Klimaændringer får efterårsblade til at skifte farve tidligere - her er hvorfor

Efterhånden som dagene bliver kortere og temperaturerne falder på den nordlige halvkugle, bladene begynder at dreje. Vi kan nyde herlige efterårsfarver, mens bladene stadig er på træerne og, senere, sparker gennem en rød, brunt og guld tæppe, når man er ude at gå.

Når temperaturerne stiger igen om foråret, vækstsæsonen for træer genoptages. Gennem de varmere måneder, træer tager kuldioxid fra atmosfæren og lagrer det i komplekse molekyler, frigivelse af ilt som et biprodukt. Det her, i en nøddeskal, er processen med fotosyntese. Jo mere fotosyntese, jo mere kulstof er låst væk.

Vi ved, at kuldioxid er en væsentlig drivkraft for klimaændringer, så jo mere der kan tages ud af atmosfæren af ​​planter, des bedre. Med det varmere klima, der fører til en længere vækstsæson, nogle forskere har foreslået, at mere kuldioxid ville blive absorberet af træer og andre planter end tidligere. Men en ny undersøgelse har vendt denne teori på hovedet og kan have dybtgående virkninger på, hvordan vi tilpasser os klimaændringer.

At nå grænsen

Forskerne, ledet af Deborah Zani ved Swiss Federal Institute of Technology, undersøgte, i hvilken grad tidspunktet for farveændringer i efterårets træblade blev bestemt af plantens vækst i det forudgående forår og sommer.

Temperatur og dagslængde blev traditionelt accepteret som de vigtigste bestemmende faktorer for, hvornår blade skiftede farve og faldt, hvilket får nogle videnskabsmænd til at antage, at opvarmningstemperaturer ville forsinke denne proces til senere på sæsonen. Undersøgelse af løvfældende europæiske træarter, inklusive hestekastanje, sølv birk og engelsk eg, forfatterne af den nye undersøgelse registrerede, hvor meget kulstof hvert træ absorberede pr. sæson, og hvordan det i sidste ende påvirkede, når bladene faldt.

Ved at bruge data fra Pan European Phenology Project, som har sporet nogle træer i så længe som 65 år, forskerne fandt i deres langsigtede observationsstudie, at efterhånden som hastigheden af ​​fotosyntese steg, blade skiftede farve og faldt tidligere på året. For hver 10% stigning i fotosyntetisk aktivitet i løbet af foråret og sommerens vækstsæson, træer smider deres blade, gennemsnitlig, otte dage tidligere.

Klimakontrollerede eksperimenter på fem år gamle europæiske bøgetræer og japanske engetræer tyder på, hvad der kunne ligge bag dette uventede resultat. I disse forsøg, træerne blev udsat for fuld sol, halvskygge eller fuld skygge. Resultaterne viser, at der er en grænse for mængden af ​​fotosyntese, som et træ kan udføre over en vækstsæson. Tænk på det som at fylde en spand med vand. Det kan gøres langsomt eller hurtigt, men når spanden er fuld, der er ingen steder for mere vand at gå.

Denne forskning viser, at løvtræer kun kan absorbere en bestemt mængde kulstof hvert år, og når denne grænse er nået, ikke mere kan absorberes. På det tidspunkt, blade begynder at skifte farve. Denne grænse er sat af tilgængeligheden af ​​næringsstoffer, især nitrogen, og den fysiske struktur af selve planten, især de indre kar, som flytter vand og opløste næringsstoffer rundt. Nitrogen er et nøglenæringsstof, som planter har brug for for at vokse, og det er ofte mængden af ​​tilgængeligt nitrogen, der begrænser den samlede vækst. Det er derfor, landmænd og gartnere bruger kvælstofgødning, at overvinde denne begrænsning.

Sammen, disse begrænsninger betyder, at kulstofoptagelse i vækstsæsonen er en selvregulerende mekanisme i træer og urteagtige planter. Kun så meget kulstof kan optages.

Tidligere efterårsfarver

I en verden med stigende niveauer af kulstof i atmosfæren, disse nye resultater antyder, at varmere vejr og længere vækstsæsoner ikke vil tillade tempererede løvtræer at optage mere kuldioxid. Undersøgelsens prædiktive model antyder, at i 2100, når træets vækstsæsoner forventes at være mellem 22 og 34 dage længere, blade vil falde fra træer mellem tre og seks dage tidligere, end de gør nu.

Dette har betydelige konsekvenser for modellering af klimaændringer. Hvis vi accepterer, at mængden af ​​kulstof, der optages af løvtræer i temperaturlande som Storbritannien, vil forblive den samme hvert år uanset vækstsæsonen, kuldioxidniveauet vil stige hurtigere end tidligere forventet. Den eneste måde at ændre dette på vil være at øge træernes kapacitet til at absorbere kulstof.

Planter, der ikke er begrænset af mængden af ​​tilgængeligt nitrogen, kan muligvis vokse længere i det opvarmende klima. Det er de træer, der kan tage kvælstof fra luften, såsom el. Men disse arter vil stadig miste deres blade på nogenlunde samme tidspunkt som altid, takket være mindre dagslys og koldere temperaturer.

Men på opsiden, med udsigten til, at nogle træer mister deres blade tidligere, og andre mister dem på det tidspunkt, de gør nu, der kan være udsigt til langvarige efterårsfarver – og mere tid til, at vi kan sparke gennem bladene.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.