Listí by kvůli klimatické změně mohlo začít opadávat dříve

Časopis Science nedávno publikoval studii, podle níž brzká a teplá jara povedou k dřívějšímu opadávání listí. Je to do určité míry kontraintuitivní zjištění – více CO2 v atmosféře a teplejší klima by mělo naopak urychlovat ukládání uhlíku skrze listí do kořenového systému, tedy karbonového úložiště (“carbon sink”). Ovšem toto myšlenkové schéma vychází z “nabídkové perspektivy”: fotosyntéza bude pokračovat tak dlouho, dokud pro ni existují zdroje. Správnějším se ukazuje uvažovat o procesu z “poptávkové perspektivy”. Aby mohly listy růst a produkovat uhlík, musí po něm být uvnitř stromu “poptávka”.

Opadávání listí je vlastně evoluční adaptací stromu na akutní stresory, jimž během sezony čelí (sucho či mráz; prostě nedostatek vlhkosti ve vyschlé či zmrzlé půdě). Z “nabídkové perspektivy” se listí stává pro strom přítěží, jakmile chybí zdroje pro tvorbu kladné uhlíkové bilance. Nejnovější pokusy ovšem ukazují, že i dostatek zdrojů může vést k dřívějšímu opadání. Jak to? 

Brzké jaro, dříve žloutne listí

Odpověď nabízí hypotéza “chybějící karbonové fertilizace”. Biologové si všimli, že nadměrné množství uhlíku přestává v určitém okamžiku podporovat růst stromu, přestože by měl uhlík vlastně působit jako hnojivo. Hypotéza pracuje s “poptávkovou perspektivou”: více uhlíku se stává přítěží v okamžiku, kdy je kmenový a kořenový systém saturován. Stromy dále nezrychlují biologickou aktivitu, a tím pádem ani růst. Listí jako čistý producent uhlíku přestává být potřebné a začne rychleji stárnout. Uhlík vyprodukovaný fotosyntézou nemá kam putovat. Karbonové úložiště je zaplněno. 

Ruku v ruce s tím působí jiný efekt, kdy předčasná a vysoce produktivní sezona růstu stromů vyústí v neudržitelně rozměrné listy, které se na podzim samy o sobě stanou akutním stresorem vedoucím k opadávání. Stromy totiž nejsou žádné “synchronizované stroje”: růst kořenů probíhá zcela asynchronně s růstem listů. Když je karbonové úložiště naplněno, listí se stává přítěží, i když má stále vysoký potenciál produkovat uhlík. Pro něj ovšem není žádné odbytiště. 

Tím dochází k paradoxu, kdy ideální podmínky pro fotosyntézu mohou vést k zastavení fotosyntézy. Pro klima to znamená asi tolik, že stromy se mohou s postupujícím oteplováním stále hůře vypořádávat s ukládáním uhlíku.