Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

Naarmate de dagen korter worden en de temperaturen op het noordelijk halfrond dalen, beginnen de bladeren te draaien. We kunnen genieten van glorieuze herfstkleuren terwijl de bladeren nog aan de bomen hangen en later tijdens het wandelen door een rood, bruin en goud tapijt schoppen.

Als de temperatuur in het voorjaar weer stijgt, wordt het groeiseizoen voor bomen hervat. Gedurende de warmere maanden halen bomen kooldioxide uit de atmosfeer en slaan het op in complexe moleculen, waarbij zuurstof als bijproduct vrijkomt. Dit is in een notendop het proces van fotosynthese. Hoe meer fotosynthese, hoe meer koolstof wordt opgesloten.

We weten dat kooldioxide een belangrijke motor is van klimaatverandering, dus hoe meer planten uit de atmosfeer kunnen halen, hoe beter. Met het warmere klimaat dat leidt tot een langer groeiseizoen, hebben sommige onderzoekers dat gedaan gesuggereerd dat er meer kooldioxide zou worden opgenomen door bomen en andere planten dan in voorgaande tijden. Maar een nieuwe studie heeft deze theorie op zijn kop gezet en zou grote gevolgen kunnen hebben voor hoe we ons aanpassen aan klimaatverandering.

De limiet bereiken

De onderzoekers, onder leiding van Deborah Zani van het Swiss Federal Institute of Technology, bestudeerden de mate waarin de timing van kleurveranderingen in herfstbladeren werd bepaald door de groei van de plant in de voorafgaande lente en zomer.

Temperatuur en daglengte werden traditioneel aanvaard als de belangrijkste determinanten van wanneer bladeren van kleur veranderden en vielen, leidend sommige wetenschappers aan te nemen dat opwarmingstemperaturen dit proces zouden vertragen tot later in het seizoen. Bij het bestuderen van bladverliezende Europese boomsoorten, waaronder paardenkastanje, zilverberk en Engelse eik, registreerden de auteurs van de nieuwe studie hoeveel koolstof elke boom per seizoen opnam en hoe dat uiteindelijk van invloed was toen de bladeren vielen.

Met behulp van gegevens uit het Pan-Europees fenologieproject, dat sommige bomen al 65 jaar volgt, ontdekten de onderzoekers in hun langetermijnobservatiestudie dat naarmate de fotosynthesesnelheid toenam, de bladeren van kleur veranderden en eerder in het jaar vielen. Voor elke toename van 10% in fotosynthetische activiteit tijdens het groeiseizoen in de lente en zomer, laten bomen hun bladeren gemiddeld acht dagen eerder vallen.

Klimaatgecontroleerde experimenten met vijf jaar oude beuk en Japanse moerasspirea suggereren wat er achter dit onverwachte resultaat zou kunnen zitten. Bij deze proeven werden de bomen blootgesteld aan de volle zon, halfschaduw of schaduw. De resultaten laten zien dat er een limiet is aan de hoeveelheid fotosynthese die een boom gedurende een groeiseizoen kan uitvoeren. Zie het als het vullen van een emmer met water. Het kan langzaam of snel worden gedaan, maar als de emmer eenmaal vol is, kan er nergens meer water naartoe.

Loofbomen, die in de herfst bladeren verliezen, hebben een vaste hoeveelheid koolstof die ze per seizoen kunnen opnemen. Alex Stemmer / Shutterstock

Uit dit onderzoek blijkt dat loofbomen maar een bepaalde hoeveelheid koolstof per jaar kunnen opnemen en als die limiet eenmaal is bereikt, kan er niet meer worden opgenomen. Op dat moment beginnen de bladeren van kleur te veranderen. Deze limiet wordt bepaald door de beschikbaarheid van voedingsstoffen, met name stikstof, en de fysieke structuur van de plant zelf, met name de binnenvaten die water en opgeloste voedingsstoffen verplaatsen. Stikstof is een belangrijke voedingsstof die planten nodig hebben om te groeien, en het is vaak de hoeveelheid beschikbare stikstof die de totale groei beperkt. Dit is de reden waarom boeren en tuinders stikstofmeststoffen gebruiken om deze beperking te overwinnen.

Samen zorgen deze beperkingen ervoor dat de opname van koolstof tijdens het groeiseizoen een zelfregulerend mechanisme is bomen en kruidachtige planten. Er kan maar een beperkte hoeveelheid koolstof worden opgenomen.

Eerdere herfstkleuren

In een wereld met toenemende niveaus van koolstof in de atmosfeerimpliceren deze nieuwe bevindingen dat warmer weer en langere groeiseizoenen ervoor zorgen dat gematigde loofbomen niet meer kooldioxide opnemen. Het voorspellende model van de studie suggereert dat tegen 2100, wanneer de groeiseizoenen van bomen naar verwachting tussen de 22 en 34 dagen langer zullen zijn, de bladeren drie tot zes dagen eerder van bomen zullen vallen dan nu.

Dit heeft aanzienlijke gevolgen voor het modelleren van klimaatverandering. Als we accepteren dat de hoeveelheid koolstof die door loofbomen wordt opgenomen in temperatuurlanden zoals het VK elk jaar hetzelfde zal blijven, ongeacht het groeiseizoen, zal het kooldioxidegehalte sneller stijgen dan eerder werd verwacht. De enige manier om dit te veranderen, is door het vermogen van bomen om koolstof op te nemen te vergroten.

Planten die niet worden beperkt door de hoeveelheid beschikbare stikstof, kunnen mogelijk langer groeien in het opwarmende klimaat. Dit zijn de bomen die stikstof uit de lucht kunnen halen, zoals leeftijd. Maar deze soorten verliezen nog steeds hun blad op ongeveer dezelfde tijd als altijd, dankzij minder daglicht en koudere temperaturen.

Maar aan de positieve kant, met het vooruitzicht dat sommige bomen hun bladeren eerder verliezen en anderen ze verliezen op het moment dat ze dat nu doen, is er misschien het vooruitzicht van langdurige herfstkleuren - en meer tijd voor ons om door de bladeren te schoppen.

Over de auteur

Philip James, hoogleraar ecologie, Universiteit van Salford

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Life After Carbon: The Next Global Transformation of Cities

by Peter Plastrik, John Cleveland
De toekomst van onze steden is niet meer wat het was. Het moderne stadsmodel dat wereldwijd in de twintigste eeuw greep, heeft zijn nut overleefd. Het kan de problemen niet oplossen die het heeft helpen creëren, vooral de opwarming van de aarde. Gelukkig is er een nieuw model voor stadsontwikkeling in steden dat agressief de realiteit van de klimaatverandering aanpakt. Het transformeert de manier waarop steden fysieke ruimte ontwerpen en gebruiken, economische welvaart genereren, hulpbronnen verbruiken en verwijderen, de natuurlijke ecosystemen exploiteren en onderhouden en zich voorbereiden op de toekomst. Beschikbaar op Amazon

The Sixth Extinction: An Unnatural History

door Elizabeth Kolbert
In de afgelopen half miljard jaar zijn er vijf massa-uitstervingen geweest, toen de diversiteit van het leven op aarde plotseling en dramatisch afnam. Wetenschappers over de hele wereld controleren momenteel het zesde uitsterven, waarvan wordt voorspeld dat het de meest verwoestende uitsterving is sinds de asteroïde-impact die de dinosauriërs heeft uitgeroeid. Deze keer is de cataclysm ons. In proza ​​dat tegelijkertijd eerlijk, vermakelijk en diep geïnformeerd is, New Yorker schrijver Elizabeth Kolbert vertelt ons waarom en hoe mensen het leven op de planeet hebben veranderd op een manier die geen soort eerder heeft. Door verweven onderzoek in een half dozijn disciplines, beschrijvingen van de fascinerende soorten die al verloren zijn gegaan, en de geschiedenis van uitroeiing als concept, biedt Kolbert een ontroerend en uitgebreid verslag van de verdwijningen die zich voor onze ogen voordoen. Ze laat zien dat de zesde uitsterving waarschijnlijk de meest duurzame erfenis van de mensheid zal zijn, en dwingt ons de fundamentele vraag te heroverwegen wat het betekent om mens te zijn. Beschikbaar op Amazon

Climate Wars: The Fight for Survival as the World Overheats

door Gwynne Dyer
Golven van klimaatvluchtelingen. Tientallen mislukte staten. All-out oorlog. Van een van 's werelds grote geopolitieke analisten komt een angstaanjagende kijk op de strategische realiteit van de nabije toekomst, wanneer de klimaatverandering de wereldmacht in de richting van de moordende overlevingspolitiek drijft. Voorafgaand en onwrikbaar, Klimaatoorlogen zal een van de belangrijkste boeken van de komende jaren zijn. Lees het en ontdek waar we naar op zoek zijn. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.