Кріс Лоутон / Unsplash, CC BY-SA

У міру того, як дні скорочуються, а температура в північній півкулі падає, листя починає крутитися. Ми можемо насолоджуватися чудовими осінніми фарбами, поки листя все ще на деревах, а згодом, вибиваючись крізь червоний, коричневий та золотий килим під час прогулянки.

Коли навесні знову піднімаються температури, вегетаційний період дерев відновлюється. Протягом теплих місяців дерева беруть вуглекислий газ з атмосфери і зберігають його у складних молекулах, виділяючи кисень як побічний продукт. Це, в двох словах, процес фотосинтезу. Чим більше фотосинтезу, тим більше вуглецю блокується.

Ми знаємо, що вуглекислий газ є головним фактором зміни клімату, тому чим більше його можна вивести з атмосфери, тим краще. Оскільки теплий клімат призводить до довшого періоду вегетації, деякі дослідники мають запропонований що дерева та інші рослини поглинуть більше вуглекислого газу, ніж у попередні часи. Але Нове дослідження перевернув цю теорію на голову і може мати глибокі наслідки для того, як ми адаптуємось до кліматичних змін.

Досягнення межі

Дослідники, очолювані Деборою Зані з Швейцарського федерального технологічного інституту, вивчали ступінь, до якої терміни зміни кольору осіннього листя дерев визначалися зростанням рослини попередньою весною та літом.

Температура та тривалість дня традиційно приймалися головними детермінантами того, коли листя змінювало колір і опадало, ведучими деякі вчені припустити, що потепління температури затримає цей процес до пізнього сезону. Вивчаючи листяні європейські породи дерев, включаючи кінський каштан, срібну березу та англійський дуб, автори нового дослідження зафіксували, скільки вуглецю поглинало кожне дерево за сезон і як це врешті-решт вплинуло на опадання листя.

Використання даних із Загальноєвропейський фенологічний проект, який відслідковував деякі дерева впродовж 65 років, у своєму довгостроковому спостережному дослідженні дослідники виявили, що в міру збільшення швидкості фотосинтезу листя змінювало колір і опадало на початку року. На кожні 10% збільшення фотосинтетичної активності за весняний та літній вегетаційний період дерева скидають листя в середньому на вісім днів раніше.

Контрольовані кліматом експерименти на п’ятирічних європейських буках та японських вівчарських деревах дозволяють припустити, що може бути за цим несподіваним результатом. У цих випробуваннях дерева піддавались сонячному, напівтіньовому або повному тіні. Результати показують, що існує обмеження кількості фотосинтезу, яке дерево може здійснювати протягом вегетаційного періоду. Думайте про це, як про наповнення відра водою. Це можна зробити повільно або швидко, але як тільки відро заповниться, більше нікуди не буде води.

Листяні дерева, які скидають листя восени, мають фіксовану кількість вуглецю, який вони можуть поглинати за сезон. Алекс Штеммер / Shutterstock

Це дослідження показує, що листяні дерева можуть поглинати лише встановлену кількість вуглецю щороку, і як тільки ця межа досягнута, поглинати більше не можна. У цей момент листя починають змінювати забарвлення. Ця межа встановлюється доступністю поживних речовин, зокрема азоту, та фізичною структурою самої рослини, зокрема внутрішніх судин, які переміщують воду та розчинені поживні речовини навколо. Азот є ключовою поживною речовиною, яка потрібна рослинам для росту, і часто кількість доступного азоту обмежує загальний ріст. Ось чому фермери та садівники використовують азотні добрива, щоб подолати це обмеження.

Разом ці обмеження означають, що поглинання вуглецю протягом вегетаційного періоду є механізмом саморегулювання в Росії дерева та трав'янисті рослини. Можна взяти лише стільки вуглецю.

Раніше осінні кольори

У світі зі зростаючим рівнем вуглецю в атмосфері, ці нові результати свідчать про те, що тепла погода та триваліші сезони зростання не дозволять помірним листяним деревам забирати більше вуглекислого газу. Прогнозована модель дослідження передбачає, що до 2100 року, коли очікується, що сезони вирощування дерев будуть довшими на 22-34 дні, листя опаде з дерев на три-шість днів раніше, ніж це відбувається зараз.

Це має суттєві наслідки для моделювання змін клімату. Якщо ми визнаємо, що кількість вуглецю, що поглинається листяними деревами в таких температурних країнах, як Великобританія, залишатиметься незмінною щороку, незалежно від періоду вегетації, рівень вуглекислого газу зростатиме швидше, ніж очікувалося раніше. Єдиним способом змінити це буде збільшення здатності дерев поглинати вуглець.

Рослини, які не обмежені кількістю азоту, можуть рости довше в умовах потепління клімату. Це дерева, які можуть приймати азот з повітря, такі як вільха. Але ці види все одно втратять листя приблизно в той самий час, як завжди, завдяки меншому денному освітленню та холодним температурам.

Але вгору, з перспективою того, що деякі дерева втрачають листя раніше, а інші втрачають їх у той час, який вони роблять зараз, може існувати перспектива тривалих осінніх кольорів - і більше часу для нас, щоб пробивати листя.

Про автора

Філіп Джеймс, професор екології, Салфордський університет

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

Життя після вуглецю: наступна глобальна трансформація міст

by Pетер Пластрік, Джон Клівленд
Майбутнє наших міст не те, що раніше. Модель сучасного міста, яка увійшла в глобальний масштаб у ХХ столітті, пережила свою корисність. Він не може вирішити проблеми, які йому допомогли створити - особливо глобальне потепління. На щастя, у містах з'являється нова модель розвитку міст для агресивного вирішення реалій зміни клімату. Це перетворює дизайн спосіб міст і використовувати фізичне простір, створювати економічні багатства, споживають і розпоряджатися ресурсами, експлуатувати і підтримувати природні екосистеми, і підготуватися до майбутнього. Доступний на Amazon

Шосте вимирання: неприродна історія

автор: Елізабет Колберт
За останні півмільярда років було п'ять масових вимирань, коли різноманітність життя на землі раптово і різко скоротилося. Учені в усьому світі в даний час моніторинг шостого вимирання, за прогнозами, буде найбільш руйнівним вимирання з астероїдом, який знищив динозаврів. На цей раз навколо, катаклізм нас. У прозі, яка одразу відверта, розважальна та глибоко поінформована, Житель Нью-Йорка письменниця Елізабет Колберт розповідає, чому і як люди змінили життя на планеті так, як жоден вид до цього не існував. Переплетення досліджень у півдесятка дисциплін, описи захоплюючих видів, які вже були втрачені, та історія вимирання як поняття, Колберт дає зворушливий та всебічний виклад зникнень, що відбуваються перед нашими очима. Вона показує, що шостого вимирання, ймовірно, буде найбільш міцне спадщина людства, змушує нас переосмислити фундаментальне питання про те, що значить бути людиною. Доступний на Amazon

Кліматичні війни: боротьба за виживання як перегрів світу

від Гвінне Дайер
Хвилі кліматичних біженців. Десятки невдалих держав. Повна війна. Від одного з найбільших світових геополітичних аналітиків виходить жахливе уявлення про стратегічні реалії найближчого майбутнього, коли зміни клімату спрямовують світові сили на політику виживання. Старовинні і невпинні, Кліматичні війни буде однією з найважливіших книг найближчих років. Читайте і дізнатися, що ми наближаємося до. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, та ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.