دانشمندان دهه‌ها است که سیگنال اقلیمی در این فرآیند را مشاهده ‌کردند که پاییزهای گرم‌تر، ریزش برگ‌ها را به تاخیر می‌اندازد، اما اکنون، الگوی دومی پدیدار شده و قانون قدیمی را معکوس کرده است. در بسیاری از مناطق، برگ‌ درختان زودتر می‌ریزند و عامل آن فقط دما نیست، بلکه کمبود آب است.

بررسی جدید دانشگاه «یوننان» (Yunnan) چین، شرایط دقیق خشکسالی که موجب می‌شود، گیاهان قبل از شروع پاییز تسلیم شوند را بررسی کرده است که شامل بیش از ۷۰ سال داده، از ماهواره‌ها و سایت‌های میدانی است. محققان فقط به بررسی اینکه آیا خشکسالی اتفاق می‌افتد یا خیر، نپرداختند آنان آستانه‌هایی را که در آن گیاهان، مقاومت خود را از دست می‌دهند نیز محاسبه کردند.

خشکسالی باعث پاییز زودرس می‌شود

آستانه خشکسالی قبل از فصل، نقطه‌ای است که گیاهان از مقاومت دست می‌کشند و پیر شدن را آغاز می‌کنند. این آستانه در همه جا یکسان نیست؛ در مناطق خشک مانند بیابان‌ها و بوته‌زارها، حتی خشکسالی اندک نیز تاثیرگذار است. در جنگل‌های مرطوب‌تر، خشکسالی باید بسیار شدیدتر باشد تا چنین تغییری رخ دهد اما وقتی اتفاق می‌افتد، تاثیر سریعی دارد و گیاهان تقریبا یک شبه از انعطاف‌پذیری به آسیب‌پذیری تغییر می‌کنند.

موج‌های گرما تعادل را به هم می‌زنند

خشکسالی، فقط بخشی از این تغییرات است؛ موج‌های گرما، به ویژه موج‌های گرم در طول روز، اوضاع را بدتر می‌کنند. روزهای گرم، گیاهان را مجبور می‌کنند که سریع‌تر آب را از طریق برگ‌هایشان از دست بدهند. خاک به سرعت خشک می‌شود و آستانه خشکسالی کاهش می‌یابد به این معنی که خشکی کمتری برای شروع ریزش برگ‌ها لازم است.

موج‌های گرما در شب اثر ضعیف‌تری دارند. روزنه‌ها در تاریکی عمدتا بسته می‌مانند و از دست دادن آب را آهسته می‌کنند. با این حال، شب‌های گرم‌تر با افزایش مبادله گازها، گاهی اوقات بدون اینکه به گیاهان انرژی لازم برای دریافت از نور خورشید را بدهند، فشار را افزایش می‌دهند.

در بسیاری از مناطق، محققان واکنش زنجیره‌ای را مشاهده کردند که موج‌های گرما منجر به خشکسالی جوی می‌شوند که به خشکسالی خاک تبدیل می‌شود و سپس برگ‌ها زودتر شروع به ریزش می‌کنند.

دفاع گیاهان محدودیت‌هایی دارد

گیاهان راه‌هایی برای مقابله با این مشکلات دارند؛ یک سایبان برگ متراکم، بر خاک سایه می‌اندازد و آب را ذخیره می‌کند. ریشه‌های عمیق، رطوبت را از اعماق بسیار پایین سطح زمین جذب می‌کنند و این ویژگی‌ها که به عنوان شاخص سطح برگ (LAI) و تاب‌آوری اکوسیستم اندازه‌گیری می‌شوند لحظه‌ای را که خشکسالی گیاهان را مجبور به توقف رشد می‌کند، به تاخیر می‌اندازند اما این دفاع‌ها محدودیت‌هایی دارند؛ در مناظری که از قبل خشک هستند، حتی یک کاهش کوچک در میزان آب موجود می‌تواند آنها را بشکند.

نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که تاب‌آوری و شاخص سطح برگ به بارندگی و رطوبت کلی بستگی دارند. شرایط مرطوب‌تر هر دو را تقویت اما شرایط خشک آنها را تضعیف می‌کند.

خشکسالی‌های آینده با فصل‌های پاییزی زودتر همراه است

محققان از مدل‌های اقلیمی استفاده کردند تا دریابند که چگونه این آستانه‌های خشکسالی تا سال ۲۱۰۰ ممکن است تغییر کنند. در بسیاری از نقاط، خشکسالی که امروز اندک تلقی می‌شود، می‌تواند همان تاثیر خشکسالی شدید را داشته باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که فصل رشد کوتاه‌تر، جذب کمتر کربن توسط پوشش گیاهی و فشار بیشتر بر اکوسیستم‌هایی است که از قبل با سایر تنش‌های اقلیمی روبرو هستند.

خشکسالی زمان پاییز را تغییر می‌دهد

محققان دریافتند، تغییرات اقلیمی نه فقط سیاره را گرم می‌کند، بلکه قوانینی را که گیاهان بر اساس آن زندگی می‌کنند نیز تغییر می‌دهد. دانستن آستانه‌های خشکسالی برای ریزش زودهنگام برگ‌ها می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا پیش‌بینی کنند که فصل رشد کجا و چه زمانی کوتاه می‌شود. این بینش همچنین به مدیران و سیاست‌گذاران جنگل، دیدگاه واضح‌تری از مناطقی می‌دهد که ممکن است برای سازگاری به کمک نیاز داشته باشند.

پاییز در دهه‌های آینده ممکن است همچنان در مکان‌های بیشتر و بیشتری نه با هوای خنک پاییز، بلکه با گرمای خشک اواخر تابستان زودتر فرا خواهد رسید.

نتایج این تحقیق در مجله «نیچر کامیونیکیشن» (Nature Communications) منتشر شده است.

انتهای پیام