作者:理查德·B
普里马克，对话 一场晚雪可能会阻碍这种正在发芽的丁香的生长
信用:oddharmonic/Flickr，CC BY-SA 美国各地的天气模式
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在过去的几个月里，我感觉像坐过山车
在许多地方，12月和1月明显比平均温度高，随后是2月的强烈寒潮和戏剧性的变暖
如果你曾见过丁香花丛被雪堆压碎，然后在几周后的一个温暖的日子发芽，你可能会想知道植物是如何忍受这样的极端情况的
我研究气候变化如何影响马萨诸塞州植物、鸟类和昆虫生命周期中季节性事件的时间，所以我知道物种在这里进化是为了应对新英格兰著名的多变天气
但是气候变暖正在扰乱天气模式，考验许多物种的适应能力
耐寒 在严寒的冬日，气温远低于冰点，动物们会在地下冬眠或挤在受保护的地方
但是树木和灌木不得不坐在那里接受它
它们的树干、树枝和根中的组织是活的
他们是如何熬过严寒的？ 秋天，北美许多地方的木本植物开始为冬天做准备
当它们的叶子变色掉落时，它们的树枝、树枝和树干开始失水
因此，它们的细胞含有更高浓度的糖、盐和有机化合物
一场晚雪可能会阻碍这种正在发芽的丁香的生长
信用:oddharmonic/Flickr，CC BY-SA 这降低了细胞和组织的冰点，使它们能够在远低于水的正常冰点的温度下存活
然而，这个技巧也有它的局限性，所以极端寒冷的天气仍然会杀死某些植物
树木和灌木的根在冬天基本上保持不变和不活动，依靠隔绝雪和土壤来保护
在大多数情况下，根部周围土壤的温度保持在冰点或冰点以上
土壤、落叶和持久的雪层隔离了根部上方的地面，防止热量散失
春天霜冻的惊人危险 在植物坚忍地抵御寒冬后，早春带来了新的危险
植物需要在春天尽早长出叶子，以充分利用生长季节
但是这涉及到向它们正在发育的叶子中抽水，这降低了糖、盐和有机化合物在它们组织中的浓度，并解除了它们的冬季御寒保护
每一个物种都有一个特有的落叶时间
蓝莓和柳树等早生叶物种是植物王国的赌徒
后来的物种，像橡树和松树，是谨慎和保守的类型
对任何物种来说，过早地长出叶子都是一种风险，因为晚霜冻会损害或杀死幼叶
花朵也容易受到不可预测的春季霜冻的影响，因为它们含有大量的水分
如果果树的花，如苹果，被霜冻杀死，树木在夏天晚些时候就不会结果
晚霜还会令人失望地缩短早花观赏植物的花期，如连翘和木兰
对于像杜鹃花这样的木本植物来说，春季落叶的时机是生长季节最大化和避免晚霜之间的平衡
信用:理查德·普里马克，抄送:ND 工厂叫醒电话 为了防止霜冻，同时仍然利用整个生长季节，树木和灌木已经开发了三种方法来知道春天什么时候开始生长
首先，植物有冬季寒冷的要求:它们保持冬季休眠状态，直到它们暴露在一定数量的寒冷冬季
这种特性有助于它们避免在仲冬异常温暖的时期长出叶子或开花
第二，植物也有春天变暖的要求，在它们每年春天经历一定数量的变暖后促进生长
这一特征有助于它们在温度足够高时开始生长
第三，一些植物也有光周期反应，这意味着它们对24小时内暴露在光下的时间长度有反应
这为它们在春天白天变得越来越长、越来越暖和时长出叶子做好了准备
山毛榉树既有变暖的需求，也有光周期的反应，但温度需求更强，所以它们在春末温暖的几天后就出发了
有趣的是，北美的树，如红枫和黑桦树，比欧洲和东亚的树更加谨慎和保守
北美东部的天气变化更大，晚春霜冻的威胁比那些地区更大
因此，北美的树木比欧洲和东亚的同类树木进化出叶子要晚几周
这棵樱桃树的叶子因晚霜而受损
信用:理查德·普里马克，抄送:ND 气候变化扰乱了信号 植物对温度信号高度敏感，因此气候变化导致的变暖使得许多物种更难抵御冬季寒冷和春季霜冻
随着春季气温比过去变暖，苹果和梨等树木可能会做出反应，比正常情况提前几周长出叶子并开花
这会增加它们对晚霜的脆弱性
这种晚霜冻变得越来越常见，因为气候变化正在破坏急流的稳定，导致它向南倾斜得更远，带来异常寒冷的天气
2007年，三月异常温暖的天气引发了美国东部和中部的树木落叶
四月的一场严霜杀死了橡树、山核桃树和其他树种的嫩叶和花朵
这些树能够长出第二茬叶子，但不能完全替代它们失去的叶子，这很可能阻碍它们当年的生长
害虫也对植物构成越来越大的威胁
严酷的冬季天气抑制了许多在北方气候中发现的昆虫，如铁杉、羊毛脂和翡翠灰蛀虫
随着冬天变得更加温和，这些昆虫更有可能存活下来，向更北的地方移动，导致大规模的疫情爆发并损害树木
美国
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农业部的植物抗寒区地图显示，随着气候变化使美国变暖，这些区域——各种植物物种最有可能茁壮成长的区域——正在向北转移
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温暖的冬天也会导致更多的地面裸露的日子
当没有雪的隔热层时，寒流会冻结土壤并杀死根部
树木和灌木的枝条会枯萎，因为受损的根不能提供足够的水分和养分
在极端情况下，植物可能会死亡
在未来的几十年里，许多喜冷的树种，如云杉和冷杉，如果不能应对气候变暖带来的新挑战，它们的数量将会减少
在美国东北部
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，本地物种如糖枫和山毛榉将逐渐被更远的南方本地物种所取代，如橡树和山核桃树
外来物种，如挪威枫树，正利用这些干扰从路边和附近扩散到森林中
随着气候变化改变了植物用来标记季节变化的信号，类似的变化正在许多地方发生
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