Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern der Iowa State University zeigt, wie künstliches Licht die natürlichen saisonalen Prozesse von Pflanzen in städtischen Regionen der Vereinigten Staaten beeinflusst hat.
Die Studie, erschienen in PNAS-Nexus, zeigt, wie sich die Urbanisierung auf die natürliche Welt auswirkt und zu spürbaren Veränderungen für den Menschen führt, sagte Yuyu Zhou, außerordentlicher Professor für geologische und atmosphärische Wissenschaften am Bundesstaat Iowa und korrespondierender Autor der Studie. Zum Beispiel verändert die Menge an künstlichem Licht während der Nachtstunden in städtischen Umgebungen den natürlichen circadianen Rhythmus von Pflanzen und verlängert die Pollensaison für viele Pflanzen in diesen Regionen. Das bedeutet, dass Stadtbewohner, die an Allergien leiden, möglicherweise längere Zeit im Jahr mit Niesen und juckenden Augen zu kämpfen haben, sagte Zhou.
„Aus dieser Studie haben wir herausgefunden, dass das städtische Nachtlicht einen signifikanten Einfluss auf die städtische Pflanzenphänologie hat“, sagte Zhou. „Wir haben festgestellt, dass künstliches Licht die Frühlingsphänologie in den Vereinigten Staaten erheblich beschleunigt und die Herbstphänologie verzögert.“
Zhou analysierte in einem in veröffentlichten Korrespondenzartikel, wie sich städtische Umgebungen auf verschiedene Weise auf Pflanzen auswirken Natur Klimawandel Im April. Seine früheren Studien untersuchten, wie in Städten eingeschlossene Wärme, bekannt als Wärmeinseleffekt, die jahreszeitlichen Zyklen von Pflanzen verändert. Die Forscher haben auch analysiert, wie Änderungen der Kohlendioxidkonzentration und der Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen Pflanzenprozesse in städtischen Umgebungen verändern.
Für die neueste Studie werteten Zhou und seine Kollegen NASA-Satellitendaten über künstliches Licht bei Nacht (ALAN) in US-Städten von 2012 bis 2016 aus. Anschließend verglichen sie diese Daten mit saisonalen Veränderungen der Pflanzen, die an rund 3.000 städtischen Standorten beobachtet wurden. Sie kamen zu dem Schluss, dass ALAN das Datum des Ausbrechens der Blattknospen im Frühjahr um fast neun Tage vorverlegte und das Färben der Blätter im Herbst um etwa sechs Tage verzögerte. Der Gesamteffekt ist eine längere aktive Saison für viele Pflanzen, sagte Zhou.
Diese Nachricht könnte wichtige Auswirkungen auf Allergiker haben und ist auch für die urbane Landwirtschaft von Nutzen, eine Anbaupraxis, bei der Feldfrüchte und andere Pflanzen in städtischen Umgebungen angebaut und vertrieben werden.
Die Untersuchung der Wechselwirkung von Urbanisierung und Pflanzenphänologie bietet auch Einblicke in die Auswirkungen des Klimawandels, sagte Zhou. Die Studie zeigte, dass die Kombination von zunehmendem ALAN mit steigenden Temperaturen den frühen Frühlingsbeginn für viele städtische Pflanzen intensiviert. Die Art und Weise, wie ALAN und Temperatur interagieren, um die Pflanzenzyklen im Herbst zu beeinflussen, ist komplexer, sagte er.
Die Studie macht jedoch deutlich, dass das Herausarbeiten der Wechselwirkungen zwischen ALAN und Temperatur die Wissenschaftler besser darauf vorbereiten wird, Veränderungen in Pflanzenprozessen in den kommenden Jahren vorherzusagen und darauf zu reagieren.
„Städtische Umgebungen können als natürliche Laboratorien dienen, um die Reaktionen von Pflanzen auf den Klimawandel zu untersuchen“, sagte er. „Die Stadtforschung kann als Linse dienen, um uns Hinweise darauf zu geben, wie sich die Kohlenstoff- und Wasserkreisläufe des Erdsystems unter einem sich ändernden Klima entwickeln werden.“
Lin Meng et al., Künstliches Licht bei Nacht: eine unterschätzte Wirkung auf die Phänologie von Laubgehölzen, PNAS-Nexus (2022). DOI: 10.1093/pnasnexus/pgac046
Yuyu Zhou, Verständnis der städtischen Pflanzenphänologie für nachhaltige Städte und Planeten, Natur Klimawandel (2022). DOI: 10.1038/s41558-022-01331-7