Warna Daun Musim Gugur Dibentuk oleh Perubahan Iklim dan Kesehatan Pohon

Apa yang Diberitahukan Warna Daun Musim Gugur yang Cemerlang Tentang Kesehatan Pohon dan Iklim

Oleh Meghan Bartels

Sebelum munculnya latte bumbu labu dan dekorasi Halloween, indikasi paling dapat diandalkan tentang datangnya musim gugur terletak pada kanopi pohon saat tanaman hijau berubah menjadi kuning dan merah dan dedaunan kemudian berguguran.

Proses tersebut dipengaruhi oleh cuaca di musim gugur dan sepanjang tahun, yang berarti setiap tahun dapat menghasilkan tampilan dedaunan yang sangat berbeda. Hal ini juga berarti bahwa ketika perubahan iklim terwujud dalam keadaan yang lebih aneh lagi, musim gugur akan mulai terlihat berbeda. Mempelajari apa yang terjadi dan alasannya dapat membantu para ilmuwan memahami bagaimana kondisi pohon dan hutan pada masa transisi musiman yang penting ini.

Ketika matahari mulai terbenam lebih awal dan suhu turun, “sama seperti kita semua, pepohonan menyadari bahwa ini musim gugur dan musim dingin akan segera tiba,” kata Amanda Gallinat, ahli ekologi di Colby College. Untuk beberapa pohon, timbulnya cuaca dingin tidak mengubah strategi kelangsungan hidup mereka: sebagian besar pohon cemara, pinus, dan cemara akan menjalankan bisnis mereka seperti biasa, tampak kurang lebih hijau di musim dingin seperti biasanya. Namun pohon gugur seperti kebanyakan pohon ek dan maple mengikuti strategi yang berbeda, menggugurkan daunnya untuk bertahan hidup di musim dingin tanpa bercabang.

Tentang mendukung jurnalisme sains

Jika Anda menyukai artikel ini, pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami dengan berlangganan. Dengan membeli langganan, Anda membantu memastikan masa depan cerita yang berdampak tentang penemuan dan ide yang membentuk dunia kita saat ini.

Pohon-pohon ini menjadi rentan karena pada musim dingin yang keras, daunnya tidak dapat menyimpan energi yang cukup untuk menahan air yang hilang dari pohon tersebut. Dan dengan merontokkan daunnya sesuai jadwalnya, pohon yang meranggas biasanya dapat menyerap kembali sebagian nutrisi mahal di daun tersebut untuk digunakan kembali pada musim tanam berikutnya. Prosesnya terungkap sebagai tontonan dedaunan musim gugur.

Selama musim panas, daun tampak hijau karena pigmen utama fotosintesis, yang disebut klorofil, memantulkan cahaya hijau. Tapi klorofil penuh dengan nitrogen dan komponen berharga lainnya, jadi jika bisa, pohon akan mengeluarkan pigmen dari daunnya saat musim dingin mendekat.

Pada banyak pohon, seperti ginkgo dan belalang madu, penghilangan klorofil akan menghasilkan senyawa pigmen kuning yang disebut karotenoid. “Spesies yang menguning memiliki pigmen tersebut sepanjang tahun, dan kita tidak melihat adanya warna hijau,” kata Gallinat.

Spesies lain, seperti maple merah dan permen karet manis, menghasilkan pigmen baru—antosianin merah dan ungu—terutama untuk musim gugur. “Pigmen berwarna seperti tabir surya untuk jaringan daun sementara tanaman memulihkan nutrisi dari jaringan daun,” kata Yingying Xie, ahli ekologi tanaman di Northern Kentucky University. “Mereka tidak memiliki klorofil untuk menyerap cahaya, jadi mereka tidak ingin kerusakan akibat sinar matahari—itulah sebabnya beberapa spesies menghasilkan pigmen warna jenis lain untuk menyerap atau memantulkan radiasi.”

Dedaunan yang berubah warna menjadi kuning cerah, oranye, merah atau ungu seiring dengan semakin pendeknya hari menunjukkan pohon yang sehat sedang menutup musim tanamnya. Namun jika waktu atau perkembangan warnanya tidak tepat, hal itu mungkin menunjukkan bahwa pohon tersebut sedang mengalami masalah. “Karena stres tampaknya menjadi bagian dari hal tersebut, warna awal musim gugur sering kali merupakan indikator yang sangat baik untuk kesehatan pohon,” kata Christy Rollinson, ahli ekologi hutan di Morton Arboretum di Illinois.

Dua faktor utama mengendalikan peralihan ke dedaunan berguguran: panjang siang hari dan penurunan suhu, terutama pada malam hari. Keseimbangan yang tepat cenderung bergantung pada spesies, dimana beberapa spesies lebih responsif terhadap perubahan kondisi dibandingkan spesies lainnya.

Namun betapapun pohon menyeimbangkan informasi lingkungan yang diterimanya, terkadang ia salah perhitungan. Kalau ada yang tidak beres, hasilnya kurang indah. Kekeringan musim panas yang parah terkadang dapat menyebabkan pohon tidak dapat terus menopang daun sepanjang musim tanam, sehingga menyebabkan dedaunan hijaunya rontok. Musim gugur yang basah dapat mengundang jamur dan hama yang dapat merampas sumber daya dan dedaunan pohon. Pembekuan awal yang membuat pohon tidak sadar dapat menyebabkan hal yang sama atau menyebabkan daun berubah warna dari hijau menjadi coklat sebelum tumbang. Itu karena air yang membeku merobek daun dari dalam. “Saat daunnya membeku, itu seperti menaruh botol air penuh di lemari es,” kata Rollinson. “Saat es itu terbentuk dan mengembang, botol air Anda akan pecah.”

Pada kenyataannya, iklim yang memanas mungkin tampak seperti penyangga bagi pepohonan terhadap hilangnya daun akibat embun beku dini. Namun hal ini tidak sesederhana itu, dan para ilmuwan masih harus banyak belajar tentang bagaimana suhu ekstrem dan curah hujan dapat terjadi sepanjang tahun sehingga mempengaruhi dedaunan musim gugur, kata Xie. Secara keseluruhan, prospek dedaunan musim gugur yang spektakuler di bawah pengaruh perubahan iklim yang berkelanjutan adalah suram. “Kami memperkirakan ketika suhu menghangat, kita akan melihat musim gugur yang tidak begitu deras,” kata Gallinat.

Penurunan antusiasme tersebut sebagian disebabkan oleh memanjangnya musim dedaunan. Saat suhu musim gugur menjadi lebih sejuk, pohon-pohon yang berbeda dengan ambang batas dingin yang berbeda untuk perubahan warna akan memulai persiapan musim dinginnya pada waktu yang lebih tersebar. Dengan cara ini, Anda mungkin melihat beberapa pohon berubah warna hanya untuk menggugurkan daunnya sebelum anggota kelompok lainnya melakukan hal yang sama.

“Pohon itu seperti manusia: semuanya aneh.”

Selain itu, perubahan ekosistem hutan itu sendiri akan mempengaruhi pemandangan musim gugur yang biasa terjadi. Spesies asli beradaptasi dengan lingkungan tempat mereka tumbuh, sehingga mereka dapat terkejut dengan perubahan musim yang tidak biasa. Sebaliknya, spesies invasif lebih mampu merespons perubahan ini, memperpanjang musim tanam mereka di musim semi dan musim gugur, sehingga memberi mereka peningkatan sumber daya dibandingkan spesies asli, kata Gallinat. Fenomena ini bisa semakin melemahkan keindahan dedaunan sepanjang musim gugur.

Bahkan setelah mempertimbangkan berbagai faktor, sulit untuk memprediksi nuansa dedaunan musim gugur karena setiap pohon ditentukan oleh lingkungan terdekatnya, bukan koordinasi dengan tetangganya. “Ini adalah kesempatan bagus untuk berburu di tempat Anda tinggal karena sering kali ada variasi besar dalam pemilihan warna,” kata Rollinson. “Pohon itu seperti manusia: semuanya aneh.”