Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

Seiring hari semakin pendek dan suhu turun di hemisfera utara, daun mulai berpusing. Kita dapat menikmati warna musim luruh yang indah semasa daunnya masih di atas pokok dan, kemudian, menendang permaidani merah, coklat dan emas ketika berjalan.

Apabila suhu meningkat semula pada musim bunga, musim tumbuh-tumbuhan akan tumbuh semula. Sepanjang bulan-bulan yang lebih panas, pokok mengambil karbon dioksida dari atmosfer dan menyimpannya dalam molekul kompleks, melepaskan oksigen sebagai produk sampingan. Ringkasnya, ini adalah proses fotosintesis. Semakin banyak fotosintesis, semakin banyak karbon terkunci.

Kita tahu bahawa karbon dioksida adalah pemacu utama perubahan iklim, jadi semakin banyak yang dapat dikeluarkan dari atmosfera oleh tumbuhan, semakin baik. Dengan iklim yang lebih panas menyebabkan musim tumbuh lebih lama, beberapa penyelidik mempunyai mencadangkan bahawa lebih banyak karbon dioksida akan diserap oleh pokok dan tanaman lain daripada pada masa sebelumnya. Tetapi satu kajian baru telah mengubah teori ini dan boleh memberi kesan mendalam kepada bagaimana kita menyesuaikan diri dengan perubahan iklim.

Mencapai had

Para penyelidik, yang diketuai oleh Deborah Zani di Institut Teknologi Persekutuan Switzerland, mengkaji sejauh mana masa perubahan warna pada daun pokok musim luruh ditentukan oleh pertumbuhan tanaman pada musim bunga dan musim panas sebelumnya.

Suhu dan panjang hari secara tradisional diterima sebagai penentu utama ketika daun berubah warna dan jatuh, memimpin beberapa saintis untuk mengandaikan bahawa suhu pemanasan akan melambatkan proses ini hingga akhir musim. Mengkaji spesies pokok Eropah yang gugur, termasuk chestnut kuda, birch perak dan oak Inggeris, penulis kajian baru itu mencatatkan berapa banyak karbon yang diserap setiap pokok setiap musim dan bagaimana akhirnya mempengaruhi ketika daun jatuh.

Dengan menggunakan data dari Projek Fenologi Pan Eropah, yang telah mengesan beberapa pokok selama 65 tahun, para penyelidik mendapati dalam kajian pemerhatian jangka panjang mereka bahawa ketika kadar fotosintesis meningkat, daun berubah warna dan jatuh pada awal tahun. Untuk setiap 10% peningkatan aktiviti fotosintetik pada musim tanam dan musim panas, pokok-pokok menumpahkan daunnya, rata-rata, lapan hari sebelumnya.

Eksperimen yang dikendalikan oleh iklim pada pohon beech Eropah lima tahun dan pokok meadowsweet Jepun menunjukkan apa yang boleh berlaku di sebalik hasil yang tidak dijangka ini. Dalam percubaan ini, pokok-pokok terkena cahaya matahari penuh, separuh teduh atau teduh penuh. Hasilnya menunjukkan bahawa ada batasan jumlah fotosintesis yang dapat dilakukan oleh pokok sepanjang musim tanam. Fikirkan seperti mengisi baldi dengan air. Ia dapat dilakukan dengan perlahan atau cepat, tetapi setelah baldi penuh, tidak ada lagi tempat untuk pergi.

Pohon yang gugur, yang menumpahkan daun pada musim luruh, mempunyai jumlah karbon tetap yang dapat mereka serap setiap musim. Alex Stemmer / Shutterstock

Penyelidikan ini menunjukkan bahawa pokok gugur hanya dapat menyerap sejumlah karbon yang banyak setiap tahun dan apabila hadnya tercapai, tidak ada lagi yang dapat diserap. Pada ketika itu, daun mula berubah warna. Had ini ditetapkan oleh ketersediaan nutrien, terutama nitrogen, dan struktur fizikal tanaman itu sendiri, terutama saluran dalaman yang memindahkan air dan nutrien terlarut di sekitar. Nitrogen adalah nutrien utama yang diperlukan oleh tumbuhan untuk tumbuh, dan selalunya jumlah nitrogen yang ada dapat membatasi pertumbuhan keseluruhan. Inilah sebabnya mengapa petani dan tukang kebun menggunakan baja nitrogen, untuk mengatasi batasan ini.

Bersama-sama, kekangan ini bermaksud bahawa pengambilan karbon semasa musim tanam adalah mekanisme pengawalseliaan sendiri di pokok and tumbuhan herba. Hanya banyak karbon yang dapat diambil.

Warna musim luruh yang lebih awal

Di dunia dengan tahap peningkatan karbon di atmosfera, penemuan baru ini menunjukkan bahawa cuaca yang lebih panas dan musim tanam yang lebih lama tidak akan membenarkan pokok-pokok gugur yang sederhana untuk mengambil lebih banyak karbon dioksida. Model ramalan kajian menunjukkan bahawa menjelang 2100, ketika musim penanaman pokok dijangka antara 22 dan 34 hari lebih lama, daun akan jatuh dari pokok antara tiga hingga enam hari lebih awal daripada yang ada sekarang.

Ini mempunyai implikasi yang signifikan terhadap pemodelan perubahan iklim. Sekiranya kita menerima bahawa jumlah karbon yang diambil oleh pohon-pohon yang gugur di negara-negara suhu seperti UK akan tetap sama setiap tahun tanpa mengira musim tanam, tahap karbon dioksida akan meningkat lebih cepat daripada yang dijangkakan sebelumnya. Satu-satunya cara untuk mengubahnya adalah dengan meningkatkan keupayaan pokok untuk menyerap karbon.

Tumbuhan yang tidak dibatasi oleh jumlah nitrogen yang ada mungkin dapat tumbuh lebih lama dalam iklim pemanasan. Ini adalah pokok-pokok yang dapat mengambil nitrogen dari udara, seperti alder. Tetapi spesies ini masih akan kehilangan daunnya pada waktu yang hampir sama seperti biasa, berkat suhu siang yang kurang dan suhu yang lebih sejuk.

Tetapi sebaliknya, dengan kemungkinan beberapa pokok kehilangan daunnya lebih awal dan yang lain kehilangannya pada saat mereka sekarang, mungkin ada kemungkinan warna musim luruh yang berpanjangan - dan lebih banyak masa untuk kita menendang daun.

Mengenai Penulis

Philip James, Profesor Ekologi, Universiti Salford

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

Kehidupan Selepas Karbon: Transformasi Dunia Sedunia

by Peter Plastrik, John Cleveland
Masa depan bandar-bandar kita bukanlah perkara biasa. Model kota-kota yang memegang global pada abad ke-20 telah melampaui kegunaannya. Ia tidak dapat menyelesaikan masalah yang dapat membantu mewujudkan pemanasan global terutamanya. Mujurlah, satu model baru untuk pembangunan bandar muncul di bandar-bandar untuk mengatasi realiti perubahan iklim secara agresif. Ia mengubah cara reka bentuk bandar dan menggunakan ruang fizikal, menjana kekayaan ekonomi, mengambil dan melupuskan sumber, mengeksploitasi dan mengekalkan ekosistem semulajadi, dan bersedia untuk masa depan. Tersedia di Amazon

Kepupusan Keenam: Sejarah Unik

oleh Elizabeth Kolbert
Sepanjang tahun setengah bilion yang terakhir, terdapat Lima kepupusan besar-besaran, apabila kepelbagaian kehidupan di bumi tiba-tiba dan secara mendadak dikontrak. Para saintis di seluruh dunia sedang memantau kepupusan keenam, yang diramalkan sebagai peristiwa kepupusan yang paling dahsyat sejak kesan asteroid yang menghapuskan dinosaur. Kali ini, bencana itu adalah kita. Dalam prose yang sekaligus terus terang, menghiburkan, dan mendalam, New Yorker penulis Elizabeth Kolbert memberitahu kita mengapa dan bagaimana manusia telah mengubah kehidupan di planet ini dengan cara yang tidak ada spesies sebelum ini. Kajian interweaving dalam setengah dozen disiplin, penerangan tentang spesies yang menarik yang telah hilang, dan sejarah kepupusan sebagai satu konsep, Kolbert menyediakan akaun yang bergerak dan komprehensif mengenai kehilangan yang berlaku sebelum mata kita. Dia menunjukkan bahawa kepupusan keenam mungkin menjadi warisan manusia paling lama, memaksa kita untuk memikirkan semula perkara asas tentang apa yang dimaksudkan untuk menjadi manusia. Tersedia di Amazon

Perang Iklim: Perjuangan untuk Hidup sebagai Overheats Dunia

oleh Gwynne Dyer
Gelombang pelarian iklim. Berpuluh-puluh negeri yang gagal. Peperangan yang menyeluruh. Dari salah satu penganalisis geopolitik yang hebat di dunia ini, ia melihat gambaran yang nyata tentang realiti strategik masa depan yang terdekat, apabila perubahan iklim memacu kuasa-kuasa dunia ke arah politik yang terus bertahan. Prihatin dan tidak berdaya, Perang Iklim akan menjadi salah satu buku yang paling penting dalam tahun-tahun akan datang. Baca dan cari apa yang sedang kami jalankan. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.