이 진달래와 같은 나무가 우거진 식물의 경우, 봄 잎이 나오는시기는 생장시기를 최대화하는 것과 늦은 서리를 피하는 것 사이의 균형입니다. 리처드 프리맥, CC의 BY-ND

미국 전역의 날씨 패턴은 지난 몇 달 동안 롤러 코스터 타기처럼 느껴졌습니다. XNUMX 월과 XNUMX 월은 평균보다 상당히 따뜻함 많은 지역에서 XNUMX 월의 강렬한 한파 및 극적인 워밍업.

눈 더미에 의해 부서진 라일락 덤불을 본 적이 있다면 불과 몇 주 후 따뜻한 날에 싹이 트고 식물이 어떻게 그러한 극단을 견디는 지 궁금 할 것입니다. 나는 공부한다 기후 변화가 계절적 사건의시기에 미치는 영향 매사추세츠의 식물, 새, 곤충의 생애주기에서 나는 종들이 이곳에서 진화하여 뉴 잉글랜드의 유명한 변덕스러운 날씨를 처리한다는 것을 압니다. 그러나 온난화 기후는 날씨 패턴을 방해하고 많은 종의 적응 능력을 테스트하고 있습니다.

추위를 견디다

기온이 영하보다 훨씬 낮은 혹독한 겨울날에는 동물이 지하에서 동면하거나 보호 된 장소에 모여. 그러나 나무와 관목은 거기에 앉아서 가져 가야합니다. 줄기, 가지 및 뿌리의 조직은 살아 있습니다. 그들은 추위에서 어떻게 살아남을 수 있습니까?

가을에는 북미 여러 지역의 목본 식물이 시작됩니다. 겨울 준비. 잎의 색이 변하고 떨어지면 나뭇 가지, 가지, 줄기가 물을 잃기 시작합니다. 결과적으로 세포에는 더 높은 농도의 당, 염 및 유기 화합물이 포함되어 있습니다.

이것은 세포와 조직의 빙점을 낮추고 정상적인 물의 빙점보다 훨씬 낮은 온도에서 생존 할 수있게합니다. 그러나 그 속임수에는 한계가 있으므로 극한의 추위로 인해 특정 식물이 여전히 죽을 수 있습니다.

나무와 관목 뿌리는 겨울 동안 거의 변하지 않고 비활성 상태로 유지되며 보호를 위해 눈과 토양으로부터 단열재에 의존합니다. 대부분의 경우 뿌리 주변 토양의 온도는 영하 이상으로 유지됩니다. 토양, 낙엽 및 지속적인 눈 층은 뿌리 위의 땅을 단열하고 열 손실을 방지합니다.

봄 서리의 놀라운 위험

식물이 추운 겨울을 금욕 적으로 견디면 이른 봄에는 새로운 위험이 따릅니다. 식물은 성장기를 최대한 활용하기 위해 봄에 가능한 한 빨리 잎을 제거해야합니다. 그러나 이것은 성장하는 잎에 물을 펌핑하여 조직의 설탕, 소금 및 유기 화합물의 농도를 줄이고 겨울철 보호를 추위로부터 제거합니다.

각 종에는 특징적인 리프 아웃 시간. 블루 베리와 버드 나무와 같은 초기 잎이 많은 종은 식물 왕국의 도박꾼입니다. 참나무와 소나무와 같은 후기 종은 신중하고 보수적 인 유형입니다. 어떤 종의 경우에도 늦은 서리가 어린 잎을 손상 시키거나 죽일 수 있기 때문에 너무 일찍 잎을 제거하는 것은 위험합니다.

꽃은 또한 많은 물을 포함하고 있기 때문에 예측할 수없는 봄 서리에 취약합니다. 사과와 같은 과일 나무의 꽃이 서리에 의해 죽으면 나무는 늦게 여름에 열매를 맺지 않습니다. 늦은 서리는 또한 개나리와 목련과 같은 초기 개화 관상용 식물에 대해 실망스럽게 짧은 개화 시즌을 유발할 수 있습니다.

모닝콜

서리를 막고 전체 성장 시즌을 활용하기 위해 나무와 관목은 봄에 성장을 시작할시기를 알 수있는 세 가지 방법을 개발했습니다.

첫째, 식물은 겨울철 냉각 요구 사항이 있습니다. 특정 수의 추운 겨울날에 노출 될 때까지 겨울 휴면 상태를 유지합니다. 이 특성은 한겨울에 비정상적으로 따뜻한시기에 잎이 나거나 개화하는 것을 방지하는 데 도움이됩니다.

둘째, 식물은 매년 봄에 일정한 수의 따뜻한 날을 경험 한 후 성장을 촉진하는 봄 온난화 요구 사항이 있습니다. 이 기능은 충분히 따뜻해 지 자마자 성장을 시작하는 데 도움이됩니다.

셋째, 일부 식물에는 광주 기 즉, 24 시간 동안 빛에 노출되는 시간에 반응합니다. 이것은 봄에 날이 길어지고 따뜻해 짐에 따라 잎사귀를 준비합니다. 너도밤 나무는 온난화 요구 사항과 광주 기 반응을 모두 가지고 있지만 온도 요구 사항이 훨씬 더 강하기 때문에 늦봄에 따뜻한 며칠이 지나면 나옵니다.

흥미롭게도 레드 메이플과 블랙 자작 나무와 같은 북미 나무는 유럽과 동아시아 나무보다 더 조심스럽고 보수적입니다. 북미 동부의 날씨는 더 다양하며 늦봄에 서리의 위협이이 지역보다 더 높습니다. 결과적으로 북미 나무는 유럽과 동아시아의 비슷한 나무보다 몇 주 후에 잎이 나도록 진화했습니다.

기후 변화가 신호를 뒤흔들다

식물은 온도 신호에 매우 잘 적응하기 때문에 기후 변화로 인한 온난화로 인해 많은 종들이 겨울철 추위와 봄철 서리를 견디기 어렵습니다. 봄의 기온이 과거보다 따뜻해지면서 사과, 배 등의 나무가 잎을 내고 개화하여 반응 할 수 있습니다. 평소보다 몇 주 일찍. 이것은 늦은 서리에 대한 취약성을 증가시킬 수 있습니다.

이 벚나무의 잎은 늦은 서리로 인해 손상되었습니다. 리처드 프리맥, CC의 BY-ND

그런 늦은 서리는 더 일반적으로 됨 때문에 기후 변화는 제트 기류를 불안정하게합니다, 남쪽으로 훨씬 더 깊숙이 들어가 비정상적으로 추운 날씨를 불러옵니다.

2007 년, XNUMX 월의 매우 따뜻한시기 나무 잎사귀 미국 동부와 중부 전역에 걸쳐 있습니다. XNUMX 월에 심한 서리로 인해 참나무, 히코리 및 기타 수종의 어린 잎과 꽃이 죽었습니다. 나무는 두 번째 잎 작물을 생산할 수 있었지만 잃어버린 잎을 완전히 대체 할 수 없었기 때문에 그해의 성장을 저해했을 가능성이 큽니다.

해충은 또한 식물에 대한 위협을 증가시킵니다. 혹독한 겨울 날씨는 다음과 같은 북부 기후에서 발견되는 많은 곤충을 억제합니다. 헴록 울리 아델 기드 과 에메랄드 애쉬 보어. 겨울이 더 온난 해짐에 따라이 곤충들은 더 많이 생존하고 북쪽으로 더 이동하여 큰 발병을 일으키고 나무에 피해를 입 힙니다.

겨울이 따뜻해지면 땅이 드러나지 않는 날이 늘어납니다. 눈의 단열층이 없을 때 발생하는 콜드 스냅은 흙을 얼리고 뿌리를 죽이다. 손상된 뿌리가 충분한 물과 영양분을 공급할 수 없기 때문에 나무와 관목 가지가 다시 죽습니다. 극단적 인 경우 식물이 죽을 수 있습니다.

미국 농무부의 식물 강건성 구역지도는 기후 변화로 인해 미국이 따뜻해 짐에 따라 다양한 식물 종이 번성 할 가능성이 가장 높은 지역 인 이러한 구역이 북쪽으로 이동하고 있음을 보여줍니다.

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앞으로 수십 년 동안 가문비 나무와 전나무와 같은 많은 추위를 좋아하는 나무 종은 처리 할 수 ​​없을 때 덜 풍부해질 것입니다 더 따뜻한 기후와 관련된 새로운 도전. 미국 북동부에서는 설탕 단풍 나무와 너도밤 나무와 같은 토종 종이 참나무와 히코리와 같은 남쪽의 토착 종으로 점차 대체 될 것입니다. 그리고 다음과 같은 비 토착 종 노르웨이 단풍 나무는 이러한 혼란을 이용하여 길가와 이웃에서 숲으로 분산됩니다.

기후 변화로 인해 식물이 변화하는 계절을 표시하기 위해 의존하는 신호가 변경됨에 따라 유사한 변화가 여러 곳에서 일어나고 있습니다.

저자에 관하여

Richard B. Primack, 생물학 교수, 보스턴 대학교 (Boston University)

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