Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

Når dagene forkortes og temperaturen synker på den nordlige halvkule, begynner bladene å snu. Vi kan nyte strålende høstfarger mens bladene fremdeles er på trærne, og senere sparker vi gjennom et rødt, brunt og gullteppe når vi går.

Når temperaturen stiger igjen om våren, fortsetter vekstsesongen for trær. Gjennom de varmere månedene tar trær karbondioksid fra atmosfæren og lagrer det i komplekse molekyler, og frigjør oksygen som et biprodukt. Dette, i et nøtteskall, er prosessen med fotosyntese. Jo mer fotosyntese, jo mer karbon blir låst bort.

Vi vet at karbondioksid er en viktig driver for klimaendringene, så jo mer som planter kan ta ut av atmosfæren, jo bedre. Med det varmere klimaet som fører til en lengre vekstsesong, har noen forskere gjort det foreslått at mer karbondioksid ville bli absorbert av trær og andre planter enn i tidligere tider. Men en ny studie har snudd denne teorien på hodet og kan ha dype effekter på hvordan vi tilpasser oss klimaendringene.

Nå grensen

Forskerne, ledet av Deborah Zani ved Swiss Federal Institute of Technology, studerte i hvilken grad tidspunktet for fargeendringer i høstens treblader ble bestemt av veksten av planten våren og sommeren.

Temperatur og daglengde ble tradisjonelt akseptert som de viktigste bestemmende faktorene for når bladene endret farge og falt, førende noen forskere å anta at oppvarmingstemperaturer vil forsinke denne prosessen til senere i sesongen. Studerer løvfellende europeiske treslag, inkludert hestekastanje, sølvbjørk og engelsk eik, og forfatterne av den nye studien registrerte hvor mye karbon hvert tre absorberte per sesong og hvordan det til slutt påvirket når bladene falt.

Bruker data fra Pan-europeisk fenologiprosjekt, som har sporet noen trær så lenge som 65 år, fant forskerne i sin langsiktige observasjonsstudie at når frekvensen av fotosyntese økte, endret bladene farge og falt tidligere på året. For hver 10% økning i fotosyntetisk aktivitet i løpet av våren og sommerens vekstsesong, kaster trær i gjennomsnitt åtte dager tidligere.

Klimakontrollerte eksperimenter på fem år gamle europeiske bøk og japanske engsøde trær antyder hva som kan ligge bak dette uventede resultatet. I disse forsøkene ble trærne utsatt for full sol, halvskygge eller full skygge. Resultatene viser at det er en grense for hvor mye fotosyntese et tre kan utføre i løpet av en vekstsesong. Tenk på det som å fylle en bøtte med vann. Det kan gjøres sakte eller raskt, men når skuffen er full, er det ingen steder det kan gå mer vann.

Løvtrær, som kaster løv om høsten, har en fast mengde karbon de kan absorbere per sesong. Alex Stemmer / Shutterstock

Denne undersøkelsen viser at løvtrær bare kan absorbere en bestemt mengde karbon hvert år, og når den grensen er nådd, kan ikke mer absorberes. På det tidspunktet begynner bladene å endre farge. Denne grensen er satt av tilgjengeligheten av næringsstoffer, spesielt nitrogen, og selve plantens fysiske struktur, spesielt de indre karene som flytter vann og oppløste næringsstoffer rundt. Nitrogen er et viktig næringsstoff som planter trenger for å vokse, og det er ofte mengden tilgjengelig nitrogen som begrenser total vekst. Dette er grunnen til at bønder og gartnere bruker nitrogengjødsel for å overvinne denne begrensningen.

Til sammen betyr disse begrensningene at karbonopptaket i vekstsesongen er en selvregulerende mekanisme i trær og urteaktige planter. Bare så mye karbon kan tas opp.

Tidligere høstfarger

I en verden med økende nivåer av karbon i atmosfæren, disse nye funnene innebærer at varmere vær og lengre vekstsesonger ikke vil tillate at tempererte løvtrær tar opp mer karbondioksid. Studiens prediktive modell antyder at innen 2100, når trevekstsesongene forventes å være mellom 22 og 34 dager lenger, vil bladene falle fra trær mellom tre og seks dager tidligere enn de gjør nå.

Dette har betydelige implikasjoner for modellering av klimaendringer. Hvis vi godtar at mengden karbon som løvtrær tar opp i temperaturland som Storbritannia, vil forbli den samme hvert år uavhengig av vekstsesongen, vil karbondioksidnivået øke raskere enn tidligere forventet. Den eneste måten å endre dette på vil være å øke trærne til å absorbere karbon.

Planter som ikke er begrenset av mengden nitrogen tilgjengelig, kan være i stand til å vokse lenger i det oppvarmende klimaet. Dette er trærne som kan ta nitrogen fra luften, for eksempel or. Men disse artene vil fortsatt miste bladene på omtrent samme tid som alltid, takket være mindre dagslys og kaldere temperaturer.

Men på oppsiden, med utsiktene til at noen trær mister bladene sine tidligere og andre mister dem på det tidspunktet de gjør nå, kan det være muligheten for langvarige høstfarger - og mer tid for oss å sparke gjennom bladene.

om forfatteren

Philip James, professor i økologi, University of Salford

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Livet etter karbon: Den neste globale transformasjonen av byer

by Peter Plastrik, John Cleveland
Fremtiden for våre byer er ikke hva det pleide å være. Den moderne bymodellen som tok hold globalt i det tjuende århundre har overlevd sin nytte. Det kan ikke løse problemene som det bidro til å skape - spesielt global oppvarming. Heldigvis oppstår en ny modell for byutvikling i byer for å aggressivt takle virkelighetene av klimaendringer. Det forandrer måten byer designer og bruker fysisk plass, genererer økonomisk rikdom, forbruker og disponerer ressurser, utnytter og opprettholder de naturlige økosystemene og forbereder seg for fremtiden. Tilgjengelig på Amazon

Den sjette utryddelsen: En unaturlig historie

av Elizabeth Kolbert
I løpet av de siste halv milliarder årene har det vært Fem masseutryddelser, da mangfoldet av liv på jorden plutselig og dramatisk ble inngått. Vitenskapsmenn rundt om i verden overvåker for øyeblikket sjette utryddelsen, som antas å være den mest ødeleggende utryddelseshendelsen siden asteroideffekten som slettet ut dinosaurene. Denne gangen er katastrofen oss. I prosa som er umiddelbart ærlig, underholdende og dypt informert, New Yorker forfatteren Elizabeth Kolbert forteller oss hvorfor og hvordan mennesker har endret livet på planeten på en måte som ingen arter har før. Interweaving forskning i et halvt dusin disipliner, beskrivelser av den fascinerende arten som allerede har gått tapt, og historien om utryddelse som et konsept, gir Kolbert en flytende og omfattende redegjørelse for forsvunnelsene som skjer før våre øyne. Hun viser at den sjette utryddelsen sannsynligvis vil være menneskehetens mest varige arv, og tvinger oss til å revurdere det grunnleggende spørsmålet om hva det betyr å være menneske. Tilgjengelig på Amazon

Klima kriger: Kampen for overlevelse som verdens overoppheting

av Gwynne Dyer
Bølger av klimaflyktninger. Dusinvis av mislykkede stater. Full krig. Fra en av verdens store geopolitiske analytikere kommer et skremmende glimt av de strategiske realitetene i den nærmeste fremtid, når klimaendringer driver verdens krefter mot overkroppens overlevelsespolitikk. Prescient og unflinching, Climate Wars vil være en av de viktigste bøkene i de kommende årene. Les det og finn ut hva vi skal på. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.