Cây cối ở lục địa Hoa Kỳ có thể ra lá mùa xuân mới sớm hơn 17 ngày trong thế kỷ tới so với trước khi nhiệt độ toàn cầu bắt đầu tăng.
Theo một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Princeton, cây ở Hoa Kỳ lục địa có thể ra lá mùa xuân mới sớm hơn 17 ngày trong thế kỷ tới so với trước khi nhiệt độ toàn cầu bắt đầu tăng. Những thay đổi do khí hậu này có thể dẫn đến những thay đổi trong thành phần của các khu rừng phía đông bắc và tăng khả năng hấp thụ carbon dioxide.
Cây xanh đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ carbon dioxide từ khí quyển, vì vậy các nhà nghiên cứu do David Medvigy, trợ lý giáo sư tại khoa địa chất của Princeton, muốn đánh giá dự đoán về sự nảy mầm của mùa xuân - khi những cây rụng lá đẩy ra sự phát triển mới sau nhiều tháng ngủ đông - từ các mô hình dự đoán mức độ phát thải carbon sẽ tác động đến nhiệt độ toàn cầu.
Ngày của budburst ảnh hưởng đến lượng carbon dioxide được hấp thụ mỗi năm, tuy nhiên hầu hết các mô hình khí hậu đã sử dụng các sơ đồ đơn giản quá mức để đại diện cho chồi mùa xuân, ví dụ mô hình một loài cây để đại diện cho tất cả các cây trong khu vực địa lý.
Vào năm 2012, nhóm Princeton đã công bố một mô hình mới dựa trên nhiệt độ ấm lên và số ngày lạnh dần để dự đoán mùa xuân. Mô hình, được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý, đã chứng minh chính xác khi so sánh với dữ liệu về sự bùng nổ thực tế ở phía đông bắc Hoa Kỳ.
Tín dụng hình ảnh: Shutterstock / Julia Ivantsova
Trong bài báo hiện hành được công bố trực tuyến trên Thư nghiên cứu địa vật lý, Medvigy và các đồng nghiệp đã thử nghiệm mô hình này chống lại một loạt các quan sát được thu thập bởi Mạng lưới hiện tượng quốc gia Hoa Kỳ, một mạng lưới giám sát sinh thái cây toàn quốc bao gồm các cơ quan liên bang, tổ chức giáo dục và nhà khoa học công dân . Nhóm nghiên cứu đã kết hợp mô hình năm 2012 vào các dự đoán về sự bùng nổ trong tương lai dựa trên bốn kịch bản khí hậu có thể được sử dụng trong các cuộc tập trận lập kế hoạch của Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu.
Các nhà nghiên cứu bao gồm Su-Jong Jeong, một nghiên cứu viên sau tiến sĩ về Khoa học địa chất, cùng với Elena Shevliakova, một nhà mô hình khí hậu cao cấp, và Serge Malyshev, một chuyên gia chuyên nghiệp, thuộc Khoa Sinh thái học và Sinh học tiến hóa và liên kết với Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ và Phòng thí nghiệm Động lực học Địa vật lý của Cơ quan Khí quyển.
Nhóm nghiên cứu ước tính, so với cuối thế kỷ 20, chồi cây phong đỏ sẽ xảy ra sớm hơn 8 đến 40 ngày, tùy thuộc vào một phần của đất nước, vào năm 2100. Họ thấy rằng các phần phía bắc của Hoa Kỳ sẽ rõ rệt hơn thay đổi so với các phần phía nam, với những thay đổi lớn nhất xảy ra ở Maine, New York, Michigan và Wisconsin.
Các nhà nghiên cứu cũng đánh giá làm thế nào nhiệt độ ấm lên có thể ảnh hưởng đến ngày chồi của các loài cây khác nhau. Họ đã phát hiện ra rằng chồi chuyển sang đầu năm ở cả những cây mới chớm nở như cây thông thường (Populus tremuloides) và những cây vừa chớm nở như cây phong đỏ (Acer rubrum), nhưng hiệu quả cao hơn ở những cây vừa chớm nở và theo thời gian, sự khác biệt về ngày chớm nở đã thu hẹp.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng chồi non có thể cho cây rụng lá, chẳng hạn như cây sồi và cây phong, một lợi thế cạnh tranh so với cây thường xanh như thông và hemlocks. Với những cây rụng lá mọc trong thời gian dài hơn trong năm, chúng có thể bắt đầu vượt xa sự phát triển của cây thường xanh, dẫn đến những thay đổi lâu dài trong trang điểm rừng.
Các nhà nghiên cứu dự đoán thêm rằng sự nóng lên sẽ kích hoạt sự tăng tốc của mùa xuân, sóng xanh hay chồi di chuyển từ nam sang bắc trên khắp lục địa trong mùa xuân.
Phát hiện này cũng thú vị từ quan điểm của những thay đổi trong tương lai của thời tiết mùa xuân, Medvigy nói, bởi vì budburst gây ra một sự thay đổi đột ngột về cách năng lượng, nước và chất ô nhiễm được trao đổi giữa đất và khí quyển. Một khi những chiếc lá ra ngoài, năng lượng từ mặt trời ngày càng được sử dụng để làm bay hơi nước từ lá hơn là làm nóng bề mặt. Điều này có thể dẫn đến những thay đổi trong phạm vi nhiệt độ hàng ngày, độ ẩm bề mặt, dòng chảy và thậm chí mất chất dinh dưỡng từ các hệ sinh thái, theo Medvigy.
Qua Princeton