چه عواملی باعث مرگ برگ در پاییز می شود؟ – ScienceDaily


محققان در ETH Zurich مکانیسم خودتنظیمی را در درختان برگریز اروپایی شناسایی کرده اند که طول فصل رشد آنها را محدود می کند: درختانی که در بهار و تابستان بیشتر فتوسنتز می شوند زودتر از پاییز برگهای خود را از دست می دهند.

برگهای درختان متوسط ​​پهن برگ درست قبل از پاییز با تمام شکوه زرد و قرمز خود می درخشند و این خبر از آمدن پاییز می دهد. این فرآیند که پیری برگ نامیده می شود ، به درختان این امکان را می دهد تا با توقف رشد و استخراج مواد مغذی از برگ ، برای زمستان آینده آماده شوند. در چرخه فنولوژیکی درختان ، پیری برگ پایان دوره تولیدی است که در آن CO جذب می کنند2 توسط فتوسنتز

گرم شدن کره زمین منجر به افزایش فصول رشد بیشتر در سالهای اخیر شده است ، برگهای بهاری حدود دو هفته زودتر از 100 سال پیش در درختان اروپایی ظاهر می شوند و حدود شش روز بعد پاییز پیری می شود. معمولاً پیش بینی می شود که پیری در گرم شدن آب و هوا به کندی ادامه دهد و باعث افزایش میزان کربن جذب شده توسط این گیاهان در تغییر آب و هوا شود.

با این حال ، محققان از ETH زوریخ به نتیجه مخالف رسیدند. در مطالعه ای که در ژورنال منتشر شده است علوم پایه، آنها مکانیزمی خودتنظیم نشان داده اند که دوره تولید را محدود می کند. افزایش فتوسنتز در بهار و تابستان منجر به پیری زودتر می شود که می تواند منجر به زودتر ریزش برگ در پاییز شود.

سینک ظرفشویی را به عنوان محرک برای پیری محدود کنید

کنستانتین زونر ، رهبر مطالعه و دانشمند ارشد آزمایشگاه Crowther ETH زوریخ گفت: “پیش بینی های دقیق مربوط به فصل رشد درختان قبلاً دشوار بود زیرا عوامل پیر شدن برگ به خوبی درک نشده بودند.”

تاکنون دانشمندان معمولاً اظهار داشتند که پس از پایان تابستان ، کاهش دما در پاییز و طول روز از اصلی ترین علائم تعیین کننده زمان پیری برگها است. برخی مطالعات بیشتر نشان می دهد که ظاهر برگ در بهار بر مرگ برگ در پاییز تأثیر می گذارد. این زیست شناس می گوید: “اما از آنجا كه اهمیت این سازوكارها همچنان نامشخص است ، مدل های فنولوژیك در بهترین حالت فقط تا حدی قادر به در نظر گرفتن چنین تأثیراتی بوده اند.”

زونر مظنون است که ارتباط بین فنولوژی بهار و پاییز را می توان با فعالیت فتوسنتز توضیح داد – یا دقیق تر ، پدیده محدودیت ترسیب کربن. در این حالت ، مواد مغذی کمیاب در خاک ، مانند نیتروژن ، از جمله موارد دیگر ، میزان CO را محدود می کند2 که گیاه می تواند در طول فصل جذب کند. هرچه درختان کربن در بهار و تابستان جذب بیشتری کنند ، زودتر پیری برگها باید آغاز شود.

مدت هاست که این نقش فتوسنتز در کنترل پیری برگ شناخته شده است ، به عنوان مثال در محصولات زراعی ، اما هرگز در درختان آزمایش نشده است. این همان چیزی است که محققان ETH زوریخ را بر آن داشت تا موتورهای فنولوژی پاییز را با رویکرد ترکیبی برای مشاهدات میدانی ، آزمایشات آزمایشگاهی و مدل سازی بررسی کنند.

اثر شدید فتوسنتز

مشاهدات طولانی مدت از شش گونه درخت برگریز اروپایی طی شش دهه گذشته در قلب این مطالعه قرار دارد. با استفاده از این داده ها ، تیم زونر تأثیر نسبی عوامل مختلف در زمان پیری پاییز ، از جمله جوانه زنی برگ در بهار ، فتوسنتز فصلی ، CO را آزمایش کرد.2 غلظت ، دما و بارش.

محققان همچنین یک سری آزمایش با نهال در اتاق های تهویه مطبوع و فضای باز انجام دادند. این به آنها اجازه می دهد اثرات دما ، نور روز و CO را جدا کنند2 محتوایی که باعث ایجاد ارتباط بین فتوسنتز و پیری برگ می شود.

مشاهدات طولانی مدت تأثیر مهمی از فتوسنتز را نشان می دهد: در سالهایی که فتوسنتز افزایش یافته است در بهار و تابستان ، پیری برگ زودتر شروع می شود ، با هر ده درصد افزایش فعالیت فتوسنتز با پیری برگ هشت روز پیشرفت می کند. آزمایش ها از این یافته ها پشتیبانی می کند.

مدل جدید پیری پاییز

دبورا زانی ، نویسنده اصلی ، در توضیح نیروهای درگیر گفت: “تجزیه و تحلیل ما نشان می دهد که فتوسنتز فصلی ، دمای پاییز و طول روز عوامل اصلی افزایش سن هستند.” “چندین فاکتور دیگر ، مانند CO جوی2 به نظر می رسد غلظت ها ، دمای تابستان ، سطح نور و میزان بارش نیز بر پیری تأثیر می گذارد ، اما فقط به طور غیر مستقیم با تأثیر بر فتوسنتز. “

بنابراین ، تغییرات آب و هوایی پاییزی گرم ، پیری را به تأخیر می اندازد. با این حال ، این اثر با افزایش فتوسنتز در بهار و تابستان با افزایش CO خنثی می شود2 غلظت ، دوره های گرم تابستان و شکل ظاهری زودتر برگ.

Zani و Zohner مدل جدیدی از فنولوژی پاییزی را ایجاد کرده اند که همه عوامل را با توجه به وزن مربوطه در نظر می گیرد. این مدل به محققان این امکان را می دهد تا زمان پیری پاییز طی شش دهه گذشته را با دقت بیش از 42 درصد بیشتر از مدل های قبلی پیش بینی کنند.

سپس نویسندگان از این مدل برای تولید پیش بینی های به روز شده از زمان پیری برگ برای بقیه قرن استفاده کردند و نتایج کاملا غیر منتظره بود. پیش از این انتظار می رفت که پیری دو یا سه هفته بعد در پایان قرن اتفاق بیفتد. زانی می گوید: “مدل جدید ما خلاف این را نشان می دهد: اگر فتوسنتز همچنان افزایش یابد ، برگها سه تا شش روز زودتر از امروز بالغ می شوند.” زانی افزود: “این بدان معنی است که فصل رشد فقط در پایان قرن 8 تا 12 روز افزایش می یابد ، یعنی حدود دو تا سه برابر کمتر از آنچه قبلاً تصور می کردیم.” وی تجزیه و تحلیل و مدل سازی داده ها را به عنوان بخشی از پایان نامه کارشناسی ارشد خود در آزمایشگاه کراوتر انجام داد.

تأثیر بر تعادل کربن

در مطالعه خود ، محققان با استفاده از داده های حاصل از پروژه فنولوژیک پان-اروپایی ، تخمین زدند که در مجموع 434،000 مشاهدات فنولوژیکی در 3800 مکان در اروپای مرکزی بین سالهای 1948 تا 2015 انجام شده است. شش گونه نماینده مورد مطالعه قرار گرفتند: شاه بلوط اسب اروپایی ، توس نقره ، راش اروپایی ، کاج اروپایی ، انگلیسی بلوط و روون

نویسندگان مطالعه خود را مدرکی می دانند که جنگل های معتدل ظرفیت محدودی برای جذب CO دارند2: “شرکت فصلی ، محدود2 به گفته زونر ، جذب دما احتمالاً با افزایش دما به میزان کمتری افزایش خواهد یافت. “محققان در ETH در زوریخ اکنون می خواهند محدودیت غرق کربن در جنگل های زمین را بهتر درک کنند.


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*