Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

När dagarna förkortas och temperaturen sjunker på norra halvklotet börjar löven vända. Vi kan njuta av härliga höstfärger medan bladen fortfarande ligger på träden och senare sparkar genom en röd, brun och guldmatta när vi går ut.

När temperaturen stiger igen på våren återupptas trädens växtsäsong. Under de varmare månaderna tar träd koldioxid från atmosfären och lagrar den i komplexa molekyler och släpper ut syre som en biprodukt. Detta, i ett nötskal, är processen för fotosyntes. Ju mer fotosyntes, desto mer kol är låst bort.

Vi vet att koldioxid är en viktig drivkraft för klimatförändringen, så ju mer som växter kan ta ut ur atmosfären, desto bättre. Med det varmare klimatet som leder till en längre växtsäsong har vissa forskare gjort det föreslog att mer koldioxid skulle absorberas av träd och andra växter än tidigare tider. Men en ny studie har vänt denna teori på huvudet och kan ha djupgående effekter på hur vi anpassar oss till klimatförändringen.

Nå gränsen

Forskarna, ledda av Deborah Zani vid schweiziska federala tekniska institutet, studerade i vilken grad tidpunkten för färgförändringar i höstens trädlöv bestämdes av växts tillväxt under våren och sommaren.

Temperatur och dagslängd accepterades traditionellt som de viktigaste faktorerna för när bladen ändrade färg och föll, vilket ledde några forskare att anta att uppvärmningstemperaturer skulle försena denna process tills senare under säsongen. Studera lövverkande europeiska trädarter, inklusive hästkastanj, silverbjörk och engelsk ek, författarna till den nya studien registrerade hur mycket kol varje träd absorberade per säsong och hur det slutligen påverkade när bladen föll.

Med hjälp av data från Pan-europeiskt fenologiprojekt, som har spårat några träd så länge som 65 år, fann forskarna i sin långsiktiga observationsstudie att när graden av fotosyntes ökade, bytte bladen färg och föll tidigare på året. För varje 10-procentig ökning av fotosyntetisk aktivitet under vårens och sommarens växtsäsong kasta träd sina löv i genomsnitt åtta dagar tidigare.

Klimatkontrollerade experiment på fem år gamla europeiska bok- och japanska ängsöta träd antyder vad som kan ligga bakom detta oväntade resultat. I dessa försök utsattes träden för full sol, halvskugga eller full skugga. Resultaten visar att det finns en gräns för mängden fotosyntes som ett träd kan utföra under en växtsäsong. Tänk på det som att fylla en hink med vatten. Det kan göras långsamt eller snabbt, men när skopan är full finns det ingenstans för mer vatten att gå.

Lövträd, som kasta löv på hösten, har en fast mängd kol som de kan ta upp per säsong. Alex Stemmer / Shutterstock

Denna forskning visar att lövträd endast kan absorbera en viss mängd kol varje år och när den gränsen nås kan inget mer tas upp. Vid den tiden börjar bladen ändra färg. Denna gräns sätts av tillgången på näringsämnen, särskilt kväve, och den fysiska strukturen hos själva växten, särskilt de inre kärlen som flyttar vatten och upplösta näringsämnen runt. Kväve är ett viktigt näringsämne som växter behöver för att växa, och det är ofta mängden tillgängligt kväve som begränsar den totala tillväxten. Det är därför jordbrukare och trädgårdsmästare använder kvävegödselmedel för att övervinna denna begränsning.

Tillsammans innebär dessa begränsningar att kolupptag under växtsäsongen är en självreglerande mekanism i träd och örtartade växter. Endast så mycket kol kan tas upp.

Tidigare höstfärger

I en värld med ökande nivåer av kol i atmosfären, innebär dessa nya resultat att varmare väder och längre växtsäsonger inte tillåter att tempererade lövträd tar upp mer koldioxid. Studiens prediktiva modell föreslår att år 2100, när trädodlingssäsonger förväntas vara mellan 22 och 34 dagar längre, kommer löv att falla från träd mellan tre och sex dagar tidigare än de gör nu.

Detta har betydande konsekvenser för modellering av klimatförändringar. Om vi ​​accepterar att mängden kol som tas upp av lövträd i temperaturländer som Storbritannien kommer att förbli densamma varje år oavsett växtsäsong, kommer koldioxidnivåerna att öka snabbare än vad vi tidigare hade förväntat oss. Det enda sättet att ändra detta är att öka trädens förmåga att absorbera kol.

Växter som inte begränsas av den tillgängliga mängden kväve kan växa längre i det värmande klimatet. Dessa är träden som kan ta kväve från luften, t.ex. ålder. Men dessa arter kommer fortfarande att förlora sina löv ungefär samma tid som alltid, tack vare mindre dagsljus och kallare temperaturer.

Men på uppsidan, med utsikten att vissa träd tappar sina löv tidigare och andra tappar dem vid den tidpunkt de gör nu, kan det finnas utsikter till förlängda höstfärger - och mer tid för oss att sparka igenom bladen.

Om författaren

Philip James, professor i ekologi, University of Salford

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Livet efter kol: Nästa globala omvandling av städer

by Peter Plastrik, John Cleveland
Framtiden för våra städer är inte vad det brukade vara. Den moderna stadsmodellen som tog hållet globalt under tjugonde århundradet har överlevt sin användbarhet. Det kan inte lösa de problem som det hjälpte till att skapa - särskilt global uppvärmning. Lyckligtvis utvecklas en ny modell för stadsutveckling i städer för att aggressivt hantera klimatförändringarnas verklighet. Det förändrar hur städer utformar och använder fysiskt utrymme, genererar ekonomisk rikedom, konsumerar och spenderar resurser, utnyttjar och upprätthåller de naturliga ekosystemen och förbereder sig för framtiden. Finns på Amazon

Den sjätte utrotningen: En onaturlig historia

av Elizabeth Kolbert
Under de senaste hälften miljarder åren har det funnits fem massutrotningar, när livet på jorden plötsligt och dramatiskt kom fram. Forskare runt om i världen övervakar för närvarande den sjätte utrotningen, som förutspås vara den mest förödande utrotningshändelsen sedan asteroidpåverkan som utplånade dinosaurierna. Den här gången är katastrofen oss. I prosa som är omedelbart öppen, underhållande och djupt informerad, Ny Yorker författaren Elizabeth Kolbert berättar för oss varför och hur människor har förändrat livet på planeten på ett sätt som ingen art har tidigare. Interweaving forskning i ett halvt dussin discipliner, beskrivningar av den fascinerande arten som redan har gått vilse, och utrotningshistoria som ett koncept, ger Kolbert ett rörligt och omfattande redogör för försvinnandena före våra ögon. Hon visar att den sjätte utrotningen sannolikt kommer att vara mänsklighetens mest varaktiga arv, vilket tvingar oss att ompröva den grundläggande frågan om vad det innebär att vara mänsklig. Finns på Amazon

Klimatkrig: Kampen för överlevnad som världsöverhettning

av Gwynne Dyer
Vågor av klimatflyktingar. Dussintals misslyckade stater. All-out krig. Från en av världens stora geopolitiska analytiker kommer en skrämmande glimt av den strategiska verkligheten i den närmaste framtiden, när klimatförändringen driver världens makt mot överlevnadspolitiken. Forntida och orättvisa, Klimatkrig kommer att bli en av de viktigaste böckerna under de kommande åren. Läs det och ta reda på vad vi ska på. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.