鮮花盛開,花蕾綻放,預示著春天的到來,但要標記秋天的自然開始卻困難得多。秋葉壯觀的顏色變化是逐漸發生的,並且因地域而異。生態學家們努力模擬當前秋季的時間,更不用說預測一個世紀後的開始了。但是,實現後一個目標可以預測季節性變化,預計這些變化將對未來的氣候產生影響。
預測秋季開始日期的常用方法依賴於兩個變數:溫度和日照長度。悉尼麥考瑞大學的特雷弗·基南和哈佛大學的安德魯·理查森知道這個模型過於簡單,因為生態學家經常從中獲得糟糕的結果。因此,他們分析了來自馬薩諸塞州哈佛森林和新罕布什爾州哈伯德布魯克實驗森林的大約20年的樹葉觀測資料,以及美國東部13年的樹葉衛星資料。資料揭示了秋季到來的新觸發因素:春季的時機。發表在全球變化生物學線上期刊上的分析發現,如果特定樹木的春季提前一天開始(定義為葉子何時萌發),那麼同一棵樹木的秋季平均也會提前0.6天到來(定義為葉子何時變色)。波士頓大學生態學家理查德·普里馬克說:“這是一個相當出乎意料的發現。”他沒有參與這項研究。
基南和理查森不知道為什麼秋季的到來會取決於前一個春季的開始。“引擎蓋下實際發生的事情——啟動秋季的過程——非常複雜且尚未得到充分理解,”基南說。葉子可能被設定為一旦達到一定年齡就掉落,如果春天來得更早,就會導致它們的衰老期提前到一年中的更早時間。或者,早春可能意味著樹木從土壤中吸收更多的地下水,這可能會在生長季節後期給供水帶來壓力,並導致葉子過早死亡。
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春季-秋季聯絡很可能對人類來說是壞訊息。在舊模型下,生態學家曾預測,一個世紀後,鑑於氣候變暖七攝氏度,秋季將推遲兩週開始——這將緩解全球變暖,因為夏季延長使樹木能夠從大氣中捕獲更多的二氧化碳。但基南和理查森的模型表明,在更溫暖的星球上,春季的提前到來將把秋季的開始日期提前。在這種情況下,秋季只會延遲幾天,因此樹木不會捕獲更多的碳。
這種新思路絕不是關於秋季變化的最終定論,但這項研究為未來的研究鋪平了道路。“這篇論文將激發很多興趣,”普里馬克說。“世界各地的人們都會閱讀它,並立即回到他們自己的資料集並開始重新分析它們。”