隨著天的縮短和北半球溫度的下降，葉子開始轉動。 當樹葉仍留在樹上時，我們可以享受絢麗的秋天色彩，後來，在外出散步時，他們會穿過紅，棕和金地毯。
春季溫度再次升高時，樹木的生長季節恢復了。 在整個溫暖的月份中，樹木從大氣中吸收二氧化碳並將其存儲在復雜的分子中，釋放出氧氣作為副產物。 簡而言之，這就是光合作用的過程。 光合作用越多，碳被鎖住的越多。
我們知道二氧化碳是氣候變化的主要驅動力，因此植物可以從大氣中吸收的越多越好。 隨著氣候變暖，導致生長季節更長，一些研究人員 建議 與以前相比，樹木和其他植物吸收的二氧化碳更多。 但 一項新的研究 改變了這一理論的面貌，並可能對我們如何適應氣候變化產生深遠影響。
達到極限
由瑞士聯邦技術學院的Deborah Zani領導的研究人員研究了秋天樹葉顏色變化的時機由植物在前一個春季和夏季的生長情況決定的程度。
傳統上，溫度和天長是決定葉子何時變色和掉落， 一些科學家 假設溫度升高會延遲這個過程直到季節的後期。 這項新研究的作者研究了落葉歐洲樹種，包括歐洲七葉樹，白樺樹和英國橡樹，記錄了每棵樹每季吸收的碳量以及當落葉時最終對碳的影響。
使用來自數據 泛歐洲物候項目研究人員在他們的長期觀察研究中發現，該樹已經追踪了長達65年的樹木，隨著光合作用速率的提高，樹葉變色並在一年中早些時候掉落。 在春季和夏季的生長季節中，光合作用活動每增加10％，樹木平均早八天就會脫落。
對具有五年曆史的歐洲山毛櫸和日本草甸甜樹進行的氣候控制實驗表明，這種意外結果可能是由什麼引起的。 在這些試驗中，樹木暴露於全陽光，半陰影或全陰影下。 結果表明，樹木在整個生長季節可以進行的光合作用數量是有限的。 可以將其想像為在桶中裝滿水。 它可以緩慢或快速地完成，但是一旦裝滿水桶，便無處可去。
在秋天落葉的落葉喬木，每個季節可吸收的碳量固定。 亞歷克斯·斯坦默/ Shutterstock
這項研究表明，落葉喬木每年只能吸收一定量的碳，一旦達到該極限，便無法吸收更多的碳。 在那時，葉子開始變色。 此限制是由養分（尤其是氮）的可用性以及植物本身的物理結構（尤其是內部運水和溶解的養分的內部容器）決定的。 氮是植物生長所需的關鍵營養素，而有效氮的含量通常會限制總生長。 這就是為什麼農民和園丁使用氮肥來克服這一限制的原因。
總之，這些限制意味著在生長季節碳吸收是一種自我調節機制。 樹 和 草本植物。 只能吸收那麼多的碳。
早秋的顏色
在一個不斷增長的世界中 大氣中的碳，這些新發現暗示，天氣轉暖和生長季節更長，不會使溫帶落葉樹吸收更多的二氧化碳。 該研究的預測模型表明，到2100年，預計樹木生長季節將延長22至34天之間，樹葉比現在要早三至六天從樹木上掉下來。
這對氣候變化建模具有重要意義。 如果我們接受像英國這樣的高溫國家中的落葉樹吸收的碳量每年都保持不變，而不論其生長季節如何，那麼二氧化碳含量的上升速度將比以前預期的更快。 改變這種狀況的唯一方法將是增加樹木吸收碳的能力。
不受可用氮量限制的植物在變暖的氣候下可能能夠生長更長的時間。 這些是可以從空氣中吸收氮的樹木，例如 der木。 但是，由於日光較少和溫度較低，這些物種仍會像往常一樣同時失去它們的葉子。
但從好的方面來看，有些樹木可能會早些丟掉葉子，而另一些樹木現在卻會丟掉它們，這可能會延長秋天的色彩，使我們有更多的時間踢樹葉。
關於作者
Philip James，生態學教授， 索爾福德大學
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