気候変動により、木々が葉を茂らせる時期が早まり、春の野の花が脅かされています

のために 短命な春の野の花 のような ウッドアネモネ (アネモネ・クインケフォリア) そして オランダ人のズボン (コマクサ), 、タイミングがすべてです。エフェメラルとして知られるこれらの儚い植物は、世界中の温帯森林で生育し、上にそびえ立つ木々が葉を落とす前に、早春に葉を出して花を咲かせます。早すぎるとまだ冬です。出現が遅すぎると、林冠の下が日陰になりすぎて、必須の光合成が行われなくなります。

これらの植物は進化の歴史を通じて、生き残るための最適なタイミングを見つけ出しました。しかし、気候変動により春の生育条件が変化しており、それに伴って植物の生態も変化しています。

気温の上昇に応じて植物の開花時期が変化する例は数多くあります。 桜の開花がどんどん早まっていきます 毎年。しかし、生態系の一部が変化すると、それに依存するすべての生物もうまく変化するでしょうか?それとも運が悪くなるのでしょうか？そして、相互に関連している種が異なる速度で変化に反応し、長年にわたる生態学的関係に混乱をもたらしたらどうなるでしょうか?

研究者たちは生物季節学、つまり生物学的事象のタイミングについて、このような質問をしてきました。 気候変動に関連する 何年も。しかし、ほとんどの研究は植物と動物の相互作用に焦点を当てている。 花の時期を間違えた. 。植物と植物の相互作用を分析した研究者ははるかに少ない。たとえば、スプリング・エフェメラルは、木々が葉を出して太陽光を遮るまで成長するのに時間がかかる。

私たちの研究グループ は、『ウォールデン」、森での生活についての彼の古典的な説明. 。私たちは、コンコードの木々が野生の花よりも春の気温に敏感であり、その結果、木の葉が早く落ちてしまう結果となったことを発見しました。 下層階で利用できる光が減少する.

この発見は重要な第一歩でしたが、私たちはこれらのパターンが北米および北半球の他の温帯森林でも存続するかどうかを知りたかったのです。2023 年の調査によると、 答えははいです.

北米のミスマッチ

この研究では、植物標本（圧縮、乾燥、カタログ化された植物のコレクション）からの標本を使用しました。私たちが調査した植物は、過去 100 年にわたって北米東部全域で収集されたものです。私たちは 3,000 を超える押し葉植物標本を評価し、木の葉の展開時期と春の野草の開花時期をグラフ化しました。

この大規模な研究が可能になったのは、ハーバリアが何百万もの植物標本の写真をデジタル化し、 オンラインで利用できるようにしました 過去10年間にわたって。このリソースが存在する前は、研究者は全国に点在する多くの博物館を訪れる必要がありました。

過去の気象記録は、 オンラインでも入手可能になりました. 。これにより、研究者は各標本が収集された年と場所の春の気温を決定することができます。

私たちの調査により、コンコードでの作業の結果を確認することができました。気温が上昇するにつれて、北アメリカ東部の落葉樹が、在来の野生の花が反応するよりも早く葉を出すタイミングを早めていることがわかりました。

たとえば、3 月と 4 月の 24 時間平均気温が華氏 41 度 (摂氏 5 度) の涼しい春の間、木々は自生の野生の花より 13 日後に葉を出しました。これにより、花は林床でほぼ 2 週間太陽に恵まれました。しかし、平均気温 58 °F (15 ℃) の暖かい春には、自生の野生の花が開花してからわずか 10 日後に木々が葉を出します。これにより、野生の花が光合成を行うまでの日光に当たる時間が約 25% 減少しました。

気候変動により春の気温がさらに上昇するため、野生の花が完全に日光に当たる期間はさらに短くなることが予想されます。これは、花のエネルギー供給と生存、成長、繁殖能力の大幅な減少を意味する可能性があります。

また、生息域の暖かい南部の木々や野生の花は、寒い北部の場所よりも葉の展開と開花の時期がそれぞれ早く進むことも観察されました。これらのゾーンでは、樹木と野生の花のタイミングに大きな違いがあることがわかりました。これは、在来の野生の花が木々の影に隠れる可能性が高い、季節学的不一致の可能性が米国南東部でより大きいことを意味します。より北の地域よりも。

他の大陸との類似点と相違点

2022年の研究に向けて、私たちは中国とドイツの同僚と協力して、過去120年間に収集された5,000以上の樹木と野生の花の標本を評価しました。私たちは、北米で記録された季節学的不一致が、アメリカの温帯森林でも見られるかどうかを確認したかったのです。 東アジアと中央ヨーロッパ.

私たちのチームは、3 つの大陸すべてに共通するパターンを発見しました。現在の木々や野草は昔に比べて活動が早くなり、暖かい年や場所では活動が早くなります。

しかし、驚くべきことに、北米の樹木のパターンが他の 2 つの大陸の野生の花よりも敏感であることはわかりませんでした。ヨーロッパでは、野生の花と樹冠の木が時間の経過とともに一緒に移動しているように見えました。アジアでは、木々よりも下層の野生の花がより多く移動していました。これは、暖かい将来には、それらがより多くの光を得る可能性があることを意味します。

3 つの地域間で私たちが発見した違いは、主に温度に対する樹木の感受性の違いによるものでした。北米東部の樹木は温度変化により強く反応しましたが、アジアの樹木はそれほど強く反応しませんでした。

これらの結果は、北米東部の樹木がこの地域の気候に適応する方法として特に温度に敏感になったことを示唆しています。 非常に変わりやすい気候. 。対照的に、東アジアの樹木は、春の成長のタイミングに関して、日の長さなどの他の環境の影響に明らかに敏感です。

森林管理への情報提供

私たちの結果は、さらなる研究の余地があるという疑問を投げかけています。春の気温が東アジアの木々や野生の花の葉の展開時期や開花時期を決定する主な手がかりではないとしたら、その手がかりとは何でしょうか?北米東部の野生の花の春の光窓の減少は、野生の花のエネルギー収支と生存、成長、開花の能力にどのような影響を与えるのでしょうか?

もう1つの疑問は、上層木を間伐したり侵入植物を除去したりするなど、野生の花が現在進行中の気候変動の課題に対処するのに役立つ実用的な管理技術はあるのかということだ。このような戦略は、人々が世界中で私たちが依存し大切にしている森林のあらゆる種類の植物を鑑賞し、保護するのに役立つ可能性があります。