سازگاری‌های شگفت‌انگیز درختان برای مقابله با زمستان
خلاصه مقاله
این مقاله به بررسی چگونگی زنده ماندن درختان در زمستان می‌پردازد. درختان با سازگاری‌هایی مانند خواب زمستانی، رکود و ذخیره قند، با شرایط سخت زمستان مانند سرما، باد، برف و یخ مقابله می‌کنند. با این حال، شرایط شدید زمستانی و گرمایش جهانی می‌تواند به درختان آسیب برساند. انتخاب درختان مناسب برای منطقه کاشت و مراقبت‌های صحیح، شانس بقا را افزایش می‌دهد.
تأثیر زمستان بر درختان: استراتژی‌ها و سازگاری‌ها
زمستان می‌تواند تأثیرات قابل توجهی بر همه موجودات زنده، به ویژه درختان داشته باشد. بر خلاف انسان‌ها و حیوانات، درختان در زمین ریشه دوانده‌اند و نمی‌توانند از دماهای انجماد، برف سنگین و بادهای شدید پناه بگیرند. اما این به معنای بی‌دفاع بودن آن‌ها نیست. به گفته پروفسور Robert Bardon، استاد جنگلداری و منابع محیط زیست در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، «درختان طی قرن‌ها سازگاری‌های متعددی برای تحمل شرایط سخت ایجاد کرده‌اند.»
رکود در درختان خزان‌کننده
درختان خزان‌کننده در طول زمستان وارد دوره رکود می‌شوند، مشابه با خواب زمستانی. این دوره در پاییز آغاز می‌شود، زمانی که دما کاهش می‌یابد و روزها کوتاه‌تر می‌شوند. درختان هورمونی به نام اسید آبسیزیک تولید می‌کنند که ارتباط بین برگ‌ها و ساقه را مسدود کرده و جریان آب و مواد مغذی را متوقف می‌کند. این فرایند باعث می‌شود درختان تولید کلروفیل، رنگ سبز برگ‌های خود، را متوقف کنند. در نتیجه، از دست دادن کلروفیل منجر به تغییر رنگ برگ‌ها به مدت چند هفته می‌شود و در نهایت آن‌ها می‌میرند و از شاخه‌ها می‌ریزند.
در طول دوره رکود، اسید آبسیزیک سرعت متابولیسم و رشد درختان را کاهش می‌دهد تا آن‌ها بتوانند قند را برای زمستان ذخیره کنند. این قندها برای حفظ سلامت ریشه‌ها و سایر ساختارهای داخلی درختان حیاتی هستند و مانند یک ضدیخ عمل کرده و نقطه انجماد مایعات درون درختان را کاهش می‌دهند.
سازگاری‌های درختان سوزنی برگ
درختان سوزنی برگ، مانند کاج و نوئل، به طور کامل به خواب نمی‌روند، اما رشد خود را در زمستان کاهش می‌دهند. سوزن‌های آن‌ها دارای پوشش مومی ضخیمی هستند که نسبت به برگ‌های معمولی، آب بیشتری را در خود نگه می‌دارد. این امر به سوزنی برگ‌ها اجازه می‌دهد تا در تمام طول سال نور خورشید بیشتری جذب کنند و به این ترتیب، سطحی از فتوسنتز را حتی در شرایط سرد حفظ کنند.
خطرات ناشی از شرایط شدید زمستانی
با وجود این سازگاری‌ها، درختان می‌توانند در شرایط سخت زمستانی آسیب‌های جدی ببینند. برای مثال، اگر دما به شدت پایین بیاید، شیره داخل درخت درست زیر پوست یخ می‌زند. شیره حاوی آب است، بنابراین در صورت یخ زدن، منبسط می‌شود و فشار زیادی به پوست درخت وارد می‌کند که می‌تواند منجر به ترک خوردن یا انفجار آن شود. پوست درخت مانند عایق عمل می‌کند و از آن در برابر دماهای انجماد محافظت می‌کند. اگر پوست درخت آسیب ببیند، بافت‌های زنده می‌توانند در معرض دماهای بسیار پایین قرار بگیرند و دچار آسیب شوند.
درختان جوان به دلیل نازک بودن پوستشان که مقاومت کمتری در برابر تغییرات دما دارد، بیشتر در معرض آسیب هستند. علاوه بر آسیب ناشی از دماهای انجماد، درختان در زمستان باید با اثرات برف سنگین، یخ و باد نیز مقابله کنند. برف و یخ سنگین می‌توانند روی شاخه‌های درخت انباشته شوند و باعث شکستن آن‌ها شوند. بادهای شدید به راحتی می‌توانند شاخه‌ها را بشکنند و حتی درختانی که ریشه‌های ضعیفی دارند را واژگون کنند.
تأثیر بر گلدهی در بهار
به گفته پروفسور باردن، شرایط زمستانی می‌تواند فعالیت گلدهی را در بهار کاهش دهد. جوانه‌های گل که در حالت خواب هستند، مقاوم‌تر هستند، اما جوانه‌هایی که در اوایل بهار تحت تأثیر دوره‌های گرم قرار می‌گیرند، ممکن است زودتر از خواب بیدار شوند و سپس در معرض یخبندان‌های دیررس یا سرمای شدید قرار گیرند، که آن‌ها را به شدت آسیب‌پذیر می‌کند.
نتیجه‌گیری: سازگاری با تغییرات اقلیمی
میزان خسارت ناشی از یخ‌زدگی در مکان‌های مختلف متفاوت است. اگرچه زمستان چالش مهمی برای گونه‌های گیاهی تکامل یافته در جنوب ایالات متحده و دیگر نقاط جهان با آب و هوای گرم‌تر است، اما اکثر درختان برای بقا در سردترین دماهای محیط طبیعی خود سازگار شده‌اند. با اینکه زمستان‌ها به دلیل تغییر اقلیم کوتاه‌تر و گرم‌تر می‌شوند، این به معنای پایان یافتن دماهای انجماد و دیگر شرایط شدید نیست.
تحقیقات نشان می‌دهند که گرمایش جهانی باعث می‌شود توده هوای قطب شمال با دفعات بیشتری به عرض‌های جنوبی نفوذ کند و در نتیجه، آمریکایی‌ها می‌توانند انتظار زمستان‌های سخت‌تری را داشته باشند. به گفته باردن، «درختان بومی ما با این نوع رویدادها سازگار شده‌اند. اما افراد می‌توانند اقداماتی را برای افزایش شانس بقای آن‌ها انجام دهند.»
نقشه مقاومت گیاهان USDA (وزارت کشاورزی ایالات متحده) مناطق کاشت منطبق بر سرما را برای تمام کدهای پستی در سراسر کشور نمایش می‌دهد. هر یک از 26 منطقه بر اساس میانگین حداقل دمای سالانه شدید در یک دوره 30 ساله تعیین شده است. با انتخاب منطقه مقاومت مناسب، افراد می‌توانند اطمینان حاصل کنند که درختان و گیاهانی را انتخاب می‌کنند که برای شرایط آب و هوایی زمستانشان مناسب هستند.
علاوه بر انتخاب درختان مناسب برای مناطق کاشت، مردم باید مالچ‌پاشی اطراف پایه درختان را برای عایق‌بندی خاک در نظر بگیرند. این کار به گرم نگه داشتن ریشه‌ها در طول دوره‌های سرمای شدید کمک می‌کند. همچنین انجام نگهداری و مراقبت منظم در طول فصل رشد اهمیت دارد.
Reference
https://cnr.ncsu.edu/news/2024/02/how-trees-survive-in-winter
