciais, P., Piao, S., & Tucker, C. (2013). Large-scale variations in the vegetation growing season and annual cycle of atmospheric CO2 at high northern latitudes from 1950 to 2011. Global Change Biology 19(10), 3167-3183. https://doi.org/10.1111/gcb.12283
Bartnicki, L. (1948). Krótki zarys meteorologii i klimatologii. Kursy rolnicze im. St. Staszica, wyd. 5. Warszawa.
Bartoszek, K., & Węgrzyn, A. (2011). Uwarunkowania cyrkulacyjne początku okresu wegetacyjnego w Polsce Wschodniej. Annales UMCS, Geographia, Geologia, Mineralogia et Petrographia, 66(1), pp. 93-102.
Bartoszek, K., Węgrzyn, A., Kaszewski, B. M., & Siłuch, M. (2012). Porównanie wybranych metod wyznaczania dat początku i końca okresu wegetacyjnego na przykładzie Lubelszczyzny. Przegląd Geofizyczny, 57(1), pp. 123-134.
Bartoszek, K., Siłuch, M., & Bednarczyk, P. (2015). Characteristics of the onset of the growing season in Poland based on the application of remotely sensed data in the context of weather conditions and land cover types. European Journal of Remote Sensing, 48(1), pp. 327-344. https://doi.org/10.5721/EuJRS20154819
Beck, H. E., Zimmermann, N. E., McVicar, T. R., Vergopolan, N., Berg, A., & Wood, E. F. (2018). Present and future Köppen-Geiger climate classification maps at 1-km resolution. Scientific Data, 5, 180214. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.214
Bielec-Bąkowska, Z., & Piotrowicz, K. (2011). Wieloletnia zmienność okresu bezprzymrozkowego w Polsce w latach 1951-2006. Prace i Studia Geograficzne, 47, 77-86.
Bochenek, W., Dedo, J., & Marczewski, W. (2013). Zróżnicowanie długości i warunków termicznych okresu wegetacyjnego na obszarze Beskidów i Pogórzy w latach 2001-2011 na podstawie danych zgromadzonych w bazie GLDAS. Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 14, 79-85.
Bochenek, W. (2016). Termiczne pory roku w Szymbarku (1968-2013). Prace Geograficzne, (147), 67-80. https://doi.org/10.4467/20833113PG.16.022.6084
Carter, T. R. (1998). Changes in the thermal growing season in Nordic countries during the past century and prospects for the future. Agriculture Food Sciences, 7(2), 161-179. https://doi.org/10.23986/afsci.72857
Chervenkov, H. M., & Slavov, K. S. (2021). Thermal growing season characteristics over Central and Southeast Europe in the changing climate 1950-2019. Ecologia Balkanica, 13(2), pp. 245-255
Childs, C. (2004). Interpolating surfaces in ArcGIS Spatial Analyst. ArcUser, July-September, 3235(569), 32-35.
Chmielewski, F. M., & Rötzer, T. (2001). Response of tree phenology to climate change across Europe. Agricultural and Forest Meteorology, 108(2), 101-112. https://doi.org/10.1016/S0168-1923(01)00233-7
Chmielewski, F. M., Muller, A., & Bruns, E. (2004). Climate changes and trends in phenology of fruit trees and field crops in Germany, 1961-2000. Agricultural and Forest Meteorology 121(1-2), pp. 69-78. https://doi.org/10.1016/S0168-1923(03)00161-8
Chojnacka-Ożga, L., & Ożga, W. (2018). Tendencje zmian długości termicznego okresu wegetacyjnego w północno-wschodniej Polsce. Sylwan, 162(6), 479-489. https://doi.org/10.26202/sylwan.2018022
Chojnacka-Ożga, L., & Ożga, W. (2023). Charakterystyka okresu wegetacyjnego w Lasach Doświadczalnych SGGW w Rogowie w latach 1951-2020. Prace Geograficzne, (170), 83-97. https://doi.org/10.4467/20833113PG.23.003.17491
Christiansen, D. E., Markstrom, S. L., & Hay, L. E. (2011). Impacts of climate change on the growing season in the United States. Earth Interactions 15(33), 1-17. https://doi.org/10.1175/2011EI376.1
Craig, P. M., & Allan, R. P. (2021). The role of teleconnection patterns in the variability and trends of growing season indices across Europe. International Journal of Climatology, 42(2), 1072-1091. https://doi.org/10.1002/joc.7290
Cui, L., Shi, J., Ma, Y., & Liu, X. (2018). Variations of the thermal growing season during the period 1961-2015 in northern China. Journal of Arid Land, 10, 264-276. https://doi.org/10.1007/s40333-018-0001-6
Cui, L., Shi, J., Ma, Y., & Du, H. (2017). Distribution and trend in the thermal growing season in China during 1961-2015. Physical Geography, 38(6), 506-523. https://doi.org/10.1080/02723646.2017.1344497
Czernecki, B., & Miętus, M. (2017). The thermal seasons variability in Poland, 1951-2010. Theoretical Applied. Climatology, 127, 481-493. https://doi.org/10.1007/s00704-015-1647-z
Čimo, J., Kišš, V., Aydın, E., Pagác, J., Božiková, M., Bilcík, M., & Minárik, M. (2022). Climate change impact on the duration of great vegetation period and vegetation period of beetroot and watermelon in Slovakia. Atmosphere, 13(10), 1641. https://doi.org/10.3390/atmos13101641
Dong, M. Y., Jiang, Y., Zhang, D. Y., & Wu, Z. F. (2013). Spatiotemporal change in the climatic growing season in Northeast China during 1960-2009. Theoretical and Applied Climatology, 111(3), pp. 693-701. https://doi.org/10.1007/s00704-012-0706-y
Durło, G. B. (2010). Leśny okres wegetacyjny na obszarze LKP Lasy Beskidu Śląskiego. Sylwan, 154(8), 577-584.
Frich, P., Alexander, L., Della-Marta, P., Gleason, B., Haylock, M., Klein Tank, A. M. G., & Peterson, T.C. (2002). Observed coherent changes in climatic extremes during the second half of the twentieth century. Climate Research, 19, 193-212. https://doi.org/10.3354/cr019193
Górski, T. (2006). Zmiany warunków agroklimatycznych i długości okresu wegetacyjnego w ostatnim stuleciu. In M. Gutry-Korycka, A. Kędziora, L. Starkel, L. Ryszkowski (Eds). Długotrwałe przemiany krajobrazu Polski w wyniku zmian klimatu i użytkowania ziemi (pp. 65-77). Poznań: IGBP Global Change.
Graczyk, D., & Kundzewicz, W. (2016). Changes of temperature-related agroclimatic indices in Poland. Theoretical and Applied Climatology, 124, 401-410. https://doi.org/10.1007/s00704-015-1429-7
Gumiński, R. (1950). Ważniejsze elementy klimatu rolniczego Polski południowowschodniej. Wiadomości Służby Hydrologicznej i Meteorologicznej, 3(1), 57-113.
Huculak, W., & Makowiec, M. (1977). Wyznaczanie meteorologicznego okresu wegetacyjnego na podstawie jednorocznych materiałów obserwacyjnych. Zeszyty Naukowe SGGW, 25, 65-74.
Jaagus, J., Truu, J., Ahas, R., & Aasa, A. (2003). Spatial and temporal variability of climatic seasons on the east European plain in relation to largescale atmospheric circulation. Climate Research, 23, 111-129. https://doi.org/10.3354/cr023111
Jaak, J., & Rein, A. (2000). Space-time variations of climatic seasons and their correlation with the phenological development of nature in Estonia. Climate Research, 15, 207-219. https://doi.org/10.3354/cr015207
Jones, P. D., & Briffa, K. R. (1995). Growing season temperatures over the former Soviet Union. International Journal of Climatology, 15(9), 943-959. https://doi.org/10.1002/joc.3370150902
Kalbarczyk, R., & Kalbarczyk, E. (2022). Research into meteorological drought in Poland during the growing season from 1951 to 2020 using the Standardized Precipitation Index. Agronomy, 12(9), 2035. https://doi.org/10.3390/agronomy12092035
Karlsen, S. R., Solheim, I., Beck, P. S., Høgda, K. A., Wielgolaski, F. E., & Tømmervik, H. (2007). Variability of the start of the growing season in Fennoscandia, 1982-2002. International Journal of Biometeorology, 51(6), 513-524. https://doi.org/10.1007/s00484-007-0091-x
Kejna, M., & Pospieszyńska, A. (2023). Variability in the occurrence of thermal seasons in Poland in 1961-2020. Meteorological Applications, 30(4), e2132. https://doi.org/10.1002/met.2132
Kejna, M., & Rudzki, M. (2021). Spatial diversity of air temperature changes in Poland in 1961-2018, Theoretical and Applied Climatology, 143, 1361-1379. https://doi.org/10.1007/s00704-020-03487-8
Kępińska-Kasprzak, M., & Mager, P. (2015). Thermal growing season in Poland calculated by two different methods. Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW Land Reclamation 47(3), 261-273. https://doi.org/10.1515/sggw-2015-0030
Kijowska, M. (2010). Charakterystyka okresu wegetacyjnego w Szymbarku w latach 1968-2009. Rocznik Świętokrzyski. Seria. B - Nauki Przyrodnicze, 31, 29-43.
Kišš, V., Pagác, J., Tárník, A., & Čimo, J. (2022). Changes in vegetation period length in Slovakia under the conditions of climate change for 1931-2110. Sustainability, 14(19), 12220. https://doi.org/10.3390/su141912220
Kolářová, E., Nekovář, J., & Adamík, P. (2014). Long-term temporal changes in central European tree phenology (1946-2010) confirm the recent extension of growing seasons. International Journal of Biometeorology, 58(8), 739-1748. https://doi.org/10.1007/s00484-013-0779-z
Kopeć, B. (2009). Uwarunkowania termiczne wegetacji winorośli na obszarze południowo wschodniej Polski. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 4, pp. 251-262.
Kożuchowski, K. (2011). Klimat Polski. Nowe spojrzenie. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
Koźmiński, C., Nidzgorska-Lencewicz, J., Mąkosza, A., & Michalska, B. (2021). Ground frosts in Poland in the growing season. Agriculture, 11(7), 573. https://doi.org/10.3390/agriculture11070573
Krużel, J., Ziernicka-Wojtaszek, A., Borek, Ł. & Ostrowski, K. (2015). The changes in the duration of the meteorological vegetation period in Poland in the years 1971-2000 and 1981-2010. Ecological Engineering & Environmental Technology, 44, 47-52. https://doi.org/10.12912/23920629/60024
Linderholm, H. W. (2006). Growing season changes in the last century. Agricultural and Forest Meteorology, 137(1-2), 1-14. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2006.03.006
Linderholm, H. W., Walther, A., Chen, D., & Moberg, A. (2008). Twentieth-century trends in the thermal growing-season in the Greater Baltic Area. Climatic Change, 87, 405-419. https://doi.org/10.1007/s10584-007-9327-3
Liu, X., Zhu, X., Pan, Y., Zhu, W., Zhang, J., & Zhang, D. (2016). Thermal growing season and response of alpine grass-land to climate variability across the Three-Rivers Head-water Region, China. Agricultural and Forest Meteorology, 220, 30-37. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2016.01.015
Lorenc, H. (Ed.). (2005). Atlas klimatu Polski. Warszawa: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
Marcinkowski, P., & Piniewski, M. (2018). Effect of climate change on sowing and harvest dates of spring barley and maize in Poland. International Agrophysics, 32, 265-271. https://doi.org/10.1515/intag-2017-0015
Marsz, A. A., & Żmudzka, E. (2002). Związki początku termicznego okresu wegetacyjnego w Polsce z anomaliami temperatury powierzchni wody na Atlantyku Północnym - problem prognozy długoterminowej. Przegląd Geofizyczny, 47(3-4), 165-202.
Mager, P., & Kopeć, M. (2010). Okres wegetacyjny w Polsce i w Europie w dobie obserwowanego ocieplenia. In E. Bednorz, L. Kolendowicz (Eds.). Klimat Polski na tle klimatu Europy. Zmiany i ich konsekwencje. Studia i Prace z Geografii i Geologii, 16, 49-63.
Menzel, A., & Fabian, P. (1999). Growing season extended in Europe. Nature, 397, 659-659. https://doi.org/10.1038/17709
Menzel, A., Jakobi, G., Ahas, R., Scheifinger, H., & Estrella, N. (2003). Variations of the climatological growing season (1951-2000) in Germany compared with other countries. International Journal of Climatology, 23, 793-812. https://doi.org/10.1002/joc.915
Merecki, M. (1915). Klimatologia ziem Polskich. Warszawa: Księgarnia Gebethnera i Wolffa.
Molga, M. (1980). Meteorologia rolnicza. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne.
Nidzgorska-Lencewicz, J., Makosza, A. Koźmiński, C., & Michalska, B. (2024). Potential risk of frost in the growing season in Poland. Agriculture, 14(3), 501. https://doi.org/10.3390/agriculture14030501
Nieróbca, A., Kozyra, J., Żyłowska, K., & Wróblewska, E. (2013). Changing length of the growing season in Poland. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. 13(42), 81-94.
Olszewski, K., & Żmudzka, E. (2000). Variability of the vegetative period in Poland. Miscellanea Geographica. Regional Studies on Development, 9, 59-70.
Park, T., Ganguly, S., Tømmervik, Cui, H., Euskirchen, E. S., Høgda, K. A., Karlsen, S. R., Brovkin, V., Nemani, R. R., & Myneni, R. B. (2016). Changes in growing season duration and productivity of northern vegetation inferred from long-term remote sensing data. Environmental Research Letters, 11(8). https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/8/084001
Parmesan, C., & Yohe, G. (2003). A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature, 421, 37-42. https://doi.org/10.1038/nature01286
Qian, B., & Gameda, S. (2010). Canadian agroclimatic scenarios projected from a global climate model. 90th American Meteorological Society Annual Meeting, January 17-21, Atlanta.
Radzka, E. (2021). Variation in Growing Season Thermal Resources in Central-East Poland. Journal of Ecological Engineering, 22(6), 145-150. https://doi.org/10.12911/22998993/137439
Romer, E. (1906). Ziemia. Geografia fizyczna ziem polskich. In Polska: Obrazy i Opisy. T. 1. Lwów: Macierz Polska.
Rubner, K. (1960). Die pflanzengeographischen grundlagen des waldbaus. Neudamm−Neumann
Ruosteenoja, K., Markkanen, T., & Räisänen, J. (2020). Thermal seasons in northern Europe in projected future climate. Journal of Climatology, 40(10), 4444-4462. https://doi.org/10.1002/joc.6466
Ryan, M. G., & Archer, S. R. (2008). Land resources: Forest and arid lands. In United States Climate Change Science Program Synthesis and Assessment Product, 4.3: The effects of climate change on agriculture, land resources, water resources, and biodiversity in the United States (pp. 75-120).
Samborski, A., & Bednarczuk, J. (2009). Termiczne pory roku w okolicach Zamościa w latach 2001- 2008. Acta Agrophysica, 14(1/170), 187-194.
Schwartz, M. D., Ahas, R., & Aasa, A. (2006). Onset of spring starting earlier across the Northern Hemisphere. Global Change Biology, 12(2), 343-351. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.01097.x
Sixth Assessment Report IPCC (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Sixth Assessment Report IPCC (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis.
Skaugen, T. E., & Tveito, O. E. (2004). Growing-season and degree-day scenario in Norway for 2021-2050. Climate Research, 26(3), 221-232. https://doi.org/10.3354/cr026221
Skowera, B., & Kopeć, B. (2008). Okresy termiczne w Polsce Południowo-Wschodniej (1971-2000). Acta Agrophysica, 12, 517-526.
Słownik meteorologiczny (2003). Warszawa: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
Song, Y., Linderholm, H. W., Chen, D., & Walther, A. (2009). Trends of the thermal growing season in China, 1951-2007. International Journal of Climatology, 30(1), 33-43. https://doi.org/10.1002/joc.1868
Středová, H., Stehnová, E., & Škvareninová, J. (2017). Long-term changes of vegetation season in context of spring barley phenology in South Moravia. Kvasny Prumysl, 63(1), 11-15. https://doi.org/10.18832/kp201703
Szwejkowski, Z., Dragańska, E., & Banaszkiewicz, B. (2008). Scenariusze warunków agroklimatycznych okolic Olsztyna w perspektywie spodziewanego globalnego ocieplenia w roku 2050. Acta Agrophysica, 12(2/162), 543-552.
Szyga-Pluta, K., & Tomczyk, A. M. (2019). Anomalies in the length of the growing season in Poland in the period 1966-2015. Idöjárás, 123(3), 391-408. https://doi.org/10.28974/idojaras.2019.3.8
Szyga-Pluta, K., Tomczyk, A. M., Bednorz, E., & Piotrowicz, K. (2022). Assessment of climate variations in the growing period in Central Europe since the end of eighteenth century. Theoretical and Applied Climatology, 149, 1785-1800, https://doi.org/10.1007/s00704-022-04141-1
Szyga-Pluta, K., Tomczyk, A. M., Piotrowicz, K., & Bednorz, E. (2023). Patterns in the multiannual course of growing season in central Europe since the end of the 19th Century. Quaestiones Geographicae 42(1), 59-74. https://doi.org/10.14746/quageo-2023-0005
Tomczyk, A. M., & Bednorz, E. (2022). Atlas klimatu Polski (1991-2020). Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe.
Tomczyk, A. M., & Szyga-Pluta, K. (2016). Okres wegetacyjny w Polsce w latach 1971-2010. Przegląd Geograficzny, 88(1), 75-86. https://doi.org/10.7163/PrzG.2016.1.4
Tomczyk, A. M., & Szyga-Pluta, K. (2017). The period of intense vegetation growth and maturing of plants in north-western Poland. Badania Fizjograficzne. Seria A, 68, 223-232. https://doi.org/10.14746/bfg.2017.8.16
Tomczyk, A. M., & Szyga-Pluta, K. (2019). Variability of thermal and precipitation conditions in the growing season in Poland in the years 1966-2015. Theoretical and Applied Climatology, 135(3-4), 1517-1530. https://doi.org/10.1007/s00704-018-2450-4
Tomczyk, A. M., & Szyga-Pluta, K., Bednorz, E. (2019). The effect of macro-scale circulation types on the length of the growing season in Poland. Meteorology and Atmospheric Physics 131(5), 1315-1325. https://doi.org/10.1007/s00703-018-0639-9
Trnka, M., Olesen, J. E., Kersebaum, K. C., Skjelva, A. O., Eitzinger, J., Seguin, B., … & Zalud, Z. (2011). Agroclimatic conditions in Europe under climate change. Global Change Biology, 17(7), 2298-2318. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2011.02396.x
Tylkowski, J. (2015). The variability of climatic vegetative seasons and thermal resources at the Polish Baltic Sea coastline in the context of potential composition of coastal forest communities. Baltic Forestry, 21(1), pp. 73-82.
Ustrnul, Z., Wypych, A., & Czekierda, D. (2021). Air Temperature Change. In M. Falarz (Ed.), Climate Change in Poland. Past, Present, Future (pp. 275-330). Springer Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-70328-8_11
Walther, A., & Linderholm, H. W. (2006). A comparison of growing season indices for the Greater Baltic Area. International Journal of Biometeorology, 51(2), 107-118. https://doi.org/10.1007/s00484-006-0048-5
Węgrzyn, A. (2008). Typowe i anomalne długości okresu wegetacyjnego na Lubelszczyźnie. Acta Agrophysica, 12(2/162), 561-573.
Woś, A. (2010). Klimat Polski w drugiej połowie XX wieku. Poznań: Wydawnictwo Naukowe UAM.
Wu, M., Vico, G., Manzoni, S., Cai, Z., Bassiouni, M., Tian, F., … & Messori, G. (2021). Early growing season anomalies in vegetation activity determine the large-scale climate-vegetation coupling in Europe. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 126(5), e2020JG006167. https://doi.org/10.1029/2020JG006167
Xia, J., Yan, Z., Jia, G., Zeng, H., Jones, P. D., Zhou, W., & Zhang, A. (2015). Projections of the advance in the start of the growing season during the 21st century based on CMIP5 simulations. Advances in Atmospheric Sciences, 32(6), 831-838. https://doi.org/10.1007/s00376-014-4125-0
Żarski, J., Renata Kuśmierek-Tomaszewska, R., & Dudek, S. (2012). Tendencje zmian termicznych okresów rolniczych w rejonie Bydgoszczy. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, (3/1), 7-17.
Żmudzka, E. (2012). Wieloletnie zmiany zasobów termicznych w okresie wegetacyjnym i aktywnego wzrostu roślin w Polsce. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 12(2), 377-389.
Żmudzka, E., & Dobrowolska, M. (2001). Zmienność termicznego okresu wegetacyjnego w Polsce w drugiej połowie XX wieku. Prace i Studia Geograficzne, 29, 127-136.