Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

W miarę jak dni się skracają, a temperatura na półkuli północnej spada, liście zaczynają się zmieniać. Możemy cieszyć się wspaniałymi jesiennymi kolorami, gdy liście wciąż są na drzewach, a później przebijamy się przez czerwono-brązowo-złoty dywan podczas spaceru.

Gdy wiosną temperatura ponownie wzrośnie, następuje wznowienie sezonu wegetacyjnego drzew. W cieplejszych miesiącach drzewa pobierają dwutlenek węgla z atmosfery i przechowują go w postaci złożonych cząsteczek, uwalniając tlen jako produkt uboczny. To w skrócie proces fotosyntezy. Im więcej fotosyntezy, tym więcej węgla jest blokowane.

Wiemy, że dwutlenek węgla jest głównym motorem zmian klimatycznych, więc im więcej roślin może wynieść z atmosfery, tym lepiej. Ponieważ cieplejszy klimat prowadzi do dłuższego sezonu wegetacyjnego, niektórzy badacze tak zasugerował że drzewa i inne rośliny wchłonęłyby więcej dwutlenku węgla niż w przeszłości. Ale nowe badanie postawił tę teorię na głowie i może mieć głęboki wpływ na sposób, w jaki dostosowujemy się do zmian klimatycznych.

Osiągnięcie limitu

Naukowcy, pod kierunkiem Deborah Zani ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii, badali stopień, w jakim moment zmiany koloru jesiennych liści drzew był determinowany przez wzrost rośliny poprzedniej wiosny i lata.

Jako główne wyznaczniki tego, kiedy liście zmieniały kolor i opadały, tradycyjnie przyjmowano temperaturę i długość dnia niektórzy naukowcy założyć, że ocieplenie opóźni ten proces na późniejszą część sezonu. Badając europejskie gatunki drzew liściastych, w tym kasztanowiec zwyczajny, brzozę brodawkowatą i dąb szypułkowy, autorzy nowego badania odnotowali, ile węgla pochłaniało każde drzewo w ciągu sezonu i jak ostatecznie wpłynęło to na opadanie liści.

Korzystając z danych z Ogólnoeuropejski projekt fenologiczny, który śledził niektóre drzewa nawet przez 65 lat, naukowcy odkryli w swoich długoterminowych badaniach obserwacyjnych, że wraz ze wzrostem tempa fotosyntezy liście zmieniały kolor i opadały na początku roku. Na każde 10% wzrostu aktywności fotosyntetycznej w okresie wiosenno-letnim drzewa zrzucają liście średnio osiem dni wcześniej.

Kontrolowane klimatycznie eksperymenty na pięcioletnich europejskich bukach i japońskich łąkotkach sugerują, co może być przyczyną tego nieoczekiwanego wyniku. W tych próbach drzewa były wystawione na działanie pełnego słońca, półcienia lub pełnego cienia. Wyniki pokazują, że istnieje ograniczenie ilości fotosyntezy, jaką drzewo może przeprowadzić w ciągu sezonu wegetacyjnego. Pomyśl o tym jak o napełnianiu wiadra wodą. Można to zrobić powoli lub szybko, ale gdy wiadro jest pełne, nie ma już dokąd płynąć.

Drzewa liściaste, które jesienią zrzucają liście, mają określoną ilość węgla, którą mogą wchłonąć w ciągu sezonu. Alex Stemmer / Shutterstock

Badania te pokazują, że drzewa liściaste mogą pochłaniać tylko określoną ilość węgla każdego roku, a po osiągnięciu tego limitu nie można już wchłonąć. W tym momencie liście zaczynają zmieniać kolor. Granicę tę wyznacza dostępność składników odżywczych, zwłaszcza azotu, i fizyczna struktura samej rośliny, zwłaszcza naczyń wewnętrznych, które przemieszczają wodę i rozpuszczone składniki odżywcze. Azot jest kluczowym składnikiem odżywczym, którego rośliny potrzebują do wzrostu, a często to ilość dostępnego azotu ogranicza całkowity wzrost. Dlatego rolnicy i ogrodnicy używają nawozów azotowych, aby pokonać to ograniczenie.

Wszystkie te ograniczenia oznaczają, że pochłanianie węgla w okresie wegetacji jest mechanizmem samoregulującym drzewa i rośliny zielne. Można wchłonąć tylko tyle węgla.

Wcześniejsze kolory jesieni

W świecie o rosnących poziomach węgiel w atmosferzete nowe odkrycia sugerują, że cieplejsza pogoda i dłuższe okresy wegetacji nie pozwolą drzewom liściastym w strefie umiarkowanej na pochłanianie większej ilości dwutlenku węgla. Model predykcyjny badania sugeruje, że do 2100 r., Kiedy okres wzrostu drzew potrwa od 22 do 34 dni dłużej, liście będą spadać z drzew od trzech do sześciu dni wcześniej niż obecnie.

Ma to znaczące konsekwencje dla modelowania zmian klimatu. Jeśli przyjmiemy, że ilość węgla pochłanianego przez drzewa liściaste w krajach o wysokiej temperaturze, takich jak Wielka Brytania, pozostanie taka sama każdego roku, niezależnie od sezonu wegetacyjnego, poziom dwutlenku węgla wzrośnie szybciej niż wcześniej oczekiwano. Jedynym sposobem, aby to zmienić, będzie zwiększenie zdolności drzew do pochłaniania węgla.

Rośliny, które nie są ograniczone ilością dostępnego azotu, mogą rosnąć dłużej w ocieplającym się klimacie. Są to drzewa, które mogą pobierać azot z powietrza, np olcha. Ale te gatunki nadal będą tracić liście mniej więcej w tym samym czasie co zawsze, dzięki mniejszej ilości światła dziennego i niższym temperaturom.

Ale z drugiej strony, biorąc pod uwagę perspektywę, że niektóre drzewa stracą liście wcześniej, a inne stracą je w tym samym czasie, co teraz, może pojawić się perspektywa przedłużenia jesiennych kolorów - i więcej czasu, abyśmy mogli przedrzeć się przez liście.

O autorze

Philip James, profesor ekologii, University of Salford

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

Life After Carbon: Next Global Transformation of Cities

by Peter Plastrik, John Cleveland
Przyszłość naszych miast nie jest już taka, jak kiedyś. Model nowoczesnego miasta, który został przyjęty na całym świecie w XX wieku, przeżył swoją przydatność. Nie może rozwiązać problemów, które pomógł stworzyć - zwłaszcza globalnego ocieplenia. Na szczęście w miastach pojawia się nowy model rozwoju miast w celu agresywnego radzenia sobie z realiami zmian klimatu. Zmienia sposób, w jaki miasta projektują i wykorzystują przestrzeń fizyczną, generują bogactwo gospodarcze, konsumują i pozbywają się zasobów, eksploatują i utrzymują naturalne ekosystemy oraz przygotowują się na przyszłość. Dostępne na Amazon

Szóste wyginięcie: nienaturalna historia

Elżbieta Kolbert
W ciągu ostatnich pół miliarda lat miało miejsce Pięć masowych wymierań, kiedy różnorodność życia na Ziemi nagle i dramatycznie się zmniejszyła. Naukowcy z całego świata monitorują obecnie szóste wyginięcie, które, jak się przewiduje, będzie najbardziej niszczycielskim wydarzeniem wyginięcia od czasu uderzenia asteroidy, która zniszczyła dinozaury. Tym razem kataklizm to my. W prozie, która jest jednocześnie szczera, zabawna i głęboko poinformowana, New Yorker pisarka Elizabeth Kolbert mówi nam, dlaczego i jak istoty ludzkie zmieniły życie na planecie w sposób, jakiego nie zrobił żaden gatunek wcześniej. Przeplatając badania w pół tuzinie dyscyplin, opisy fascynujących gatunków, które już zostały utracone, oraz historię wyginięcia jako koncepcji, Kolbert przedstawia poruszającą i kompleksową relację o zniknięciach, które mają miejsce na naszych oczach. Pokazuje, że szóste wyginięcie prawdopodobnie będzie najtrwalszym dziedzictwem ludzkości, zmuszając nas do przemyślenia fundamentalnego pytania, co to znaczy być człowiekiem. Dostępne na Amazon

Wojny klimatyczne: walka o przetrwanie, gdy świat się przegrzewa

autor: Gwynne Dyer
Fale uchodźców klimatycznych. Dziesiątki nieudanych stanów. Wojna totalna. Z jednego z największych analityków geopolitycznych na świecie dochodzi przerażające spojrzenie na strategiczne realia najbliższej przyszłości, kiedy zmiany klimatu popychają potęgę świata w kierunku surowej polityki przetrwania. Przewidujący i niezachwiany, Wojny klimatyczne będzie jedną z najważniejszych książek nadchodzących lat. Przeczytaj i dowiedz się, do czego zmierzamy. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.