Komplex tényezők befolyásolják az őszi lombhullást

A mérsékelt övi lombhullató fák a vegetációs időszak alatt kivonják a levegőből a szén-dioxidot és szén formájában megkötik. Az eddigi elképzelések szerint a klímaváltozás miatt meghosszabbodó vegetációs időszak miatt több CO2 kivonását várhatjuk e fáktól, egy új svájci-német kutatás szerint azonban ennél sokkal bonyolultabb a helyzet.

A Zürichi Műszaki Egyetem (ETH Zürich) számolt be a Science folyóiratban közzé tett tanulmány eredményeiről, amelyekben feltártak egy, a vegetációs időszak hosszát korlátozó önszabályozó folyamatot.

A levelek ősszel elszíneződnek, majd lehullanak, ez jól ismert folyamat, a levélhullás a vegetációs időszak végét jelzi, ezután nincs fotoszintézis, és így a szénmegkötésnek is vége az adott szezonban. „Eddig igen nehéz volt pontosan előrejelezni a vegetációs időszak hosszát, mivel nem értettük egészen a levelek öregedésének folyamatait” – mondta Constantin Zohner biológus, a kutatás vezetője. Eddig úgy vélték, hogy a nyár végével bekövetkező hőmérséklet-csökkenés és a rövidülő nappalok együttesen indítják be a levél öregedését, egyes elképzelések szerint befolyással volt ennek idejére az is, hogy tavasszal mikor pattantak ki a rügyek. „Mivel azonban e folyamatok fontosságát nem ismertük, ezért a modellekben sem tudtuk megfelelően figyelembe venni őket” – tette hozzá a kutató.

Zohner úgy vélte, a tavaszi és őszi folyamatok közti összekötő kapocs a fotoszintézis, egészen pontosan a szénmegkötés korlátozott volta. Ezen elképzelés alapján a növény számára rendelkezésre álló egyéb tápanyagok, például a talajból felvehető nitrogén mennyisége korlátozzák, hogy mennyi szén-dioxidot tud megkötni a növény egy vegetációs időszak alatt. Ez azt jelenti, hogy minél több szenet kötnek meg a tavaszi-nyári időszakban, annál korábban elkezdenek öregedni ősszel a leveleik. Ezt a jelenséget ismertük, például számos szántóföldi növényünk esetében, ám a fáknál nem vizsgálták eddig, ezért is álltak neki a kutatók most a vizsgálatoknak.

Hat, Európában élő lombhullató fa hosszú távú megfigyelési adatait elemezték, és megvizsgálták, hogy az időjárástól a tavaszi rügyfakadáson át a CO2 szintig számos különböző tényező miként befolyásolja a levelek elöregedését. Emellett számos kísérletet is végeztek e tényezők egyedi hatásaival, klímakamrákba helyezett vagy kültéren növekvő facsemetékkel is.

A hosszú távú megfigyelésekből az derült ki, hogy a fotoszintézis a leginkább befolyásoló tényező: azokban az években, amikor a tavaszi és nyári időszak során intenzívebb fotoszintézis zajlott, hamarabb öregedni kezdtek a levelek: 10 százalékkal jelentősebb fotoszintézishez 8 nappal korábbi levélöregedés társult. A csemetékkel végzett kísérletek is ezt az eredményt támogatták.

„A vizsgálatunk alapján a szezonális fotoszintézis, az őszi hőmérséklet, és a nappalok hossza a fő tényező, amely befolyásolja a levelek elöregedését” – mondta Deborah Zani, a tanulmány vezető szerzője. „Számos más tényező is hat rá, de csak közvetett módon, a fotoszintézisen keresztül.”
A kutatók egy új modellt állítottak össze, amelyben mindezeket a tényezőket figyelembe veszik, majd a modell segítségével a következő évtizedekre szóló előrejelzést készítettek a lombhullás idejéről. Eddig úgy véltük, a századunk végére 2-3 héttel későbbre tolódik majd az őszi lombhullás, az új számítások alapján azonban a jelenleginél 3-6 nappal hamarabb lehullanak majd a levelek. Ez azt is jelenti, hogy nem tudnak a növények annyival több szén-dioxidot sem kivonni a légkörből, amennyire a korábbi becslések alapján számítottak.
„A szezonális CO2 felvétel ugyan valószínűleg nőni fog az emelkedő hőmérsékletekkel, azonban kevésbé, mint a régebbi modellek sugallták” – tette hozzá Zohner. Ezt azt jelenti, hogy a mérsékelt égöv erdőségeinek korlátozott a szénmegkötő kapacitásuk, hiába áll rendelkezésre több szén-dioxid a légkörben.