يعد موسم سقوط أوراق الشجر من أهم الأحداث في التقويم في الولايات من ولاية ماين جنوبًا إلى جورجيا ومن الغرب إلى جبال روكي. إنه مهم بشكل خاص في الشمال الشرقي، حيث تجتذب ألوان الخريف ما يقدر بمليار دولار أمريكي من عائدات السياحة إلى نيو إنجلاند كل عام.
باعتباري عالم غابات، كثيرًا ما أُسأل عن كيفية تأثير تغير المناخ على ظهور أوراق الشجر. الأمر الأكثر وضوحًا حتى الآن هو أن تغيرات اللون تحدث في وقت لاحق من الموسم. لكن تغير المناخ ليس العامل الوحيد المؤثر، وفي بعض المناطق، تكون القرارات البشرية بشأن إدارة الغابات هي أكبر التأثيرات.
مواسم نمو أطول
من الواضح أن تغير المناخ يجعل الشمال الشرقي أكثر دفئًا ورطوبة. منذ عام 1980، ارتفع متوسط درجات الحرارة في الشمال الشرقي بمقدار 0.66 درجة فهرنهايت (0.37 درجة مئوية)، وزاد متوسط هطول الأمطار السنوي بمقدار 3.4 بوصة (8.6 سم) – حوالي 8٪. هذه الزيادة في هطول الأمطار تغذي نمو الأشجار وتميل إلى تعويض الضغط الذي تتعرض له الأشجار بسبب ارتفاع درجات الحرارة. وفي الغرب، الذي أصبح أكثر دفئا وجفافا، يؤثر تغير المناخ على الأشجار بشكل أكبر.
يُظهِر بحثي في فسيولوجيا الأشجار وعلم تعمر الأشجار ــ تأريخ وتفسير الأحداث الماضية استناداً إلى حلقات نمو الأشجار ــ أن أداء الأشجار في شرق الولايات المتحدة بشكل عام كان طيباً في مناخ متغير. وهذا ليس مفاجئًا نظرًا للتغيرات الطفيفة في المناخ عبر جزء كبير من شرق الولايات المتحدة. غالبًا ما تحد درجة الحرارة من نمو الأشجار في المناطق الباردة والباردة، لذلك تستفيد الأشجار عادةً من ارتفاع طفيف في درجة الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن ثاني أكسيد الكربون – الغاز الدفيئة المهيمن على مناخ الأرض – هو أيضًا الجزيء الذي يغذي عملية التمثيل الضوئي في النباتات. مع زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، تقوم النباتات بمزيد من عملية التمثيل الضوئي وتنمو أكثر.
إن المزيد من ثاني أكسيد الكربون لا يشكل فائدة تلقائية لكوكب الأرض ــ وهي الفكرة التي يشار إليها غالباً باسم “التخضير العالمي”. هناك حدود طبيعية لمدى قدرة نباتات التمثيل الضوئي على القيام بها. تحتاج النباتات إلى الماء والمواد المغذية لتنمو، وتكون إمدادات هذه المدخلات محدودة. ومع ارتفاع تركيزات ثاني أكسيد الكربون، تقل قدرة النباتات على استخدامه – وهو تأثير يعرف باسم تشبع ثاني أكسيد الكربون.
ومع ذلك، في الوقت الحالي، أدى تغير المناخ إلى تمديد موسم نمو الأشجار في الشمال الشرقي بحوالي 10 إلى 14 يومًا. في بحثي عن حلقات الأشجار، نرى بشكل روتيني أن الأشجار تنمو الآن بشكل أكبر بكثير مما كانت عليه في الماضي.
ويظهر هذا التأثير بشكل خاص في الأشجار الصغيرة، لكننا نراه في الأشجار القديمة أيضًا. وهذا أمر رائع لأن نمو الأشجار القديمة يجب أن يتباطأ، وليس أن يتسارع. وقد لاحظ العلماء في الولايات الغربية هذا التسارع في أشجار الصنوبر التي يزيد عمرها عن 4000 عام، وهي أقدم الأشجار في العالم.
تظهر ألوان الخريف عندما ينتهي موسم النمو وتتوقف الأشجار عن عملية التمثيل الضوئي. وتتوقف الأشجار عن إنتاج الكلوروفيل، وهو الصبغ الأخضر الموجود في أوراقها، والذي يمتص الطاقة من ضوء الشمس. وهذا يسمح بظهور أصباغ الكاروتينويد (البرتقالي) والزانتوفيل (الصفراء) الموجودة في الأوراق. تنتج الأوراق أيضًا صبغة ثالثة، الأنثوسيانين، والتي تنتج الألوان الحمراء. قد يعني موسم النمو الأطول ظهور ألوان الخريف في وقت لاحق – كما يمكن أن يجعل تلك الألوان باهتة.
مزيج متغير من الأشجار
المناخ ليس هو الشيء الوحيد الذي يؤثر على ألوان الخريف. وتعد أنواع أنواع الأشجار في الغابة عاملاً أكبر، وقد تغير تكوين الغابات في شرق الولايات المتحدة بشكل كبير خلال القرن الماضي.
والجدير بالذكر أن الغابات الشرقية تضم اليوم عددًا أكبر من الأنواع مثل القيقب الأحمر، والبتولا الأسود، والحور الخزامى، والعلكة السوداء مما كانت عليه في أوائل القرن العشرين. هذه الأشجار تتحمل الظل وتنمو عادةً في ظروف ليست رطبة جدًا ولا جافة جدًا. كما أنها تنتج عروضًا مكثفة باللونين الأحمر والأصفر في الخريف.
بدأ هذا التحول في ثلاثينيات القرن العشرين، عندما تبنت الوكالات الفيدرالية سياسات دعت إلى إخماد جميع حرائق الغابات بسرعة بدلاً من ترك بعضها مشتعلاً. في ذلك الوقت، كانت أشجار البلوط والصنوبر والجوز تهيمن على جزء كبير من شرق الولايات المتحدة. وبدون تكرار الحرائق مرة أو مرتين كل عقد، تفشل هذه الأنواع في التجدد وتتراجع في نهاية المطاف، مما يسمح للأشجار الأكثر تحملاً للظل والحساسة للحرائق مثل القيقب الأحمر بالغزو.
هناك أدلة على أن بعض أنواع الأشجار في شرق الولايات المتحدة تهاجر إلى الشمال والغرب بسبب ارتفاع درجة الحرارة وزيادة هطول الأمطار وإخماد الحرائق. يمكن أن يؤثر هذا الاتجاه على ألوان الخريف حيث تكتسب المناطق أو تفقد أنواعًا معينة. وعلى وجه الخصوص، تشير الدراسات إلى أن مجموعة أشجار قيقب السكر – وهي واحدة من أفضل الأشجار المنتجة للألوان – تنتقل شمالًا إلى كندا.
الغابات تحت الضغط
من الواضح حتى الآن أن ارتفاع درجات الحرارة قد تسبب في تأخير ذروة الألوان في معظم أنحاء الشرق، بدءًا من بضعة أيام في بنسلفانيا إلى ما يصل إلى أسبوعين في نيو إنجلاند. ليس من المعروف حتى الآن ما إذا كان هذا التأخير يجعل ألوان الخريف أقل كثافة أو أقصر بقاءً.
لكنني لاحظت على مدار الـ 35 عامًا الماضية أنه عندما يمتد الطقس الدافئ والرطب جدًا إلى منتصف وأواخر شهر أكتوبر، تتحول الأوراق عادةً من اللون الأخضر إلى الألوان الباهتة أو مباشرة إلى اللون البني، خاصة إذا كان هناك صقيع مفاجئ. يوجد هذا العام عدد قليل من الأوراق الحمراء الكثيفة، مما يشير إلى أن الدفء قد تداخل مع إنتاج الأنثوسيانين. بعض المنتجات الحمراء الكلاسيكية، مثل القيقب الأحمر والبلوط القرمزي، تنتج أوراق صفراء.
هناك عوامل أخرى يمكن أن تشدد أيضًا على الغابات الشرقية. ويتوقع علماء المناخ أن الانحباس الحراري العالمي سيجعل العواصف الاستوائية والأعاصير أكثر شدة وتدميرا، مع ارتفاع معدلات هطول الأمطار. يمكن أن تؤدي هذه العواصف إلى سقوط الأشجار، وتطاير الأوراق من تلك التي بقيت واقفة، وتقليل لون الخريف.
ويتوقع العلماء أيضًا أن يؤدي تغير المناخ إلى توسيع نطاقات الحشرات التي تفترس الأشجار، مثل حفار الرماد الزمردي. كما أدى سقوط الأمطار هذا العام أيضًا إلى زيادة المشكلات المتعلقة بالفطريات التي تبقع الأوراق، والتي تضرب قيقب السكر بشدة.
الغابات تظلل الأرض وتمتص ثاني أكسيد الكربون. أنا فخور برؤية عدد متزايد من الغابات يشاركون في الغابات البيئية، وهو النهج الذي يركز على خدمات النظام البيئي التي توفرها الغابات، مثل تخزين الكربون، وتصفية المياه، وإيواء الحياة البرية.
يمكن أن يساعد القائمون على الغابات في إبطاء تغير المناخ من خلال إعادة الغطاء النباتي للأراضي المفتوحة، وزيادة التنوع البيولوجي للغابات، واستخدام أنواع الأشجار عالية القدرة على التكيف والتي تدوم طويلاً وتنتج العديد من البذور وتهاجر بمرور الوقت. إن تشكيل الغابات الشرقية لتزدهر في مناخ متغير يمكن أن يساعد في الحفاظ على فوائدها – بما في ذلك عروض ألوان الخريف – في المستقبل.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. إذا وجدته مثيرًا للاهتمام، فيمكنك الاشتراك في نشرتنا الإخبارية الأسبوعية.
كتب بواسطة: مارك أبرامز، ولاية بنسلفانيا.
اقرأ أكثر:
لا يعمل مارك أبرامز في أي شركة أو مؤسسة أو يستشيرها أو يمتلك أسهمًا فيها أو يتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينه الأكاديمي.