Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

Saat hari-hari semakin pendek dan suhu turun di belahan bumi utara, daun-daun mulai berbelok. Kita bisa menikmati warna-warni musim gugur yang indah saat dedaunan masih di pepohonan dan, kemudian, menendang karpet merah, coklat dan emas saat berjalan-jalan.

Ketika suhu naik lagi di musim semi, musim tanam pohon dimulai kembali. Selama bulan-bulan dengan cuaca hangat, pohon mengambil karbon dioksida dari atmosfer dan menyimpannya dalam molekul kompleks, melepaskan oksigen sebagai produk sampingan. Singkatnya, ini adalah proses fotosintesis. Semakin banyak fotosintesis, semakin banyak karbon yang terkunci.

Kita tahu bahwa karbon dioksida adalah pendorong utama perubahan iklim, jadi semakin banyak yang bisa dikeluarkan dari atmosfer oleh tumbuhan, semakin baik. Dengan iklim yang lebih hangat yang mengarah ke musim tanam yang lebih lama, beberapa peneliti mengalaminya disarankan bahwa lebih banyak karbondioksida akan diserap oleh pohon dan tanaman lain dibandingkan dengan waktu sebelumnya. Tapi sebuah studi baru telah memutarbalikkan teori ini dan dapat memiliki efek yang mendalam pada cara kita beradaptasi dengan perubahan iklim.

Mencapai batas

Para peneliti, dipimpin oleh Deborah Zani di Institut Teknologi Federal Swiss, mempelajari sejauh mana waktu perubahan warna pada daun pohon musim gugur ditentukan oleh pertumbuhan tanaman pada musim semi dan musim panas sebelumnya.

Suhu dan panjang hari secara tradisional diterima sebagai penentu utama kapan daun berubah warna dan gugur, memimpin beberapa ilmuwan untuk mengasumsikan bahwa pemanasan suhu akan menunda proses ini hingga akhir musim. Mempelajari spesies pohon gugur di Eropa, termasuk kastanye kuda, birch perak, dan ek Inggris, penulis studi baru tersebut mencatat berapa banyak karbon yang diserap setiap pohon per musim dan bagaimana hal itu pada akhirnya memengaruhi ketika daunnya jatuh.

Menggunakan data dari Proyek Fenologi Pan Eropa, yang telah melacak beberapa pohon selama 65 tahun, para peneliti menemukan dalam studi observasi jangka panjang mereka bahwa dengan meningkatnya laju fotosintesis, daun berubah warna dan jatuh di awal tahun. Untuk setiap 10% peningkatan aktivitas fotosintesis selama musim tanam musim semi dan musim panas, rata-rata pohon merontokkan daunnya delapan hari sebelumnya.

Eksperimen yang dikontrol iklim pada beech Eropa berusia lima tahun dan pohon meadowsweet Jepang menunjukkan apa yang mungkin ada di balik hasil yang tidak terduga ini. Dalam uji coba tersebut, pohon-pohon tersebut terkena sinar matahari penuh, setengah teduh atau teduh penuh. Hasilnya menunjukkan bahwa ada batasan jumlah fotosintesis yang dapat dilakukan pohon selama satu musim tanam. Anggap saja seperti mengisi ember dengan air. Ini bisa dilakukan perlahan atau cepat, tetapi setelah ember penuh, tidak ada lagi air yang bisa mengalir.

Pohon gugur, yang merontokkan daun di musim gugur, memiliki jumlah karbon tetap yang dapat diserapnya per musim. Alex Stemmer / Shutterstock

Penelitian ini menunjukkan bahwa daun pohon hanya dapat menyerap sejumlah tertentu karbon setiap tahun dan setelah batas tersebut tercapai, tidak ada lagi yang dapat diserap. Pada saat itu daun mulai berubah warna. Batasan ini ditentukan oleh ketersediaan unsur hara, terutama nitrogen, dan struktur fisik tanaman itu sendiri, terutama pembuluh dalam yang memindahkan air dan unsur hara terlarut. Nitrogen adalah nutrisi utama yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh, dan seringkali jumlah nitrogen yang tersedia yang membatasi pertumbuhan total. Inilah mengapa petani dan tukang kebun menggunakan pupuk nitrogen, untuk mengatasi keterbatasan ini.

Bersama-sama, kendala ini berarti bahwa serapan karbon selama musim tanam merupakan mekanisme yang mengatur dirinya sendiri pohon dan tanaman herba. Hanya begitu banyak karbon yang dapat diambil.

Warna musim gugur lebih awal

Di dunia dengan peningkatan level karbon di atmosfer, temuan baru ini menyiratkan bahwa cuaca yang lebih hangat dan musim tanam yang lebih lama tidak akan memungkinkan pohon beriklim sedang untuk mengambil lebih banyak karbon dioksida. Model prediksi studi tersebut menunjukkan bahwa pada tahun 2100, ketika musim pertumbuhan pohon diperkirakan antara 22 dan 34 hari lebih lama, daun akan jatuh dari pohon antara tiga dan enam hari lebih awal dari yang mereka lakukan sekarang.

Ini memiliki implikasi yang signifikan untuk pemodelan perubahan iklim. Jika kita menerima bahwa jumlah karbon yang diserap oleh pohon peluruh di negara-negara bersuhu seperti Inggris akan tetap sama setiap tahun terlepas dari musim tanamnya, tingkat karbon dioksida akan meningkat lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Satu-satunya cara untuk mengubahnya adalah dengan meningkatkan kapasitas pohon untuk menyerap karbon.

Tanaman yang tidak dibatasi oleh jumlah nitrogen yang tersedia mungkin dapat tumbuh lebih lama di iklim yang memanas. Ini adalah pohon yang dapat mengambil nitrogen dari udara, seperti usia. Tetapi spesies ini masih akan kehilangan daunnya pada waktu yang kira-kira sama seperti biasanya, karena siang hari yang lebih sedikit dan suhu yang lebih dingin.

Namun sisi baiknya, dengan kemungkinan beberapa pohon kehilangan daunnya lebih awal dan yang lainnya kehilangannya pada saat mereka melakukannya sekarang, mungkin ada prospek warna musim gugur yang berkepanjangan - dan lebih banyak waktu bagi kita untuk menendang melalui dedaunan.

tentang Penulis

Philip James, Profesor Ekologi, University of Salford

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Life After Carbon: Transformasi Global Kota Berikutnya

by Peter Plastrik, John Cleveland
Masa depan kota-kota kita tidak seperti dulu. Model kota modern yang berlaku secara global pada abad ke-20 telah melampaui kegunaannya. Itu tidak bisa menyelesaikan masalah yang diciptakannya — terutama pemanasan global. Untungnya, model baru untuk pembangunan perkotaan muncul di kota-kota untuk secara agresif mengatasi realitas perubahan iklim. Ini mengubah cara kota merancang dan menggunakan ruang fisik, menghasilkan kekayaan ekonomi, mengkonsumsi dan membuang sumber daya, mengeksploitasi dan mempertahankan ekosistem alami, dan mempersiapkan masa depan. Tersedia di Amazon

Kepunahan Keenam: Sejarah yang Tidak Alami

oleh Elizabeth Kolbert
Selama setengah miliar tahun terakhir, telah ada Lima kepunahan massal, ketika keanekaragaman kehidupan di bumi tiba-tiba dan secara dramatis menyusut. Para ilmuwan di seluruh dunia saat ini sedang memantau kepunahan keenam, yang diprediksikan sebagai peristiwa kepunahan paling dahsyat sejak dampak asteroid yang memusnahkan dinosaurus. Kali ini, bencana adalah kita. Dalam prosa yang bersifat jujur, menghibur, dan sangat informasi, New Yorker penulis Elizabeth Kolbert memberi tahu kita mengapa dan bagaimana manusia telah mengubah kehidupan di planet ini dengan cara yang tidak dimiliki spesies sebelumnya. Menjalin penelitian dalam setengah lusin disiplin ilmu, deskripsi spesies menarik yang telah hilang, dan sejarah kepunahan sebagai sebuah konsep, Kolbert memberikan catatan bergerak dan komprehensif tentang penghilangan yang terjadi di depan mata kita. Dia menunjukkan bahwa kepunahan keenam kemungkinan merupakan warisan umat manusia yang paling abadi, memaksa kita untuk memikirkan kembali pertanyaan mendasar tentang apa artinya menjadi manusia. Tersedia di Amazon

Perang Iklim: Perjuangan untuk Bertahan Hidup saat Dunia Terlalu Panas

oleh Gwynne Dyer
Gelombang pengungsi iklim. Lusinan negara gagal. Perang habis-habisan. Dari salah satu analis geopolitik besar dunia, muncul sekilas menakutkan realitas strategis dalam waktu dekat, ketika perubahan iklim mendorong kekuatan dunia ke arah politik kelangsungan hidup yang sangat ketat. Prescient dan gigih, Perang Iklim akan menjadi salah satu buku paling penting di tahun-tahun mendatang. Bacalah dan cari tahu apa tujuan kami. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.