De lente van 2012 was de vroegste opgenomen in de Verenigde Staten sinds 1900. In veel staten arriveerden de tekenen van de lente bijna drie tot vier weken eerder dan verwacht. Onvoorstelbare warmte leidde tot ongewoon vroege bloei, met name op vruchtdragende bomen in de regio's Noordoost- en Grote Meren. Waarnemers in Massachusetts en Wisconsin meldden dat de bloei eerder kwam dan het was sinds Henry David Thoreau kennis nam van planten die in de buurt van Walden Pond in de 1850s begonnen te bloeien, of Aldo Leopold bloeitijden observeerde bij "The Shack" in Sauk County in de 1930s en '40s.

Toen, in wat nu erkend wordt als een kenmerk van klimaatverandering - ongewone variabiliteit - werden de uitzonderlijk vroege warme temperaturen abrupt gevolgd door een harde bevriezing.

"We dachten dat 2010 raar was. Maar 2012 was echt raar ", zegt Jake Weltzin, uitvoerend directeur van het National Phenology Network van de VS.

Ongebruikelijk vroeg opwarmen, bekend als "valse lente", wordt steeds gebruikelijker als klimaatveranderingen. De effecten ervan geven ook aanleiding tot toenemende bezorgdheid. Want als warme temperaturen sluimerende planten en dieren te vroeg wakker maken, kunnen ze de timing van seizoensevenementen gooien die cruciaal zijn voor een volledig ecologisch voedselweb. De resultaten kunnen verwoestende schade toebrengen aan zowel wilde als gecultiveerde soorten. Valse lente-evenementen hebben enorme verliezen veroorzaakt in Amerikaanse fruitgewassen, grote stukken bos en gedecimeerde gevoelige Californische vlinderpopulaties beschadigd.

Opvallende trend naar eerdere lente

Natuurwetenschappers en wetenschappers, boeren en tuiniers hebben er lang over nagedacht wanneer planten elk jaar uitblazen en kluiten - een deel van de studie van seizoensevenementen die bekend staan ​​als fenologie. Wetenschappers en meer informele achtertuin-waarnemers hebben zowel in de afgelopen 50 als 100-jaren een voortdurende verschuiving opgemerkt naar eerdere bronnen in Noord-Amerika. Tegelijkertijd hebben een groeiend aantal wetenschappelijke studies de oprukkende opkomst van knoppen, bloemen en winterslaap gedocumenteerd.

Sinds de vroege 1900s is ongeveer tweederde van de bestudeerde soorten verschoven naar het vroege voorjaar bloeien, fokken of migreren. Dit geldt voor elke grote groep bestudeerde soorten, waaronder amfibieën, vogels, vissen, ongewervelde dieren en zoogdieren, evenals bomen, niet-houtachtige planten, koralen en plankton. Deze veranderingen zijn waargenomen op elk groot continent en in de oceaan, volgens Camille Parmesan, een professor aan de Universiteit van Texas in Austin, wiens onderzoek zich richt op de biologische effecten van klimaatverandering.

Vroege knoppen en bloemen die door een harde vorst zijn gedood, kunnen de rest van dat jaar tot mislukken van de bloei en het fruit leiden. Het nationale fenologienetwerk van de VS, waarin uitblad- en bloeicijfers worden verzameld, samen met informatie over wanneer soorten migreren en zich vanuit de VS voortplanten , heeft geholpen bevestigen dat het oprukkende begin van de lente en de steile verschuivingen tussen warme en koude temperaturen deel uitmaken van voortdurende trends. Terwijl het netwerk officieel werd gevestigd in het midden van de 2000s, dateren de waarnemingen die zijn gedaan door de bijdragende wetenschappers en vrijwilligers van de 1950s.

Sommige van de langstlopende records, die de eerste bladgroei van kamperfoelie en seringen over de lagere 48-statussen beschrijven, vertonen een merkbare verschuiving naar eerdere datums sinds de 1980s. Net als de temperaturen die zijn geregistreerd als onderdeel van het onderzoek naar klimaatverandering, vertonen de uitschrijfdatums van jaar tot jaar grote verschillen, maar de trend is duidelijk anders: eerder warmere temperaturen en eerdere eerste knoppen en bloemen.

Hoewel occasionele valse veren niet nieuw zijn, is de laatste jaren de combinatie van steeds warmer wordende bronnen en extreme temperatuurwisselingen, kortere totale tijden gedurende de herfst en winter van temperaturen beneden het vriespunt en de veranderde neerslagpatronen die samenhangen met de wereldwijde klimaatverandering nieuw.

De warme periodes in de herfst en de winter in zowel 2010 als 2012 waren bijvoorbeeld langer dan andere. Dit fenomeen vergroot de kans dat planten vroegtijdig uit de rustfase komen en jonge bladeren, knoppen en bloemen produceren. Wanneer ongewoon milde temperaturen en de daaropvolgende plantengroei worden gevolgd door vriestemperaturen, kunnen vroege knoppen en bloemen die door een harde vorst zijn gedood, de rest van dat jaar tot mislukken van de bloei en het fruit leiden. En, naast de acute gevolgen voor fragiele plantendelen, kan vroege opwarming ook problemen veroorzaken door de koeling van de winter af te korten, veel plantenzaden nodig voor een goede ontkieming, planten nodig hebben voor ontluikende en bloeiende en overwinterende dieren moeten hun jaarlijkse cycli voltooien in goede gezondheid.

Er is een rimpeleffect op ecosystemen

Het vooruitzicht van een bevriezing nadat een gewas is doorbladerd, gebloeid of fruit heeft gezet, biedt voor de hand liggende problemen voor de boeren. De valse lente van 2007 bijvoorbeeld trof landbouwgewassen en loofbomen in het Midwesten van de VS tot in het zuidoosten en de Mid-Atlantische gebieden bijzonder hard, waardoor gewasschade - met name aan fruitbomen en bessen - het verzoek om een ​​rampverklaring in North Carolina veroorzaakte. . In 2012 werden verliezen in fruitboomgewassen in Michigan als gevolg van de valse voorjaarsbloei en vriescycli geschat op een half miljard dollar.

De timing van blad- en bloemontwikkeling heeft effecten die door het hele ecosysteem rimpelen, omdat deze veranderingen de stroom van sap, nectar en voedingsstoffen binnen planten veroorzaken en zo de beschikbaarheid van onderdak en voedsel voor andere organismen beïnvloeden.

Valse lente kan niet alleen de planten beschadigen die vroege spruiten, bladeren of bloemen voortbrengen, maar ook andere soorten en hele ecosystemen. De timing van blad- en bloemontwikkeling heeft effecten die door het hele ecosysteem rimpelen, omdat deze veranderingen de stroom van sap, nectar en voedingsstoffen binnen planten veroorzaken en zo de beschikbaarheid van onderdak en voedsel voor andere organismen beïnvloeden. Dit kan verstrekkende gevolgen hebben, met name wanneer soorten uit hun winterslaap of tijdens migratie komen.

Desynchronisatie van seizoensgebonden gebeurtenissen is over de hele wereld gemeld, van het Amerikaanse zuidoosten tot New England, en van de Rockies tot het Tibetaanse plateau en in heel Europa. Rocky Mountain-marmotten zijn tevoorschijn gekomen om de planten te vinden waar ze op vertrouwen voor voedsel dat begraven ligt onder nog niet volledig gesmolten sneeuw. Vlinders in de Sierra Nevada in Californië zijn uit hun cocons gekropen in wat leek op lente-warmte, om vervolgens te worden geveld door de bevriezing die volgde.

Een reeks valse lentegebeurtenissen droegen bij aan de uitroeiing van een populatie vlinders van Edith in de Sierra Nevada in de 1980s en 1990s omdat de hoge temperaturen desynchroniseerden de tijd dat de vlinders tevoorschijn kwamen en de bloei van de planten waarop ze vertrouwen voor voedsel en warmte en gebrek aan vocht zorgde ervoor dat planten opdrogen wanneer rupsen ze nodig hadden om zich te voeden.

Een ander storend effect van valse veren is de schade die het kan aanrichten aan planten en bomen. Als een valse voorjaarsvriest het succes van de zomerbladomheining van bomen aanzienlijk vermindert, over grote strookjes landschap zoals in het US-zuidoosten in 2007, kan het ook de hoeveelheid koolstof en andere voedingsstoffen die bomen kunnen verwerken, verminderen. Dit kan leiden tot een verminderde gezondheid van de bodem en ook de gezondheid van insecten en andere organismen die afhankelijk zijn van het circuleren van nutriënten door planten in gevaar brengen.

Anthony Barnosky, University of California, Berkeley, hoogleraar integratieve biologie en auteur van Zonnesteek: de natuur in het tijdperk van broeikaseffect - een 2009-boek dat de effecten van klimaatverandering op verschillende soorten in het wild onderzoekt - zegt wanneer men probeert de gevolgen van de opwarming van de aarde te begrijpen, inclusief die met betrekking tot het valse lenteverschijnsel, het is belangrijk om te overwegen hoe verschillende aangetaste soorten samenwerken. "Er zijn allerlei vormen van complexiteit waar we naar moeten kijken," zegt hij.

Probeer eerdere bronnen aan te passen

"Het primaire antwoord van soorten op klimaatverandering is om door het landschap te bewegen en hun klimaatruimte terug te winnen", legt Barnosky uit. Met andere woorden: ze proberen omstandigheden te vinden die lijken op die van de plaatsen waar ze eerder hadden gedijen. Inderdaad, University of Texas in Austin's Parmesan rapporteerde in 2013 dat een samenvatting van talrijke onderzoekstudies die over de afgelopen 10-jaren over de hele wereld zijn uitgevoerd aantoont dat sinds de vroege 1900s ongeveer de helft van alle bestudeerde soorten hun reeksen dichter bij de polen hebben verschoven - tussen over 30- en 995-mijlen zijwaarts - of naar boven in hoogte, zoveel als over 1,300-poten, op zoek naar koelere temperaturen.

Vanuit het standpunt van de voedselproductie proberen boeren over de hele wereld zich aan te passen aan de groeiende kans op valse vering door te planten op manieren die zowel vroege opwarming als temperatuur- en vochtextremen kunnen accommoderen, zegt Sharon Muzli Gourdji, postdoctoraal fellow in energie en milieu aan de Stanford University . Rassen van tarwe worden gefokt voor hittetolerantie en andere variabelen die gepaard gaan met klimaatverandering, zodat ze opwarmingstemperaturen in de tropische regio's van Azië, Afrika en Zuid-Amerika kunnen doorstaan, evenals de uitdagingen van zowel opwarming als extreme variabiliteit op het noordelijk halfrond. "Boeren passen zich aan," zegt Parmesan.

Ondertussen zijn wilde soorten onderweg, op zoek naar omstandigheden die geschikt zijn voor hun hele levenscyclus in steeds onvoorspelbare omstandigheden. Maar wanneer het succes in een bepaald levensstadium afhangt van een gestage overgang van de ene naar de andere toestand van het ene seizoen - een progressie die de valse lente verstoort - dan beginnen veel soorten nu moeilijkheden te krijgen. "Het probleem met de fenologie zou een heel groot probleem kunnen zijn", zegt Barnosky.

De consensus onder wetenschappers die de klimaatverandering bestuderen, is dat de verstoringen in wat werd beschouwd als normale patronen van seizoensgebonden temperatuur en neerslag in gang gezet door de opbouw van broeikasgassen, voorlopig nog bij ons zijn.

Volgens Parmesan hebben we "nog geen bewijs voor evolutionaire veranderingen die suggereren dat soorten zich aanpassen" aan extreme temperatuurschommelingen ondanks het feit dat sommige soorten al in staat zijn om met zulke extreme omstandigheden om te gaan. Sommige soorten reageren op deze veranderingen of houden er rekening mee, legt ze uit, maar dat betekent niet noodzakelijkerwijs een evolutionaire aanpassing. Weltzin gebruikt op het National Phenology Network van de VS de term 'aanpassing'.

De consensus onder wetenschappers die de klimaatverandering bestuderen, is dat de verstoringen in wat werd beschouwd als normale patronen van seizoensgebonden temperatuur en neerslag in gang gezet door de opbouw van broeikasgassen, voorlopig nog bij ons zijn. Zelfs al zou wereldwijd zo'n sterke daling van dergelijke emissies plaatsvinden, maar wat zich nu in de atmosfeer bevindt, zou nog jarenlang invloed hebben op wereldwijde klimaatpatronen. Gezien deze realiteit zullen vroege en valse bronnen waarschijnlijk ook steeds meer bekende fenomenen worden. Dus de volgende stap van wetenschappers is om niet alleen meer te leren over hoe soorten reageren op deze gebeurtenissen, maar ook om ze te voorspellen.

Het voorspellen van valse bronnen kan wilde soorten niet op dezelfde manier helpen, het kan de landbouw - of de onderliggende oorzaken van het probleem oplossen - het kan de weg wijzen naar beschermingsinspanningen die enkele kwetsbare soorten kunnen helpen beschermen. Zoals Parmesan zei over adaptieve strategieën van boeren: "Het kan heel belangrijk zijn om dat goed te maken."

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Ensia

Over de auteur

Elizabeth Grossman is een onafhankelijke journalist en schrijver die gespecialiseerd is in milieu- en wetenschapskwesties. Zij is de auteur van Chase Molecules, High Tech Trash, Watershed en andere boeken. Haar werk is ook in verschillende publicaties, waaronder Scientific American, Yale e360, de Washington Post, TheAtlantic.com, Salon, De natie, en Moeder Jones. Ze is geboren in New York en heeft een BA in literatuur van de Yale University. Ze woont nu op een minuut lopen van de Willamette-rivier in Portland, Oregon. Als ze niet achter haar bureau aan het schrijven is, is ze aan het verkennen - wandelen, kamperen, peddelen, schetsen en kijken naar vogels.

Aanbevolen boek:

Chase Molecules: giftige producten, menselijke gezondheid en de belofte van groene chemie
door Elizabeth Grossman.

Elizabeth Grossman, een veelgeprezen journalist die nationale aandacht schonk aan de contaminanten die verstopt zitten in computers en andere hightech-elektronica, pakt nu de gevaren van gewone consumentenproducten aan. Toch is het moeilijk om je het leven voor te stellen zonder het comfort dat de huidige materialen bieden - en de auteur beweert dat dat niet zo is. Een wetenschappelijke revolutie introduceert producten die 'goedaardig zijn', productieprocessen ontwikkelen die gevolgen hebben voor de gezondheid in elke fase, en nieuwe verbindingen creëren die natuurlijke systemen nabootsen in plaats van verstoren. Via interviews met vooraanstaande onderzoekers, geeft Elizabeth Grossman ons een eerste blik op deze radicale transformatie. De groene chemie is nog maar net begonnen, maar het biedt hoop dat we inderdaad producten kunnen maken die de gezondheid, het milieu en de industrie ten goede komen.

Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.