بلندترین و نمادین ترین درختان کالیفرنیا دچار گرمازدگی می شوند
سرخ‌وودها با آب و هوای خنک و مه آلود سازگار شده‌اند. اکنون یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که وقتی محیطشان گرم می‌شود، فتوسنتز را کاهش می‌دهند.
این اکوسیستم‌های مرتفع محل زندگی موجوداتی مانند سمندر سرگردان است که می‌تواند تمام چرخه زندگی خود را بر روی یک درخت بگذراند، و مورل مرمری، پرنده‌ای دریایی که عادت‌های آشیانه‌اش تا روزی در سال 1974، زمانی که یک ماشین اصلاح درخت به لانه‌ای در ارتفاع 150 فوتی از زمین برخورد کرد، یک راز بود. گاهی اوقات یک دانه ولگرد - صنوبر سیتکا یا بلوط یا حتی یک چوب قرمز دیگر - راه خود را به سمت چوب قرمز عظیم می‌یابد و به طور کامل به درخت دیگری تبدیل می‌شود که در میان شاخه‌های یک غول قرار دارد.
برای هزاران سال، چوب‌های سرخ لنگر این اکوسیستم فوق‌العاده پایدار بوده‌اند. آنها حتی می توانند از آتش سوزی هایی که سایر گونه های درختی را ویران می کند جان سالم به در ببرند. آنها همچنین منبع بسیاری از الهامات انسانی بوده اند و میلیون ها دلار را به اقتصاد توریستی کالیفرنیا هدایت می کنند. اما مانند سایر موجودات زنده، آنها از گرم شدن دما مصون نیستند و به نظر می رسد این درختان نقطه ضعف خاصی دارند.
یک مطالعه جدید توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، با استفاده از اندازه‌گیری‌هایی که دو بار در ماه به مدت دو سال انجام می‌شود، نشان داد که برگ‌های چوب سرخ ساحلی اساساً فتوسنتز خود را در دوره‌های گرمای شدید کاهش می‌دهند. این بدان معناست که درختان "تنفس" و "غذا" خود را کند می کنند، زیرا نمی توانند با افزایش دما به اندازه کافی سریع خنک شوند. این مشکلی است که با ادامه تغییرات اقلیمی که باعث افزایش دمای جهانی می‌شود بدتر می‌شود و سؤالات فوری را در مورد آینده این درختان نمادین و لایه‌های حیاتی که روی و اطراف آنها زندگی می‌کنند ایجاد می‌کند.طول ها
برای درک اینکه چه اتفاقی برای سرخ‌وودها می‌افتد - و این ممکن است برای گونه‌هایی که به آنها متکی هستند چه معنایی داشته باشد - ابتدا باید به آناتومی درختان حمله کنیم. درختان از منافذ موجود در برگ های خود، روزنه ها، برای انجام دو کار استفاده می کنند: دی اکسید کربن را وارد کرده و آب را خارج کنند. روزنه های باز به این معنی است که درخت در حال تنفس دی اکسید کربن و فتوسنتز است، اما احتمالا آب را نیز خارج می کند. روزنه های بسته به این معنی است که درخت در حال حفظ آب است، اما فتوسنتز خود را نیز کند می کند، زیرا هیچ دی اکسید کربنی دریافت نمی کند.
لیلی کلینک، دانشجوی دکترای دانشگاه کالیفرنیا دیویس که نویسنده اصلی این مطالعه بود، می‌گوید: «از آنجایی که برگ‌ها جسمی فیزیکی و جذب‌کننده نور هستند، درست مانند آسفالت در خورشید گرم می‌شوند.
او گفت: «آنها سریعتر از هوای اطرافشان گرم می شوند. و یکی از راه‌هایی که آنها می‌توانند با این مشکل کنار بیایند این است که روزنه‌هایشان را باز کنند و اجازه دهند آب از برگ خارج شود، که به نوعی شبیه عرق کردن انسان است. وقتی آب از روی پوست ما تبخیر می‌شود، ما را خنک می‌کند و برای برگ‌ها هم همین‌طور است. اما آنها واقعاً می‌توانند این کار را در صورتی انجام دهند که آب کافی برای از دست دادن داشته باشند.
کلاینک و همکارانش درخت‌های قرمز ساحلی را در شهرستان مندوسینو، در نزدیکی بخش جنوبی محدوده آنها مطالعه کردند، جایی که محققان از ابزارهای تخصصی برای اندازه‌گیری اینکه آیا برگ‌های منفرد در حال فتوسنتز هستند یا نه استفاده کردند. آنها دریافتند که در طول موج های گرما، سرخ چوب های ساحلی به نقطه ای برخورد می کنند که نمی توانند به اندازه کافی سریع خنک شوند و فقط روزنه های خود را بسته نگه می دارند. در حالی که باعث صرفه جویی می شودآب، همچنین به این معنی است که درخت کربن بیشتری جذب نمی کند - به این معنی که "نمی خورد" یا ذخیره انرژی ایجاد نمی کند که بتواند از آن برای ادامه رشد استفاده کند.
این ممکن است مانند جنبه فنی فیزیولوژی درخت به نظر برسد. اما می‌تواند تأثیر زیادی بر این جنگل‌ها داشته باشد و چرخه‌ای باطل ایجاد کند که در آن درختان کربن کافی برای پر کردن برگ‌های خود در آینده ندارند، به این معنی که نمی‌توانند به همان اندازه کارآمد فتوسنتز کنند، که حتی بیشتر از آنها گرسنه می‌مانند و تا زمانی که درختان در نهایت بمیرند تکرار می‌شود. و در حالی که این نوع رفتار در درختان گرمسیری مشاهده شده است، این اولین بار است که کسی بررسی می کند که چگونه درختان سرخ ساحلی به استرس گرمایی مشابه واکنش نشان می دهند.
کریس استیل، بوم شناس جنگلی در دانشگاه ایالتی اورگان که در این مطالعه شرکت نکرد، گفت: اصطلاحی که مردم استفاده می کنند گرسنگی کربن است. "ساختن برگ ها برای یک گیاه می تواند گران باشد."
امروزه بیشتر درختان سرخ در کالیفرنیا و شمال غربی اقیانوس آرام جنگل‌های تازه‌رشدی هستند که در چند قرن اخیر کاشته شده‌اند. این بدان معناست که درختان در مقایسه با پسرعموهای قدیمی خود مانند نوجوانان در حال رشد نسبتاً گرسنه هستند، بنابراین آنها برای بلندتر شدن باید مقدار زیادی دی اکسید کربن را بمکند.
چوب‌های سرخ نیز در ذخیره‌سازی کربن فوق‌العاده خوب هستند. به لطف عمر زیاد و طولانی خود، آنها بیش از هر جنگل دیگری در جهان دی اکسید کربن را در هر هکتار ذخیره می کنند. نه تنها بازخورد منفی در خود سیستم آب و هوایی، با ترسیب کربن کمتر از این درختان و جنگل ها است، بلکه خود درختان نیز بهبدیهی است که رشد نمی کند.
کلینک توضیح داد که یک تهدید اصلی برای این درختان این است که علاوه بر تنش گرمایی، ممکن است منبع حیاتی هیدراتاسیون و حفاظتی را نیز از دست بدهند: سرخ‌چوب‌های ساحلی رابطه پیچیده‌ای با مه‌های کالیفرنیای شمالی و شمال غربی اقیانوس آرام دارند. درختان آنقدر بلند هستند که سایبان هایشان به لایه های مه می رسد و می توانند مستقیماً از آسمان آب بنوشند. مه همچنین درختان را از خورشید سایه می اندازد و به درختان سرخ ساحلی کمک می کند تا آب و هوای کوچک خود را ایجاد کنند، به همین دلیل است که این جنگل ها به طور قابل توجهی خنک تر از مناطق مجاور خود هستند. اما اقیانوس‌های گرمتر و هوای خشک‌تر، مه را پراکنده‌تر می‌کند، به این معنی که درختان منبع مهمی برای تسکین گرما را از دست می‌دهند که فقط شدیدتر می‌شود.
تاد داوسون، اکوفیزیولوژیست گیاهی در دانشگاه کالیفرنیا برکلی، که او نیز در این مطالعه شرکت نکرد، می‌گوید: «این نوعی ضربه دوگانه است. او گفت: «آب آنها تمام می شود و همچنین دچار این استرس گرمایی می شوند. آنها به زندگی در محدوده دمایی بسیار باریک بین 8 تا 27 درجه سانتیگراد (حدود 46 تا 80 درجه فارنهایت) عادت دارند. کالیفرنیا، ماننددر همه جا، دوره‌های طولانی‌تر از روزهای گرمتر از آنچه تا به حال تجربه کرده‌ایم بوده است، و اکنون مه، که معمولاً به نوعی شبیه یک دستگاه تهویه مطبوع است، بین 30 تا 40 درصد کاهش یافته است.»
این نوسانات دما بر موجوداتی که در بالای درختان زندگی می کنند نیز تأثیر می گذارد. آمبروز گفت: «اگر آنها در طول تابستان واقعاً گرمای بیش از حد را تجربه کنند، احتمالاً تشک‌های خاک و سرخس‌ها خیلی سریعتر خشک می‌شوند. و سپس آن سمندرها و پرندگان ممکن است نتوانند در آنجا زندگی کنند. بنابراین ما در آن نقطه شاهد اثرات آبشاری در کل اکوسیستم خواهیم بود.»
کلینک گفت، به نظر می رسد که درختان پس از گذراندن گرما خوب هستند. درحالی‌که برگ‌هایی که او و تیمش در طول مطالعه دو ساله‌شان به آنها نگاه کردند، به گرما عادت نکردند، اما پس از گذشت گرما نیز ظرفیت خود را برای فتوسنتز از دست ندادند. اگرچه این خبر کمی امیدوارکننده است، اما نیاز به درک بهتر تأثیر تغییرات آب و هوا بر این درختان و کاهش گرمایش را کاهش نمی دهد.
کلاینک گفت: «در حال حاضر دما در پاییز و زمستان به حالت عادی بازمی‌گردد و به درختان اجازه می‌دهد بهبود پیدا کنند. اما در پنج یا 10 سال دیگر، اگر دما حتی گرمتر شود و امواج گرما بیشتر شود، ما واقعاً نمی دانیم که آیا بهبودی حاصل می شود یا خیر.
در حال حاضر، سمندرها و پرندگان دریایی هنوز خانه های خود را در بالای درختان سرخ ساحلی دارند. اما ما بخشی از اکوسیستم بزرگ‌تر چوب‌های قرمز نیز هستیم، حتی اگر در نزدیکی آنها زندگی نکنیم - آنها، مانند همه درختان، کلید نگهداری هستند.سیاره ما مهمان نواز است درختانی که کلاینک مورد مطالعه قرار گرفت، پتانسیل زندگی برای بیش از هزار سال را دارند. سوال این است که آیا ما به آنها اجازه می دهیم.