Почему из-за изменения климата осенние листья меняют цвет раньше
Крис Лоутон / Unsplash
, CC BY-SA

По мере того, как дни сокращаются и температура в северном полушарии падает, листья начинают поворачиваться. Мы можем наслаждаться великолепными осенними красками, пока листья все еще растут на деревьях, а позже, гуляя, пробиваться сквозь красный, коричневый и золотой ковер.

Когда весной снова поднимаются температуры, возобновляется вегетационный период для деревьев. В более теплые месяцы деревья забирают углекислый газ из атмосферы и хранят его в виде сложных молекул, выделяя кислород в качестве побочного продукта. В двух словах, это процесс фотосинтеза. Чем больше фотосинтеза, тем больше углерода задерживается.

Мы знаем, что углекислый газ является одним из основных факторов изменения климата, поэтому чем больше его могут вынести из атмосферы растения, тем лучше. Поскольку более теплый климат приводит к более длительному вегетационному периоду, некоторые исследователи предложенный что деревья и другие растения будут поглощать больше углекислого газа, чем в прежние времена. Но нового исследования перевернуло эту теорию с ног на голову и может оказать огромное влияние на то, как мы адаптируемся к изменению климата.

Достижение предела

Исследователи, возглавляемые Деборой Зани из Швейцарского федерального технологического института, изучали степень, в которой время изменения цвета осенних листьев деревьев определялось ростом растения предшествующей весной и летом.

Температура и продолжительность светового дня традиционно считались главными факторами, определяющими, когда листья меняют цвет и опадают, некоторые ученые предположить, что повышение температуры задержит этот процесс на более поздний срок. Изучая лиственные европейские породы деревьев, включая конский каштан, березу обыкновенную и дуб черешчатый, авторы нового исследования зафиксировали, сколько углерода поглощало каждое дерево за сезон и как это в конечном итоге повлияло на опадание листьев.


графика подписки внутри себя


Используя данные Панъевропейский фенологический проект, которая отслеживала некоторые деревья на протяжении 65 лет, исследователи обнаружили в своем долгосрочном наблюдательном исследовании, что по мере увеличения скорости фотосинтеза листья меняли цвет и опадали в начале года. На каждые 10% увеличения фотосинтетической активности в течение весенне-летнего вегетационного периода деревья сбрасывают листья в среднем на восемь дней раньше.

Климатические эксперименты на пятилетнем европейском буке и японском таволге предполагают, что могло быть за этим неожиданным результатом. В этих испытаниях деревья подвергались воздействию полного солнца, полутени или полной тени. Результаты показывают, что существует предел фотосинтеза, который дерево может выполнять в течение вегетационного периода. Думайте об этом, как о наполнении ведра водой. Это можно делать медленно или быстро, но когда ведро наполняется, воде больше некуда деваться.

Лиственные деревья, сбрасывающие листья осенью, имеют фиксированное количество углерода, которое они могут поглотить за сезон.
Лиственные деревья, сбрасывающие листья осенью, имеют фиксированное количество углерода, которое они могут поглотить за сезон.
Алекс Стеммер / Shutterstock

Это исследование показывает, что лиственные деревья могут поглощать только определенное количество углерода каждый год, и как только этот предел будет достигнут, он больше не сможет поглощаться. В этот момент листья начинают менять цвет. Этот предел устанавливается доступностью питательных веществ, в частности азота, и физической структурой самого растения, особенно внутренних сосудов, перемещающих воду и растворенные питательные вещества. Азот - это ключевое питательное вещество, необходимое растениям для роста, и часто количество доступного азота ограничивает общий рост. Вот почему фермеры и садоводы используют азотные удобрения, чтобы преодолеть это ограничение.

Вместе эти ограничения означают, что поглощение углерода в течение вегетационного периода является саморегулирующимся механизмом в деревьям и травянистые растения. Только определенное количество углерода может быть поглощено.

Ранние осенние краски

В мире с растущим уровнем углерод в атмосфереЭти новые данные предполагают, что более теплая погода и более продолжительный вегетационный период не позволят лиственным деревьям умеренного климата поглощать больше углекислого газа. Прогностическая модель исследования предполагает, что к 2100 году, когда ожидается, что вегетационный период деревьев продлится от 22 до 34 дней, листья с деревьев упадут на три-шесть дней раньше, чем сейчас.

Это имеет важные последствия для моделирования изменения климата. Если мы допустим, что количество углерода, поглощаемого лиственными деревьями в странах с температурным режимом, таких как Великобритания, будет оставаться неизменным каждый год независимо от вегетационного периода, уровень углекислого газа будет расти быстрее, чем ожидалось ранее. Единственный способ изменить это - увеличить способность деревьев поглощать углерод.

Растения, которые не ограничены доступным количеством азота, могут дольше расти в условиях потепления. Это деревья, которые могут поглощать азот из воздуха, например ольха. Но эти виды по-прежнему теряют листья примерно в то же время, что и всегда, благодаря меньшему дневному свету и более низким температурам.

Но с другой стороны, с перспективой того, что одни деревья потеряют листья раньше, а другие потеряют их в то время, когда они теряют сейчас, может появиться перспектива затяжных осенних красок - и у нас будет больше времени, чтобы пробиться сквозь листья.

Об автореБеседа

Филип Джеймс, профессор экологии, Университет Salford

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Жизнь после углерода: следующая глобальная трансформация городов

by PЭт Пластрик, Джон Кливленд
1610918495Будущее наших городов не такое, как раньше. Модель современного города, которая получила широкое распространение в двадцатом веке, изжила себя. Он не может решить проблемы, которые он помог создать, особенно глобальное потепление. К счастью, в городах появляется новая модель развития городов, которая активно занимается реалиями изменения климата. Он трансформирует способы, которыми города проектируют и используют физическое пространство, генерируют экономическое богатство, потребляют и распоряжаются ресурсами, эксплуатируют и поддерживают природные экосистемы и готовятся к будущему. Доступно на Amazon

Шестое вымирание: неестественная история

Элизабет Колберт
1250062187За последние полмиллиарда лет произошло пять массовых вымираний, когда разнообразие жизни на земле внезапно и резко сократилось. Ученые всего мира в настоящее время отслеживают шестое вымирание, которое, согласно прогнозам, является самым разрушительным событием исчезновения со времени удара астероида, уничтожившего динозавров. На этот раз катаклизм - это мы. В прозе, которая одновременно откровенна, интересна и глубоко информирована, Житель Нью-Йорка писательница Элизабет Колберт рассказывает нам, почему и как люди изменили жизнь на планете так, как ни один вид не имел раньше. Переплетая исследования в полдюжине дисциплин, описания увлекательных видов, которые уже были утеряны, и историю вымирания как концепцию, Кольберт предоставляет движущий и всеобъемлющий отчет об исчезновениях, происходящих на наших глазах. Она показывает, что шестое вымирание, вероятно, будет самым длительным наследием человечества, заставляя нас переосмыслить фундаментальный вопрос о том, что значит быть человеком. Доступно на Amazon

Климатические войны: борьба за выживание в условиях перегрева мира

Гвинн Дайер
1851687181Волны климата беженцев. Десятки несостоявшихся государств. Тотальная война. От одного из величайших геополитических аналитиков мира исходит ужасающий взгляд на стратегические реалии ближайшего будущего, когда изменение климата подталкивает мировые державы к сквозной политике выживания. Пресный и непоколебимый, Климатические войны будет одной из самых важных книг в ближайшие годы. Прочитайте это и узнайте, к чему мы идем. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете воспользоваться этой ссылкой использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.