Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

Khi ngày ngắn lại và nhiệt độ giảm ở Bắc bán cầu, lá bắt đầu chuyển màu. Chúng ta có thể tận hưởng màu sắc mùa thu rực rỡ khi lá vẫn còn trên cây và sau đó, đá qua một tấm thảm đỏ, nâu và vàng khi đi dạo.

Khi nhiệt độ tăng trở lại vào mùa xuân, mùa sinh trưởng của cây cối lại tiếp tục. Trong suốt những tháng ấm hơn, cây cối lấy carbon dioxide từ khí quyển và lưu trữ nó trong các phân tử phức tạp, giải phóng oxy như một sản phẩm phụ. Tóm lại, đây là quá trình quang hợp. Quá trình quang hợp càng nhiều, càng nhiều carbon bị khóa lại.

Chúng ta biết rằng khí cacbonic là nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu, vì vậy thực vật càng có thể lấy ra khỏi bầu khí quyển càng nhiều thì càng tốt. Với khí hậu ấm hơn dẫn đến mùa trồng trọt kéo dài hơn, một số nhà nghiên cứu đã đề nghị rằng nhiều carbon dioxide sẽ được cây cối và các loài thực vật khác hấp thụ hơn so với những lần trước. Nhưng một nghiên cứu mới đã làm khuynh đảo lý thuyết này và có thể có những ảnh hưởng sâu sắc đến cách chúng ta thích ứng với biến đổi khí hậu.

Đạt đến giới hạn

Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Deborah Zani tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ, đã nghiên cứu mức độ xác định thời điểm thay đổi màu sắc của lá cây mùa thu do sự phát triển của cây trong mùa xuân và mùa hè trước đó.

Nhiệt độ và độ dài ngày thường được chấp nhận là yếu tố quyết định chính đến thời điểm lá đổi màu và rụng, dẫn đến một vài nhà khoa học giả định rằng nhiệt độ ấm lên sẽ trì hoãn quá trình này cho đến cuối mùa. Nghiên cứu các loài cây rụng lá ở châu Âu, bao gồm hạt dẻ ngựa, bạch dương bạc và sồi Anh, các tác giả của nghiên cứu mới đã ghi lại lượng carbon mà mỗi cây hấp thụ mỗi mùa và ảnh hưởng cuối cùng khi lá rụng.

Sử dụng dữ liệu từ các Dự án Hiện tượng học Liên ÂuCác nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng trong nghiên cứu quan sát dài hạn của mình, khi tốc độ quang hợp tăng lên, lá cây sẽ đổi màu và rụng sớm hơn trong năm. Cứ tăng 65% hoạt động quang hợp trong mùa sinh trưởng mùa xuân và mùa hè, thì trung bình cây rụng lá sớm hơn tám ngày.

Các thí nghiệm kiểm soát khí hậu trên cây sồi châu Âu XNUMX năm tuổi và cây cỏ lau Nhật Bản cho thấy điều gì có thể đằng sau kết quả bất ngờ này. Trong các thử nghiệm này, cây được phơi nắng hoàn toàn, bóng râm nửa bóng hoặc bóng râm hoàn toàn. Kết quả cho thấy rằng có một giới hạn về số lượng quang hợp mà cây có thể thực hiện trong một mùa sinh trưởng. Hãy nghĩ về nó giống như đổ đầy nước vào một cái xô. Nó có thể được thực hiện từ từ hoặc nhanh chóng, nhưng một khi xô đầy thì không còn chỗ nào để đổ thêm nước.

Cây rụng lá, rụng lá vào mùa thu, có một lượng carbon cố định mà chúng có thể hấp thụ mỗi mùa. Alex Stemmer / Shutterstock

Nghiên cứu này chỉ ra rằng cây rụng lá chỉ có thể hấp thụ một lượng carbon nhất định mỗi năm và khi đạt đến giới hạn đó, cây không thể hấp thụ được nữa. Khi đó, lá bắt đầu chuyển màu. Giới hạn này được thiết lập bởi sự sẵn có của các chất dinh dưỡng, đặc biệt là nitơ, và cấu trúc vật lý của chính cây trồng, đặc biệt là các mạch bên trong di chuyển nước và các chất dinh dưỡng hòa tan xung quanh. Nitơ là một chất dinh dưỡng quan trọng mà thực vật cần để phát triển và chính lượng nitơ có sẵn sẽ hạn chế sự phát triển tổng thể. Đây là lý do tại sao nông dân và nhà vườn sử dụng phân đạm, để khắc phục hạn chế này.

Cùng với nhau, những hạn chế này có nghĩa là sự hấp thụ carbon trong mùa sinh trưởng là một cơ chế tự điều chỉnh trong cây và cây thân thảo. Chỉ có rất nhiều carbon có thể được hấp thụ.

Đầu thu màu

Trong một thế giới với mức độ ngày càng tăng của carbon trong khí quyển, những phát hiện mới này ngụ ý rằng thời tiết ấm hơn và mùa sinh trưởng kéo dài hơn sẽ không cho phép cây rụng lá ôn đới hấp thụ nhiều carbon dioxide hơn. Mô hình dự đoán của nghiên cứu cho thấy rằng vào năm 2100, khi mùa sinh trưởng của cây dự kiến ​​dài hơn từ 22 đến 34 ngày, lá sẽ rụng trên cây sớm hơn từ ba đến sáu ngày so với hiện tại.

Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với mô hình biến đổi khí hậu. Nếu chúng ta chấp nhận rằng lượng carbon do cây rụng lá hấp thụ ở các nước có nhiệt độ như Vương quốc Anh sẽ không đổi mỗi năm bất kể mùa sinh trưởng, mức carbon dioxide sẽ tăng nhanh hơn dự kiến ​​trước đây. Cách duy nhất để thay đổi điều này là tăng khả năng hấp thụ carbon của cây cối.

Những cây không bị giới hạn bởi lượng nitơ có sẵn có thể phát triển lâu hơn trong điều kiện khí hậu ấm lên. Đây là những cây có thể lấy nitơ từ không khí, chẳng hạn như tuổi tác. Nhưng những loài này vẫn sẽ rụng lá gần như mọi khi, nhờ ít ánh sáng ban ngày hơn và nhiệt độ lạnh hơn.

Nhưng ngược lại, với viễn cảnh một số cây rụng lá sớm hơn và một số cây khác rụng lá vào thời điểm hiện tại, có thể có viễn cảnh màu sắc mùa thu kéo dài - và có nhiều thời gian hơn để chúng ta lướt qua lá.

Lưu ý

Philip James, Giáo sư Sinh thái học, Đại học Salford

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Cuộc sống sau carbon: Sự chuyển đổi toàn cầu tiếp theo của các thành phố

by Peter Plastrik, John Cleveland
Tương lai của các thành phố của chúng ta không giống như trước đây. Mô hình thành phố hiện đại đã nắm giữ trên toàn cầu trong thế kỷ XX đã vượt qua sự hữu ích của nó. Nó không thể giải quyết các vấn đề mà nó đã giúp tạo ra đặc biệt là sự nóng lên toàn cầu. May mắn thay, một mô hình mới cho phát triển đô thị đang nổi lên ở các thành phố để tích cực giải quyết thực tế của biến đổi khí hậu. Nó biến đổi cách các thành phố thiết kế và sử dụng không gian vật lý, tạo ra sự giàu có về kinh tế, tiêu thụ và xử lý tài nguyên, khai thác và duy trì hệ sinh thái tự nhiên và chuẩn bị cho tương lai. Có sẵn trên Amazon

Sự tuyệt chủng thứ sáu: Một lịch sử không tự nhiên

của Elizabeth Kolbert
Trong nửa tỷ năm qua, đã có Năm sự tuyệt chủng hàng loạt, khi sự đa dạng của sự sống trên trái đất đột ngột và ký hợp đồng đột ngột. Các nhà khoa học trên thế giới hiện đang theo dõi sự tuyệt chủng thứ sáu, được dự đoán là sự kiện tuyệt chủng tàn khốc nhất kể từ khi tác động của tiểu hành tinh quét sạch khủng long. Lần này, thảm họa là chúng ta. Trong văn xuôi đó là ngay lập tức, giải trí, và thông tin sâu sắc, New Yorker nhà văn Elizabeth Kolbert cho chúng ta biết lý do tại sao và làm thế nào con người đã thay đổi cuộc sống trên hành tinh theo cách mà không có loài nào có trước đây. Nghiên cứu đan xen trong nửa tá môn học, mô tả về các loài hấp dẫn đã bị mất và lịch sử tuyệt chủng như một khái niệm, Kolbert cung cấp một tài khoản cảm động và toàn diện về những vụ mất tích xảy ra trước mắt chúng ta. Bà cho thấy sự tuyệt chủng thứ sáu có khả năng là di sản lâu dài nhất của loài người, buộc chúng ta phải suy nghĩ lại về câu hỏi cơ bản về ý nghĩa của con người. Có sẵn trên Amazon

Cuộc chiến khí hậu: Cuộc chiến sinh tồn khi thế giới quá nóng

bởi Gwynne Dyer
Sóng của người tị nạn khí hậu. Hàng chục quốc gia thất bại. Chiến tranh toàn diện. Từ một trong những nhà phân tích địa chính trị vĩ đại của thế giới đến một cái nhìn kinh hoàng về thực tế chiến lược của tương lai gần, khi biến đổi khí hậu thúc đẩy các cường quốc của thế giới hướng tới chính trị sinh tồn. Tiên tri và vô cảm, Chiến tranh khí hậu sẽ là một trong những cuốn sách quan trọng nhất trong những năm tới. Đọc nó và tìm hiểu những gì chúng ta đang hướng tới. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.