كريس لوتون / أنسبلاش, CC BY-SA

مع تقصير الأيام وانخفاض درجات الحرارة في نصف الكرة الشمالي ، تبدأ الأوراق في الدوران. يمكننا الاستمتاع بألوان الخريف المجيدة بينما الأوراق لا تزال على الأشجار ، وبعد ذلك ، نركل من خلال السجادة الحمراء والبنية والذهبية عند المشي في الخارج.

عندما ترتفع درجات الحرارة مرة أخرى في الربيع ، يستأنف موسم نمو الأشجار. خلال الأشهر الأكثر دفئًا ، تأخذ الأشجار ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتخزنه في جزيئات معقدة ، وتطلق الأكسجين كمنتج ثانوي. هذه ، باختصار ، هي عملية التمثيل الضوئي. كلما زاد التمثيل الضوئي ، زاد الكربون المحبوس.

نحن نعلم أن ثاني أكسيد الكربون هو المحرك الرئيسي لتغير المناخ ، لذلك كلما زادت كمية ما يمكن أن تزيله النباتات من الغلاف الجوي ، كان ذلك أفضل. مع المناخ الأكثر دفئًا الذي يؤدي إلى موسم نمو أطول ، كما يفعل بعض الباحثين اقترح أن الأشجار والنباتات الأخرى ستمتص ثاني أكسيد الكربون أكثر من المرات السابقة. لكن دراسة جديدة قلبت هذه النظرية رأسًا على عقب ويمكن أن يكون لها تأثيرات عميقة على كيفية تكيفنا مع تغير المناخ.

الوصول إلى الحد الأقصى

درس الباحثون ، بقيادة ديبوراه زاني من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا ، الدرجة التي تم بها تحديد توقيت تغير اللون في أوراق شجرة الخريف من خلال نمو النبات في الربيع والصيف السابقين.

تم قبول درجة الحرارة وطول اليوم تقليديًا كمحددات رئيسية لتوقيت تغير لون الأوراق وسقوطها ، مما يؤدي بعض العلماء لنفترض أن ارتفاع درجات الحرارة سيؤخر هذه العملية حتى وقت لاحق من الموسم. عند دراسة أنواع الأشجار الأوروبية المتساقطة ، بما في ذلك كستناء الحصان والبتولا الفضي والبلوط الإنجليزي ، سجل مؤلفو الدراسة الجديدة مقدار الكربون الذي تمتصه كل شجرة في كل موسم وكيف أثر ذلك في النهاية عند سقوط الأوراق.

وباستخدام بيانات من مشروع علم الفينولوجيا لعموم أوروبا، التي تتبع بعض الأشجار لمدة تصل إلى 65 عامًا ، وجد الباحثون في دراستهم الرصدية طويلة المدى أنه مع زيادة معدل التمثيل الضوئي ، تغير لون الأوراق وسقط في وقت سابق من العام. مقابل كل زيادة بنسبة 10٪ في نشاط التمثيل الضوئي خلال فصلي الربيع والصيف ، تتخلص الأشجار من أوراقها ، في المتوسط ​​، قبل ثمانية أيام.

تشير التجارب التي يتم التحكم فيها بالمناخ على أشجار الزان الأوروبية والمروج اليابانية البالغة من العمر خمس سنوات إلى ما يمكن أن يكون وراء هذه النتيجة غير المتوقعة. في هذه التجارب ، تعرضت الأشجار لأشعة الشمس الكاملة أو نصف الظل أو الظل الكامل. تظهر النتائج أن هناك حدًا لمقدار التمثيل الضوئي الذي يمكن أن تقوم به الشجرة خلال موسم النمو. فكر في الأمر مثل ملء دلو بالماء. يمكن القيام بذلك ببطء أو بسرعة ، ولكن بمجرد امتلاء الدلو ، لا يوجد مكان آخر لتذهب إليه المياه.

تحتوي الأشجار المتساقطة الأوراق ، التي تتساقط أوراقها في الخريف ، على كمية ثابتة من الكربون يمكنها امتصاصها في كل موسم. أليكس ستيمر / شاترستوك

يوضح هذا البحث أن الأشجار المتساقطة الأوراق لا يمكنها إلا امتصاص كمية محددة من الكربون كل عام وبمجرد الوصول إلى هذا الحد ، لا يمكن امتصاص المزيد. عند هذه النقطة ، تبدأ الأوراق في تغيير اللون. يتم تحديد هذا الحد من خلال توافر العناصر الغذائية ، وخاصة النيتروجين ، والبنية الفيزيائية للنبات نفسه ، وخاصة الأوعية الداخلية التي تنقل المياه والمغذيات الذائبة حولها. النيتروجين عنصر غذائي رئيسي تحتاجه النباتات للنمو ، وغالبًا ما تكون كمية النيتروجين المتاحة هي التي تحد من النمو الكلي. هذا هو السبب في أن المزارعين والبستانيين يستخدمون الأسمدة النيتروجينية للتغلب على هذا القيد.

معًا ، تعني هذه القيود أن امتصاص الكربون خلال موسم النمو هو آلية ذاتية التنظيم في الأشجار و نباتات عشبية. يمكن فقط امتصاص الكثير من الكربون.

ألوان الخريف السابقة

في عالم مع مستويات متزايدة من الكربون في الغلاف الجوي، تشير هذه النتائج الجديدة إلى أن الطقس الأكثر دفئًا ومواسم النمو الأطول لن تسمح للأشجار المعتدلة النفضية بامتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون. يشير النموذج التنبئي للدراسة إلى أنه بحلول عام 2100 ، عندما يُتوقع أن تكون مواسم نمو الأشجار أطول من 22 إلى 34 يومًا ، ستسقط الأوراق من الأشجار قبل ثلاثة إلى ستة أيام مما يحدث الآن.

هذا له آثار كبيرة على نمذجة تغير المناخ. إذا قبلنا أن كمية الكربون التي تمتصها الأشجار المتساقطة في البلدان ذات درجات الحرارة مثل المملكة المتحدة ستظل كما هي كل عام بغض النظر عن موسم النمو ، فإن مستويات ثاني أكسيد الكربون سترتفع بسرعة أكبر مما كان متوقعًا في السابق. الطريقة الوحيدة لتغيير هذا ستكون زيادة قدرة الأشجار على امتصاص الكربون.

يمكن للنباتات غير المقيدة بكمية النيتروجين المتاحة أن تنمو لفترة أطول في المناخ الدافئ. هذه هي الأشجار التي يمكن أن تأخذ النيتروجين من الهواء ، مثل عمر. لكن هذه الأنواع ستظل تفقد أوراقها في نفس الوقت تقريبًا كما هو الحال دائمًا ، وذلك بفضل قلة ضوء النهار ودرجات الحرارة الباردة.

ولكن على الجانب الإيجابي ، مع احتمال أن تفقد بعض الأشجار أوراقها في وقت مبكر ويفقدها البعض الآخر وقت حدوثها الآن ، قد يكون هناك احتمال لامتداد الألوان الخريفية - ومزيد من الوقت لنا للتخلص من الأوراق.

عن المؤلف

فيليب جيمس ، أستاذ علم البيئة ، جامعة سالفورد

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

الحياة بعد الكربون: التحول العالمي التالي للمدن

by Peter Plastrik ، جون كليفلاند
مستقبل مدننا ليس هو ما كان عليه من قبل. نموذج المدينة الحديثة الذي ترسخت عالميا في القرن العشرين قد عاشت فائدته. لا يمكنها حل المشكلات التي ساعدت في خلقها - خاصة الاحتباس الحراري. لحسن الحظ ، يظهر نموذج جديد للتنمية الحضرية في المدن لمعالجة حقائق تغير المناخ بقوة. إنه يحول الطريقة التي تصمم بها المدن وتستخدم الفضاء المادي ، وتولد ثروة اقتصادية ، وتستهلك الموارد وتتخلص منها ، وتستغل النظم الإيكولوجية الطبيعية وتحافظ عليها ، وتستعد للمستقبل. متاح في أمازون

الإنقراض السادس: تاريخ غير طبيعي

من اليزابيث كولبرت
على مدى نصف مليار سنة مضت ، حدثت خمس حالات انقراض جماعي ، عندما تعاقد تنوع الحياة على الأرض فجأة وبشكل دراماتيكي. العلماء في جميع أنحاء العالم يراقبون الآن الانقراض السادس ، وتوقع أن يكون أكثر انقراض حدث مدمر منذ تأثير الكويكبات التي قضت على الديناصورات. هذه المرة ، هذه الجثة هي لنا. في النثر الذي كان صريحا ومسلية ومطلعا في وقت واحد ، نيويوركر تخبرنا الكاتبة إليزابيث كولبير لماذا وكيف غيّر البشر الحياة على كوكب الأرض بطريقة لم يكن بها أي نوع من قبل. البحث المتشابك في ستة مجالات ، وصف للأنواع الرائعة التي فقدت بالفعل ، وتاريخ الانقراض كمفهوم ، يوفر Kolbert سرد مؤثر وشامل للاختفاء الذي يحدث أمام أعيننا. إنها تُظهر أن الانقراض السادس من المرجح أن يكون إرث البشرية الأطول ، ويجبرنا على إعادة التفكير في السؤال الأساسي حول معنى أن تكون إنسانًا. متاح في أمازون

حروب المناخ: الكفاح من أجل البقاء مع ارتفاع درجة حرارة العالم

بقلم جوين داير
موجات اللاجئين المناخ. العشرات من الدول الفاشلة. حرب شاملة. من واحد من أكبر المحللين الجيوسياسيين في العالم ، تأتي لمحة مرعبة عن الحقائق الاستراتيجية في المستقبل القريب ، عندما يدفع التغير المناخي قوى العالم نحو سياسة البقاء على قيد الحياة. بصمة وراسخة ، حروب المناخ سيكون واحدا من أهم الكتب في السنوات المقبلة. اقرأها واكتشف ما الذي نتجه إليه. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.