Podzimní zbarvení a opadávání listů nezávisí jen na počasí a délce dne. Důležitou roli hraje také poměr živin v listech stromů. Nový výzkum amerických lesů ukázal, že nerovnováha mezi dusíkem a fosforem souvisí s dřívějším stárnutím listů a může zkrátit období, během kterého stromy pohlcují oxid uhličitý.
Každý podzim se listnaté lesy proměňují v pestrou směs žlutých, oranžových a červených odstínů. Stromy postupně přestávají vytvářet chlorofyl, zelené barvivo nezbytné pro fotosyntézu, a připravují se na zimní období. Načasování tohoto procesu ovlivňují především teploty, srážky a délka dne. Vědci z Dukeovy univerzity však zjistili, že důležitou roli hraje také vzájemný poměr živin v listech.
Jak se dny zkracují, mají stromy stále méně slunečního světla potřebného k fotosyntéze. Postupně proto omezují její činnost a začínají z listů získávat zpět cenné živiny. Tento přirozený proces jim pomáhá šetřit energii před zimou. Jeho průběh však může ovlivnit i nadbytek některých látek v prostředí.
Nerovnováha živin urychluje stárnutí listů
Výzkumníci se zaměřili na dusík, fosfor a draslík, které jsou nezbytné pro správné fungování rostlin. Podílejí se například na tvorbě chlorofylu nebo přenosu a využívání cukrů. Tyto prvky jsou zároveň běžnou součástí zemědělských hnojiv. Jejich uvolňování do okolního prostředí může měnit přirozenou rovnováhu živin v lesních ekosystémech.
Vědci analyzovali celkem 25 lesních oblastí napříč Spojenými státy. Využili údaje americké ekologické pozorovací sítě NEON, která shromažďuje informace prostřednictvím leteckých a družicových pozorování i pozemních měření. Ze světla odraženého od korun stromů dokázali odhadnout obsah jednotlivých živin a následně porovnat jejich poměr s načasováním podzimních změn.
Výsledky ukázaly, že vyšší poměr dusíku k fosforu souvisel s dřívějším podzimním stárnutím listů ve 20 z 25 sledovaných oblastí. Tento vztah přetrvával i po zohlednění klimatu, nadmořské výšky, druhového složení lesa a struktury stromových korun. Naopak vyšší poměr dusíku k draslíku byl v 19 oblastech spojen s pozdějším stárnutím listů.
„Zdá se, že existuje optimální stav, kdy jsou dusík a fosfor v rovnováze. Pokud se tato rovnováha naruší, stromy začnou měnit barvu dříve,“ vysvětlil ekolog Tong Qiu z Dukeovy univerzity, který výzkum vedl.
Dřívější opadávání omezuje pohlcování uhlíku
Nadměrné množství dusíku v poměru k fosforu může způsobovat relativní nedostatek fosforu potřebného pro důležité procesy v listech. Stromy pak mohou dříve omezit fotosyntézu a zahájit podzimní stárnutí listů. Nejde přitom pouze o změnu jejich barvy. Pokud vegetační období skončí dříve, stromy mají méně času na pohlcování oxidu uhličitého z atmosféry.
Zjištění mohou pomoci zpřesnit předpovědi podzimního opadávání listí i odhady množství uhlíku, které lesy během roku zachytí. Dosavadní modely se totiž soustředily především na klimatické podmínky, zatímco poměry živin zůstávaly často stranou. Jejich zahrnutí by mohlo přinést přesnější výsledky.
Výzkum může mít význam také pro zemědělství, zejména pro ovocné sady, kde delší vegetační období obvykle souvisí s vyšší produktivitou. S rostoucím množstvím dusíku uvolňovaného lidskou činností může být stále důležitější udržovat správný poměr živin. V některých případech by tak pěstitelé mohli potřebovat doplnit fosfor, aby jeho nedostatek neomezoval růst rostlin.
