Hoe plante die verskuiwing van die winter na die lente bestuur Magtige natuurlike
Vir houtagtige plante soos hierdie rododendron, is die tydsberekening van die uitskeiding van die lente 'n balans tussen die maksimum groei van hul groeiseisoene en die vermyding van laat ryp. Richard Primack, CC BY-ND
Weerpatrone in die VSA voel al die afgelope paar maande soos 'n achtbaanrit. Desember en Januarie was aansienlik warmer as die gemiddelde op baie plekke, gevolg deur Februarie intense koue golf en 'n dramatiese opwarming.
As u ooit seringbosse gesien het wat deur sneeuvure verpletter is en net 'n paar weke later op 'n warm dag ontluik, wonder u hoe plante sulke uiterstes verdra. Ek studeer hoe klimaatsverandering die tydsberekening van seisoenale gebeure beïnvloed in die lewensiklusse van plante, voëls en insekte in Massachusetts, so ek weet dat spesies hier ontwikkel het om die beroemde wisselvallige weer van New England te hanteer. Maar 'n verwarmende klimaat ontwrig weerpatrone en toets die vermoë van baie spesies om aan te pas.
Verdra die koue
Op wrede wintersdae wanneer die temperatuur ver onder vriespunt is, diere hiberneer ondergronds of skuil op beskermde plekke. Maar bome en struike moet daar sit en dit neem. Die weefsels in hul stamme, takke en wortels is lewendig. Hoe oorleef hulle die ysige koue?
In die herfs begin houtagtige plante in baie dele van Noord-Amerika voorberei vir die winter. Wanneer hul blare van kleur verander en val, begin hul takkies, takke en stamme water verloor. As gevolg hiervan bevat hul selle hoër konsentrasies suikers, soute en organiese verbindings.
Dit verlaag die vriespunt van die selle en weefsels en laat hulle toe om temperature ver onder die normale vriespunt van water te oorleef. Die truuk het egter sy perke, so uiters koue gebeure kan steeds sekere plante doodmaak.
Boom- en struikwortels bly gedurende die winter grotendeels onveranderd en onaktief en vertrou op isolasie van sneeu en grond vir beskerming. Die temperatuur van die grond rondom wortels bly meestal tot bo die vriespunt. Grond, gevalle blare en aanhoudende sneeu-lae isoleer die grond bo die wortels en voorkom dat dit hitte verloor.
Die verrassende gevaar van lente-ryp
Nadat plante stoies koue winters weerstaan, bring die vroeë lente nuwe gevare mee. Plante moet in die lente so vroeg as moontlik uitblaar om die groeiseisoen ten volle te benut. Maar dit behels die pomp van water in hul ontwikkelende blare, wat die konsentrasie suikers, soute en organiese verbindings in hul weefsels verminder en hul winterbeskerming teen koue verwyder.
Elke spesie het 'n kenmerkende blaartyd. Vroegblaarsoorte soos bloubessies en wilgers is die dobbelaars van die planteryk. Latere soorte, soos eikehout en denne, is die versigtige en konserwatiewe soorte. Vir enige spesie is die blare te vroeg 'n risiko, want laat ryp kan jong blare beskadig of doodmaak.
Blomme is ook kwesbaar vir onvoorspelbare lente-ryp omdat dit baie water bevat. As die blomme van vrugtebome, soos appels, deur ryp doodgemaak word, lewer die bome nie later in die somer vrugte nie. Laat ryp kan ook teleurstellend kort blomseisoene veroorsaak vir vroegblomende sierplante soos forsythias en magnolias.
Om te beskerm teen ryp en steeds die volle groeiseisoen te benut, het bome en struike drie maniere ontwikkel om te weet wanneer dit in die lente begin groei.
Eerstens het plante koue vereistes vir die winter: hulle hou die winterslaap vas totdat hulle aan 'n sekere aantal koue wintersdae blootgestel is. Hierdie eienskap help hulle om blare of blom tydens abnormale warm periodes in die winter te vermy.
Tweedens, plante het ook lenteverwarmingsvereistes wat groei bevorder nadat hulle elke lente 'n sekere aantal warm dae ervaar. Hierdie funksie help hulle om te begin groei sodra dit warm genoeg is.
Derdens het sommige plante ook 'n fotoperiode reaksie, wat beteken dat hulle reageer op die tydsduur wat hulle binne 24 uur aan lig blootgestel word. Dit berei hulle voor om uit te blare namate die dae in die lente langer en warmer word. Beuke het 'n verwarmingsbehoefte en 'n fotoperiode-reaksie, maar die temperatuurbehoefte is baie sterker, dus hulle gaan aan die gang na 'n paar warm dae in die laat lente.
Dit is interessant dat Noord-Amerikaanse bome soos rooi esdoorn en swartberk versigtiger en konserwatiewer is as Europese en Oos-Asiatiese bome. Die weer in die ooste van Noord-Amerika is wisselvalliger, en die bedreiging van ryp in die laat lente is hier hoër as in daardie streke. As gevolg hiervan het Noord-Amerikaanse bome 'n paar weke later ontwikkel as soortgelyke bome uit Europa en Oos-Asië.
Klimaatsverandering skarrel die seine
Plante is baie ingestel op temperatuurseine, en dus word dit deur baie klimaatsverandering deur klimaatsverandering moeiliker om winterkoue en lente-ryp te weerstaan. Namate die lentetemperature warmer word as in die verlede, kan bome soos appels en pere reageer deur uit te blaar en te blom 'n paar weke vroeër as normaal. Dit kan hul kwesbaarheid vir laat ryp verhoog.
Die blare aan hierdie kersieboom het skade gely as gevolg van 'n laat ryp. Richard Primack, CC BY-ND
Sulke laat ryp is word meer algemeen omdat klimaatsverandering is besig om die straalstroom te destabiliseer, wat daartoe lei dat dit baie verder suid duik, wat buitengewone koue weer tot gevolg het.
In 2007, 'n buitengewone warm tydperk in Maart veroorsaak dat bome uitblaar dwarsoor die oostelike en sentrale Verenigde State. 'N Harde ryp in April het die jong blare en blomme van eikebome, hickories en ander boomsoorte doodgemaak. Die bome kon 'n tweede oes blare lewer, maar kon die blare wat hulle verloor het, nie heeltemal vervang nie, wat waarskynlik hul groei vir daardie jaar belemmer het.
Insekplae hou ook 'n toenemende bedreiging vir plante in. Harde winterweer hou baie insekte in die noordelike klimaat, soos hemlock wollerige adelgids en smarag-asboorders. Namate die winter milder word, sal hierdie insekte meer waarskynlik oorleef, verder noordwaarts beweeg, groot uitbrake veroorsaak en bome beskadig.
Warmer winters lei ook tot meer dae wanneer die grond kaal is. Koue drukkies wat voorkom as daar geen isolerende laag sneeu is nie vries die grond en maak wortels dood. Boom- en struik takke sterf dan terug omdat die beskadigde wortels nie genoeg water en voedingstowwe kan lewer nie. In uiterste gevalle kan die plante vrek.
Die Amerikaanse departement van landbou se planthardheidsone-kaart toon aan dat hierdie sones - gebiede waar die meeste plantspesies waarskynlik sal gedy - noordwaarts skuif namate klimaatsverandering die VSA warm maak.
In die komende dekades sal baie koue liefdevolle boomspesies soos sparre en spar minder voorkom as hulle nie kan hanteer nie nuwe uitdagings verbonde aan 'n warmer klimaat. In die noordooste van die VSA sal inheemse spesies soos suiker esdoorn en beuk geleidelik vervang word deur inheemse spesies van verder suid, soos eike en hickories. En nonnatiewe spesies, soos Noorweë esdoorns, maak gebruik van hierdie onderbrekings om in die bosse vanaf die pad en woonbuurte te versprei.
Soortgelyke verskuiwings vind op baie plekke plaas, aangesien klimaatsverandering die seine waarop plante vertrou, verander om die veranderende seisoene aan te dui.