In de wouden van het Amerikaanse Oosten is de herfst een bijzondere tijd waarin bomen zich in schitterende tinten van rood en geel hullen. De lucht is fris, het is nog niet koud en de langzaam verkleurende boomkruinen presenteren een onweerstaanbaar palet aan kleuren – een spektakel dat zich van Maine tot de Carolina’s ontvouwt en volgens een ruwe schatting elk jaar zo’n dertig miljard dollar aan inkomsten uit het toerisme in het laatje brengt.
“De bergen hier zijn sowieso al heel erg mooi,” zegt Larry Deane, een professioneel fotograaf die even buiten Asheville, North Carolina, in de uitlopers van de Blue Ridge Mountains woont. “Als daar ook nog die intense herfstkleuren bijkomen, dan is het gewoon magisch.” Maar door toedoen van de klimaatverandering wordt ook de Amerikaanse herfst steeds warmer.
Volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) was de afgelopen maand oktober de op drie na warmste oktober sinds het begin van betrouwbare meteorologische waarnemingen, 142 jaar geleden. En dat is geen verrassing: de acht warmste oktobermaanden die ooit zijn gemeten, zijn die van de laatste acht jaar. En in het Amerikaanse noordoosten, waar de herfstpracht bewonderaars uit de hele wereld aantrekt, verloopt de opwarming van het klimaat sneller dan in de rest van Noord-Amerika.
Van Vermont tot North Carolina kwam de herfsttooi dit jaar te laat, een trend die al geruime tijd merkbaar is. Volgens een recente studie van onderzoekers van de George Mason University in Virginia arriveert de jaarlijkse verkleuring van esdoornbladeren inmiddels ruim een maand later dan in de negentiende eeuw. De temperatuur is niet de enige factor in die verschuiving, want ook een gebrek aan neerslag, extreme weersepisoden en insectenplagen spelen een rol. Omdat al deze factoren worden beïnvloed door de klimaatverandering, is het steeds moeilijker geworden om het tijdvenster te voorspellen waarin de herfstpracht op zijn hoogtepunt is.
Daarnaast verstoren vertragingen in de verkleuring van het gebladerte ook de jaarlijkse cyclus van groei en rust waaraan bomen zijn onderworpen. Er wordt momenteel volop onderzoek gedaan naar de consequenties daarvan: hoe goed zullen bomen in het veranderende klimaat groeien, waar zullen ze het best gedijen en zullen ze nog evenveel CO2 uit de atmosfeer opnemen als voorheen?
Lees ook: Kijk hoe het begin van de herfst wordt gevierd over de hele wereld
“We zouden ons in principe zorgen moeten maken, niet alleen over de timing van de omslag in de herfst, maar ook over de mogelijkheid dat het een voorbode is van een vorm van degradatie,” zegt Rebecca Forkner, bosecologe aan de George Mason University. “Hoewel niemand een doemdenker wil zijn, moeten we beseffen dat planten ons met deze veranderingen duidelijk maken dat er iets niet klopt.”
Waarom bomen uitrusten
Net als mensen moeten ook bomen zich voorbereiden op de koude, donkere winter. Gedurende het hele voorjaar en de zomer produceren hun bladeren het pigment chlorofyl, waarmee ze zonlicht kunnen omzetten in energie en zo de suikers en koolhydraten kunnen produceren die ze nodig hebben om te groeien en te overleven.
Als de dalende temperaturen het einde van het groeiseizoen inluiden, reageren bomen daarop door hun aanmaak van chlorofyl stop te zetten en alle resterende voedingsstoffen uit hun bladeren op te nemen. In feite leggen ze dus een wintervoorraad aan.
Maar onder al dat chlorofyl liggen gedurende de hele lente en zomer ook bestanddelen met oranje en gele tinten verborgen, die tevoorschijn komen als de bomen aan hun winterslaap beginnen. Bovendien worden sommige boomsoorten, waaronder de rode esdoorn en de suikeresdoorn, door de kortere en koudere dagen aangezet om anthocyanen aan te maken. Wetenschappers denken dat deze rode kleurstoffen dienen als een soort wintervacht. Ze zouden bladeren tegen de kou isoleren en bomen in staat stellen om de laatste restjes voedingsstoffen uit hun kruinen op te nemen voordat de bladeren door de vrieskou afsterven.
Het proces dat voorafgaat aan de uiteindelijke bladval, wordt ‘bladveroudering’ genoemd. Bij sommige boomsoorten wordt dit proces door de klimaatverandering sterker verstoord dan bij andere, met onbekende consequenties.
“Planten hebben een wonderbaarlijk vermogen om zich aan te passen,” zegt Forkner, maar wetenschappers weten nog niet hoe ver dat aanpassingsvermogen gaat. “Als ze niet genoeg voedingsstoffen terugkrijgen, zouden onze bossen in de problemen kunnen komen, maar het is nog te vroeg om daarover iets te zeggen. Er zijn niet genoeg mensen die daar onderzoek naar doen.”
In het Acadia National Park in Maine is het onderzoekers opgevallen dat er mogelijk een verband bestaat tussen warme nachten in september en een vertraagde herfsttooi. “Dit is het duidelijkste signaal dat we hebben gezien,” zegt Stephanie Spera, een milieuwetenschapper van de University of Richmond die in het natuurpark onderzoek doet naar bladveroudering. “Het hele seizoen staat op losse schroeven. Ik denk dat het herfstseizoen als geheel korter wordt. De lente begint vroeger en alles is aan het verschuiven.”
In de afgelopen eeuw is de gemiddelde oppervlaktetemperatuur in het park met bijna twee graden Celsius gestegen. Bomen en andere planten ondervinden de gevolgen van deze opwarming. Eén op de vijf plantensoorten die een eeuw geleden in het park werden gedocumenteerd, wordt er tegenwoordig niet meer aangetroffen.
Veranderende bomen
Om veranderingen in het tijdstip van de herfsttooi in een historisch perspectief te bestuderen gingen Forkner en Alexis Garretson, nu doctoraalstudente aan het Jackson Laboratory in Maine, te rade bij herbaria – collecties van gedroogde planten die door universiteiten en andere instellingen bijeen zijn gebracht. Het duo onderzocht de gedigitaliseerde gegevens over esdoornbladen die in de negentiende eeuw en daarna in het midden en oosten van de VS waren verzameld. Uit hun onderzoek bleek dat het begin van de herfsttooi van de esdoorns sinds 1880 met gemiddeld zes uur per jaar was opgeschoven. In de loop van ruim een eeuw kwamen de geleidelijke verandering neer op een verschuiving van ruim een maand.
“Allebei verwachtten we een flinke verschuiving te zien, maar we waren toch verrast dat het signaal zo duidelijk was,” zegt Garretson. Het tweetal onderzocht de bladeren ook op beschadigingen door ziekteverwekkers of planteneters. Daarbij ontdekten ze dat de omvang van die schade in de loop der tijd was toegenomen. Die trend is waarschijnlijk toe te schrijven aan een toename van het aantal te droge zomers en aan het feit dat bladeren zich weliswaar later in herfstkleuren tooien maar vroeger van de boom vallen; beschadigde bladeren vallen tot wel drie weken eerder dan niet-aangetaste bladeren.
Nu de gemiddelde temperatuur gedurende langere perioden warmer blijft en het voorjaar vroeger begint, ondergaan bomen langere groeiperioden en kortere overgangsfases tussen warme dagen en vorstdagen. De herfst wordt feitelijk korter. Een van de zorgen is dat bomen misschien niet de kans krijgen om vóór de eerste wintervorst alle resterende suikers en koolhydraten te absorberen die nog in de groen getinte bladeren aanwezig zijn.
Lees ook: Fascinerende manieren waarop dieren zich voorbereiden in de herfst
“Er zou schade kunnen optreden als er sprake is van plotseling opkomende vorst. De bomen zijn dan misschien nog niet geacclimatiseerd en verliezen hun bladeren voordat ze al hun voedingsstoffen hebben binnengehaald,” waarschuwt Howard Neufeld, bioloog aan de Appalachian State University in North Carolina.
Dat zou van invloed kunnen zijn op de boomgroei in het volgende voorjaar. Met de kleurverandering van zijn bladeren zegt een boom als het ware “dat hij naar de kruidenier gaat en voorraden inslaat voor het volgende jaar,” zegt Forkner. “Als een boom dat niet doet, heeft dat gevolgen voor zijn hele levensloop.”
De invloed die de klimaatverandering op bomen uitoefent, is weer van invloed op het klimaat zelf. Bomen absorberen naar schatting dertig procent van alle CO2 die elk jaar in de atmosfeer vrijkomt, en als hun gezondheid achteruitgaat, kan ook hun positieve rol in het klimaat afnemen.
“Deze ecosystemen vormen buffers tegen de ergste gevolgen van de klimaatverandering,” zegt Mukund Palat Roa, klimaatwetenschapper aan het Lamont-Doherty Earth Observatory van de Columbia University. Roa doet onderzoek naar het tijdstip van de bladval en hoopt zo meer inzicht te krijgen in eventuele veranderingen in de koolstofcyclus. “Als het vermogen van wouden om CO2 op te nemen afneemt, wat gebeurt er dan met CO2 in de atmosfeer?”
Volgens Roa is het niet duidelijk hoeveel CO2 bomen maximaal kunnen absorberen; een langer groeiseizoen betekent dus niet automatisch een hogere CO2-opname. Uit een recent onderzoek naar bomen in Europa is hetzelfde gebleken als wat Forkner en Garretson al ontdekten, namelijk dat sommige boomsoorten als gevolg van de klimaatverandering hun bladeren eerder verliezen dan voorheen. Dat zou kunnen betekenen dat deze soorten minder CO2 uit de atmosfeer verwijderen.
“Perioden van ernstige droogte of omgevingsstress zorgen ervoor dat bomen zichzelf sneller uitschakelen,” zegt Paul Schaber, botanisch natuurkundige in Vermont die voor de Forest Service van het Amerikaanse ministerie van Landbouw werkt. “Als het heel erg droog is, stoten ze hun bladeren al in augustus af.”
Voorbode
Sommige boomsoorten zullen zich misschien beter aan de klimaatverandering aanpassen dan andere, waarbij de minder flexibele soorten afsterven en uit het landschap verdwijnen. Dat betekent dat mogelijk ook de jaarlijkse herfstkleuren zullen veranderen. Bomen die rode pigmenten aanmaken, groeien doorgaans op noordelijker breedten, en sommige wetenschappers houden rekening met de mogelijkheid dat het palet van herfstkleuren op zuidelijker breedten richting het goudgeel zal verschuiven.
Lees ook: Honderden vlindersoorten in de VS met uitsterving bedreigd door warme herfst
“Door de opwarming in New England zal het verspreidingsgebied van de suikeresdoorn naar het noorden opschuiven, waar de temperaturen lager zijn. In plaats van esdoornsiroop uit Vermont hebben we het dan over esdoornsiroop uit Toronto,” zegt Neufeld. Voorlopig is de trend dat de herfst steeds warmer wordt – evenals het voorjaar, de zomer en de winter.
“Deze herfst is niet een warme uitzondering, maar maakt deel uit van de aanhoudende trend die we in de afgelopen decennia hebben waargenomen,” zegt Benjamin Cook, klimaatwetenschapper aan de Columbia University. “Dat is wat klimaatverandering betekent: afzonderlijke gebeurtenissen die deel uitmaken van een trend op lange termijn. De herfst was dit jaar in New York behoorlijk warm. Maar over dertig jaar herinneren we hem misschien als een lekker koude periode.”
Het jaarlijkse ritueel om van de herfstkleuren te genieten is volgens Neufeld een goede gelegenheid om bij die trend stil te staan. “De herfst is het ideale weer. Het is koel en fris. En al die herfstkleuren trekken enorm veel toeristen aan,” zegt hij. “Als meer mensen erop uit trekken en de natuur en haar kwetsbaarheid ervaren, zouden ze misschien meer geneigd zijn om die natuur te beschermen.”
Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd in het Engels op nationalgeographic.com
