Chris Lawton / Unsplash, CC의 BY-SA
북반구에서 날이 짧아지고 기온이 떨어지면서 잎이 변하기 시작합니다. 나뭇잎이 아직 나무 위에있는 동안 우리는 영광스러운 단풍을 즐길 수 있고, 나중에 걸을 때 빨강, 갈색 및 금색 카펫을 걷어차는 것을 즐길 수 있습니다.
봄에 기온이 다시 상승하면 나무의 성장기가 다시 시작됩니다. 따뜻한 달 동안 나무는 대기에서 이산화탄소를 가져와 복잡한 분자에 저장하여 부산물로 산소를 방출합니다. 이것은 간단히 말해서 광합성의 과정입니다. 광합성이 많을수록 더 많은 탄소가 잠겨 있습니다.
우리는 이산화탄소가 기후 변화의 주요 원인이라는 것을 알고 있습니다. 따라서 식물이 대기에서 더 많이 배출할수록 더 좋습니다. 더운 기후로 인해 더 긴 성장 시즌으로 이어지는 일부 연구자들은 추천 이전보다 더 많은 이산화탄소가 나무와 다른 식물에 흡수 될 것입니다. 그러나 새로운 연구 이 이론을 뒤집어 놓았고 우리가 기후 변화에 적응하는 방법에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
한계에 도달
스위스 연방 공과 대학의 Deborah Zani가 이끄는 연구원들은 가을 나무 잎의 색 변화시기가 이전 봄과 여름에 식물의 성장에 의해 결정되는 정도를 연구했습니다.
기온과 낮의 길이는 전통적으로 잎의 색이 변하고 떨어질 때의 주요 결정 요인으로 받아 들여져 일부 과학자 온난화 온도가 시즌 후반까지이 과정을 지연시킬 것이라고 가정합니다. 새 연구의 저자는 마로니에, 자작 나무, 잉글리시 오크를 포함한 유럽 낙엽수 종을 연구하면서 각 나무가 계절 당 흡수하는 탄소의 양과 잎이 떨어질 때 궁극적으로 어떤 영향을 미치는지 기록했습니다.
로부터 데이터를 사용하여 범 유럽 현상학 프로젝트65 년 동안 일부 나무를 추적해온 연구원들은 장기 관찰 연구에서 광합성 속도가 증가함에 따라 잎의 색깔이 변하고 연초에 떨어 졌다는 것을 발견했습니다. 봄과 여름 성장기 동안 광합성 활동이 10 % 증가 할 때마다 나무는 평균적으로 XNUMX 일 일찍 잎을 흘립니다.
XNUMX 년 된 유럽 너도밤 나무와 일본 초원 나무에 대한 기후 제어 실험은이 예상치 못한 결과 뒤에 무엇이있을 수 있는지 시사합니다. 이 실험에서 나무는 완전한 태양, 반 그늘 또는 완전한 그늘에 노출되었습니다. 결과는 나무가 성장기 동안 수행 할 수있는 광합성의 양에 한계가 있음을 보여줍니다. 양동이에 물을 채우는 것과 같다고 생각하십시오. 천천히 또는 빠르게 할 수 있지만 양동이가 가득 차면 더 이상 물을 갈 곳이 없습니다.
가을에 잎을 흘리는 낙엽수는 계절마다 흡수 할 수있는 탄소의 양이 고정되어 있습니다. Alex Stemmer / Shutterstock
이 연구에 따르면 낙엽수는 매년 일정량의 탄소 만 흡수 할 수 있으며 한도에 도달하면 더 이상 흡수 할 수 없습니다. 그 시점에서 잎은 색이 변하기 시작합니다. 이 한계는 영양분, 특히 질소의 가용성과 식물 자체의 물리적 구조, 특히 물과 용해 된 영양분을 주위로 이동시키는 내부 용기에 의해 설정됩니다. 질소는 식물이 성장하기 위해 필요한 핵심 영양소이며, 종종 전체 성장을 제한하는 사용 가능한 질소의 양입니다. 이것이 농부와 정원사가 이러한 한계를 극복하기 위해 질소 비료를 사용하는 이유입니다.
함께, 이러한 제약은 성장기 동안의 탄소 흡수가 나무 와 초본 식물. 너무 많은 탄소 만 흡수 할 수 있습니다.
이전 단풍
수준이 증가하는 세상에서 대기 중의 탄소, 이러한 새로운 발견은 더 따뜻한 날씨와 더 긴 성장 계절이 온대 낙엽수가 더 많은 이산화탄소를 흡수하는 것을 허용하지 않을 것임을 암시합니다. 이 연구의 예측 모델은 나무가 자라는 계절이 2100 ~ 22 일 더 길어질 것으로 예상되는 34 년에는 지금보다 XNUMX ~ XNUMX 일 일찍 나무에서 잎이 떨어질 것이라고 제안합니다.
이것은 기후 변화 모델링에 중요한 영향을 미칩니다. 영국과 같은 기온 국가의 낙엽수에 의해 흡수되는 이산화탄소의 양이 성장기에 관계없이 매년 동일하게 유지 될 것이라는 점을 받아 들인다면 이산화탄소 수준은 이전에 예상했던 것보다 더 빨리 상승 할 것입니다. 이것을 바꿀 수있는 유일한 방법은 나무가 탄소를 흡수하는 능력을 증가시키는 것입니다.
사용 가능한 질소의 양에 제한되지 않는 식물은 온난화 기후에서 더 오래 자랄 수 있습니다. 이것들은 공기로부터 질소를 흡수 할 수있는 나무입니다. 나이. 그러나이 종은 일광이 적고 기온이 낮기 때문에 항상 거의 같은 시간에 잎을 잃을 것입니다.
그러나 위쪽으로, 일부 나무는 일찍 잎을 잃고 다른 나무는 지금 잎을 잃을 가능성이 있으므로 단풍이 길어질 가능성이 있으며 잎을 걷어차는 데 더 많은 시간을 할애 할 수 있습니다.
저자에 관하여
필립 제임스 (Profip of Ecology) 샐 퍼드 대학
이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.
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