Haust- og vetrarundirbúningur trjáa

Á haustin fer myrkrið að víkja ljósinu á braut og kuldinn sækir á. Þá verða miklar breytingar á gróðri jarðar. Þær ná einnig til trjáa eins og kunnugt er. Sumt af því er sýnilegt, annað ekki. Það er eins og lerki og flest lauftré verði dálítið þreytt eftir annasamt sumar. Það mætti halda að þeim líði ekki ósvipað og okkur mannfólkinu eftir langa daga í vinnunni. Það sést á þeim að þau bíða hvíldarinnar og undirbúa sig undir erfiðleika haustsins og hins óumflýjanlega vetrar sem fylgir í kjölfarið. Flest þeirra gefast upp á hinum grænu litum og í stað þeirra skarta þau brúnum, gulum og rauðum litum í ýmsum tónum. Því miður getum við ekki tekið lærdóm af dæmi trjánna og sofið af okkur veturinn, en til eru spendýr sem geta gert einmitt það. Vel má líkja vetrardvala trjáa við dvala grá- eða ísbjarna. Þau fylgja svipaðri áætlun.

Í pistli vikunnar skoðum við aðeins hvernig tré undirbúa sig fyrir veturinn. Árlegur vaxtartaktur og þar með frostþolsmyndun er bundin í genum en stýrt af umhverfisþáttum. Miklu máli skiptir hvort kvæmi trjáa eru norðlæg eða suðlæg því sá þáttur sem ræður mestu á okkar norðlægu slóðum er fyrst og fremst daglengdin og stytting ljóslotunnar þegar líður á sumarið. Hún ræður því hvenær undirbúningurinn hefst og stýrir myndun frostþols. Styttri dagar verða til þess að vöxtur stöðvast og frostþol fer að byggjast upp. Lækkandi hiti á haustin og mildir frostakaflar auka frostþolið svo enn frekar (Sakai og Larcher 1987).

Horft yfir Eyjafjörð úr Grýtubakkahreppi þann 30. ágúst 2020. Sjá má að þá styttist í haustið. Mynd: Sig.A.

Átveislan mikla

Er líður á sumarið, daginn tekur að stytta og haustið minnir á sig, upphefst mikil átveisla meðal spendýra sem leggjast í dvala. Þá háma birnir í sig eins mikla orku og þeir geta til að byggja upp nægan fituforða fyrir veturinn. Þetta gera trén líka, nema hvað þau geta ekki safnað á sig fitu. Þau éta hvorki ber né laxfiska eins og grábirnir eða sitja fyrir selum út á ísnum eins og ísbirnir, heldur fá þau orkuna milliliðalaust beint frá sólinni. Hana nota trén til að tryggja sér sykrur, prótein og önnur mikilvæg efni sem þau koma fyrir í geymslurýmum sínum, rétt eins og birnirnir gera. Þessi efni koma í veg fyrir ískristallamyndun inni í plöntufrumunum og verja þannig trén fyrir frostálagi. Því má segja að þau virki eins og eins konar frostlögur.

Ígulrós, Rosa rugosa, sem hefur myndað nýpur og er komin í haustliti. Við förum ekki fram á meira. Mynd: Sig.A.

Hin mettu tré

Vel má sjá á trjánum hvenær styttist í að þau leggist í dvala. Ef þau væru dýr mætti segja að það sjáist hvenær þau verða syfjuð. Þá þurfa þau ekki að ljóstillífa meira. Sama á við um ýmsar aðrar plöntur eins og við sjáum í næsta kafla. Stundum má sjá á trjám, jafnvel snemma í ágúst, að laufin fara að gulna eða roðna. Innan sumra ættkvísla, svo sem heggættkvíslarinnar, Prunus, og víðiættkvíslarinnar, Salix, er nokkuð algengt að sjá stöku blöð í haustlitum í ágúst. Heggurinn, Prunus padus, er með allra fyrstu lauftrjám til að laufgast á vorin og ef til vill er það þess vegna sem hann er búinn að fá nægju sína á undan mörgum öðrum tegundum, jafnvel þótt enn megi vænta margra hlýrra, bjartra daga sem nýst gætu til ljóstillífunar.

Enn algengara er þó að sjá gul blöð hjá norðlægum kvæmum ýmissa tegunda enda er það fyrst og fremst daglengdin sem ræður því hvenær ferlið sem stjórnar lauffalli fer í gang (Sakai og Larcher 1987). Hin norðlægu tré láta daglengdina plata sig og halda að það sé komið haust og loka sjoppunni á miðju sumri. Þetta má meðal annars sjá hjá hengibjörkum við Hlíðarbraut á Akureyri. Tré af þessu sama norðlæga hengibjarkarkvæmi má sjá víðar í Eyjafirði og þau standa sig vel, þrátt fyrir að nýta ekki nema hluta sumarsins til ljóstillífunar.

Ef sumrin eru svöl eða jafnvel beinlínis köld er óvíst að öll tré geti safnað nægilegri orku áður en frost skemma lauf. Þá getur farið illa fyrir trjánum. Þau eru þá ekki nægilega vel undirbúin undir vetrardvala, rétt eins og svangir ísbirnir sem hafa ekki fengið nægju sína af selkjöti, geta lent í vanda yfir veturinn. Oftast kemur þetta ekki í ljós fyrr en næsta vor. Þá sjást kalnar greinar. Í sumum tilfellum má sjá þetta strax á haustin. Það sést til dæmis á þintrjám, Abies spp. Ef toppsprotarnir hanga eftir frostakafla má búast við að þeir hafi skemmst.

Ef stofnar trjáa eru sagaðir í sundur má sjá árhringi þeirra. Ljósi viðurinn sýnir átveisluna miklu hjá trjánum þegar ljóstillífun er sem mest. Svo sést hvernig hægt hefur á öllu og dökk lína myndast á mörkum þess að trén leggjast í dvala. Vorið eftir er ferlið endurtekið. Þannig myndast árhringir. Breiðir árhringir eru til marks um mikla átveislu og þar með mikinn vöxt.

Norðlægt kvæmi hengibjarkar, Betula pendula, við Hlíðarbraut á Akureyri komið í haustliti 8. september 2014. Mynd: Sig.A.

Dæmi frá fjölæringum

Ýmsir haustlaukar eru ágætt dæmi um hvernig og hvenær plöntur koma forðanæringu sinni fyrir. Blöðin vaxa upp af laukunum á vorin og plönturnar blómstra í von um að mynda fræ sem dreift geta tegundinni. Svo hamast laufin og stilkurinn við að ljóstillífa og safna upp orku sem komið er fyrir í lauknum. Flestar þessara plantna mynda að auki hliðarlauk eða -lauka ef ljóstillífunin er nægilega mikil. Þegar því er lokið og fræið hefur þroskast hætta lauf laukplönturnar að ljóstillífa enda engin tilgangur með því lengur. Þau visna og drepast. Laukarnir leggjast þá í dvala fram á næsta vor. Í heimkynnum sínum ná sumar tegundir haustlauka að gera þetta allt saman áður en lauftré laufgast að fullu og fara að varpa skugga. Svona langan svefn leika engin spendýr eftir.

Lúpína og hvítar hátíðarliljur á vori. Mynd: Sig.A.

Lúpínan, Lupinus nootkatensis, sem margir elska en aðrir elska að hata, safnar forðanæringu sinni í ræturnar. Á vorin nýtir hún þessa endurnýjanlegu orku til að fá forskot á aðrar plöntur sem eru ekki eins fyrirhyggjusamar. Á meðan margar plöntur vaxa hægt, fyrst á vorin, nýtir lúpínan þessa orku og myndar laufblöð og stöngla sem ljóstillífa fljótt og mikið. Orkan í rótunum er einnig nýtt til að mynda blóm nokkuð snemma og mynda fræ. Þegar líða tekur á blómgun hennar er mjög lítil orka eftir í rótunum. Það er í fínu lagi fyrir plöntuna því eftir blómgun hefur hún góðan tíma til að ljóstillífa, vaxa, dafna og hlaða orku í ræturnar á ný. Hún vex oftast uns frost granda laufunum. Þá eru ræturnar fullar af orku fyrir næsta vor og tímabært að slaka á og fá sér góðan lúr. Þetta er svipað hjá kartöflum. Villtar kartöflur eru tvíærar. Fyrra árið vaxa þær og ljóstillífa eins og þær mögulega geta og safna næringarforða í rótarhnýði. Kartöflugrösin ljóstillífa þar til frost granda þeim. Svo ætla þær að blómstra árið eftir en það tekst sjaldan á Íslandi því rótarhnýðin eru svo bragðgóð. Undanfarin ár hefur verið mikil tíska að reyna að losna við lúpínur. Eftir því sem líður lengra á blómgunartíma hennar er minni orka í rótunum. Ef hún er slegin á þeim tíma þarf plantan að mynda ný blöð þegar forðanæringin er lítil. Þá eru blöðin illa í stakk búin til að hlaða á tankinn og því má búast við að lúpínan verði ekki eins kraftmikil næsta vor. Endurtekinn sláttur á þessum tíma getur dregið mjög úr viðkomu hennar. Aftur á móti skiptir það lúpínu sáralitlu máli þótt hún sé slegin þegar líða tekur á sumarið og hún hefur kastað fræi. Þá er hún búin að safna það mikilli orku í ræturnar að hún kemur upp af krafti næsta vor. Henni er líka alveg sama þótt hún sé slegin snemma á vorin. Þá eru ræturnar fullar af orku sem hún nýtir til að vaxa að nýju (Sigurður 2014).

Sigurskúfur, Chamerion angustifolium (syn. Epilobium angustifolium), í skógarbotni á Mógilsá í Kollafirði um miðjan ágúst 2025. Hann er búinn að mynda fræ og sér því enga ástæðu til annars en að huga að vetrarhvíldinni. Því fer hann strax í haustliti. Ýmsar tegundir leika þetta eftir. Mynd: Aðalsteinn Sigurgeirsson.

Vatnið og vetrardvalinn

Þegar tré hafa fyllt geymslurými sín undir berki og í rótum má Óli Lokbrá koma í heimsókn. Þótt trén geti haldið áfram að ljóstillífa eru geymslurýmin full hjá mörgum þeirra og sykrur og prótein komin á sína staði. Því er engin ástæða til annars en að fara snemma til hvílu. Hvenær rétt er að leggjast í dvala er misjafnt milli trjátegunda og kvæma tegunda en almennt er talið að þarna ráði daglengdin mestu eins og áður var nefnt. Sum tré virðast ljóstillífa þar til fer að frysta. Eftir það neyðast trén til að hætta. Birnirnir geta ekki lifað ef „frýs í æðum blóð“ og það er ekki beinlínis hollt fyrir trén að vatn frjósi í æðum þeirra. Eins og alkunna er þenst vatn út þegar það frýs. Þess vegna geta pípulagnir sprungið ef vatn frýs í þeim. Það sama á við um viðar- og sáldæðar trésins. Þess vegna verða þau að undirbúa viðinn með því að draga úr spennu vatns í trénu um leið og það hægir á vextinum undir berkinum. Það eru fyrstu merki þess að tré séu að fara í vetrardvala og auka frostþol sitt. Þetta gerist strax í júlí hjá flestum tegundum (Wohlleben 2016). Samhliða þessu breytast frumuhimnurnar. Þær verða gegndræpar til þess að verja frumur enn frekar og auðvelda osmósu (Sakai og Larcher 1987). Um krafta osmósu fjölluðum við í þessum pistli. Þetta á drjúgan þátt í að verja dvalarvefi trjáa eins og brum og við. Þessi ferli eru ástæður þess að lengdarvöxtur trjáa er fyrst og fremst á vorin og í sumum tilfellum fram á mitt sumar. Eftir það mynda trén brum fyrir næsta sumar. Vissulega geta sprotar og stofnar þykknað eftir þetta, enda eru trén að safna orku sem þau geyma þar, en lengdarvexti er þá lokið. Þetta er dálítið öðruvísi en til dæmis hjá lúpínunni og mörgum öðrum fjölæringum eins og við lýstum hér framar.

Hélurifs, Ribes laxiflorum, 30. september 2017. Það laufgast að jafnaði snemma á vorin og fer snemma í haustliti eins og við sögðum frá í þessum pistli. Tími vaxtar er dálítið eins og hliðraður fram á vorið miðað við flest tré. Mynd: Sig.A.

Frekari undirbúningur

Þegar tré hætta lengdarvexti og draga úr safaspennu er undirbúningur fyrir haustið enn í fullum gangi. Flest þeirra halda áfram að ljóstillífa fram á haustið ef þau geta geymt orkuna. Að auki þurfa trén að halda vel í þær bjargir sem finna má í laufunum. Þar eru ýmis efni sem tréð hefur haft fyrir að mynda með ljóstillífun, eða draga uppleyst í vatni upp úr moldinni. Það væri mikill missir fyrir þau flest ef þessum efnum væri bara hent um leið og laufunum. Því taka trén upp á því að draga þessi efni til baka úr laufunum og koma þeim fyrir til geymslu í stofni og rótum. Mikilvægast í þessu sambandi er að brjóta niður laufgrænu laufblaðanna. Þá geta trén nýtt þau nauðsynleu efni sem hana mynda snemma næsta vor og dælt þeim út í hin nýju lauf. Þegar þessi grænu litarefni eru brotin niður og sykrum og steinefnum er pumpað úr laufunum og inn í tréð koma önnur litarefni í ljós sem hafa verið þar allan tímann. Þess vegna taka laufin á sig haustliti. Litarefni sem mynda haustliti eru gerð úr nokkrum efnum. Mest áberandi eru efnaflokkar sem kallast antócýanín (e. anthocyanin) og karótín (e. carotene). Seinna orðið er samstofna alþjóðlegu orði sem notað er yfir gulrætur, enda lita þessi efni gulræturnar. Við sögðum frá báðum þessum efnum í þessum pistli. Næringarástand, birta, hitastig og aðgangur að vatni skipta líka miklu máli við myndun haustlita.

Til er athyglisverð tilgáta sem gerir ráð fyrir að þessir litir geti virkað sem eins konar aðvörunarljós. Á þessum tíma eiga blaðlýs og ýmis önnur skordýr það til að leita sér skjóls fyrir veturinn. Þá sækja þau gjarnan í sprungur og glufur í berki. Þar geta þau verið í vari fyrir verstu vetrarfrostum og að auki er leiðin stutt í matarkistu vorsins. Heilbrigð tré, sem komin eru í fulla haustliti geta verið líklegri til að skaða þessar pöddur með varnarefnum en þau tré sem ekki eru að fullu búin undir veturinn. Á haustin eru líkur á að græn tré séu illa búin undir veturinn en tré í gulum og rauðum litum séu tilbúin að takast á við hann. Því velja pöddurnar frekar græna ljósið en það gula eða rauða. Næsta vor verða grænu trén hugsanlega í verra standi til að verjast blaðlúsum og öðrum skordýrum ef þau eru veik eftir veturinn (Archetti 2000).

Haustlitir á rúbínreyni, Sorbus bissetii. Mynd: Sig.A:

Nánar um myndun frostþols

Er líður á sumarið fer ljóslotan að styttast. Það hefur mikil áhrif á frostþolsmyndun trjáa. Reyndar láta sumar tegundir ljósið frá ljósastaurum plata sig og mynda þá ekki nægilegt frostþol. Gljávíðir og sum yrki alaskavíðis eru þar á meðal. Hjá öðrum trjám hefur daglengdin þau áhrif að lengdarvöxtur stöðvast. Þá fara að myndast endabrum og trén geta farið að takast á við óumflýjanleg frost. Frostþol trjáa byggist smám saman upp.

Fyrst við nefnum hér endabrum má nefna að á sumum trjám sést hvernig undirbúningurinn fyrir veturinn gengur með því að skoða endabrum þeirra. Frægastur er askur, Fraxinus excelsior, fyrir þetta. Hann myndar fremur lítil brum á sumrin. Þau eru græn til að byrja með en dökkna svo og verða að lokum alveg svört. Þeir ræktendur, sem ræktað hafa asktré, eru stundum áhyggjufullir þegar þeir sjá græn lauf þegar búast má við hörðum frostum. Það er engin ástæða til að örvænta fyrir hönd þessara trjáa þótt blöðin séu græn. Öðru máli gegnir um brumin. Ef þau eru græn þegar byrjar að frysta má nær örugglega búast við haustkali vegna skemmdra bruma. Ef brumin eru orðin svört hefur tréð byggt upp nægilegt vetrarþol og þá geta ræktendur sofið rólegir.

Askur í Síðuhverfi. Myndin var tekin 13. júlí 2021. Þá má gera ráð fyrir að tréð sé farið að undirbúa sig fyrir haustið þótt þess sjáist ekki mikil merki. Mynd: Sig.A.

Verði plöntuvefir fyrir frostálagi geta myndast ískristallar innan þeirra. Þeir geta bæði myndast utan frumna og innan þeirra. Í rýminu á milli frumnanna er efnainnihald minna en inni í frumunum. Því er miklu líklegra að myndun ískristalla hefjist þar. Með því að auka sykurmagnið í frumunum minnka líkurnar á að í þeim myndist ískristallar. Þegar ískristallar milli frumna stækka draga þeir til sín meira vatn. Osmósa dregur þá vatn úr frumunum í gegnum frumuhimnur og frumuveggi. Við það eykst efnainnihald frumuvökvans og frostþolið eykst. Það er þess vegna sem sykrur og sölt, sem finna má í frumunum, virka sem frostlögur inni í þeim. Hafi trjáplönturnar ekki myndað nægilegt frostþol, til dæmis ef það frýs óvenju snemma, þá er munurinn á efnainnihaldi innan og utan frumna hverfandi. Þess vegna geta frumurnar sjálfar frosið á þeim tíma. Þá er hætta á að himnur rofni og frumurnar skemmist (Rakel J. Jónsdóttir 2022). Ef næringarefnainnihald plantnanna er lítið á plantan erfiðara með að dæla sykrum, söltum og próteinum inn í frumurnar. Það leiðir til þess að frostþol plantnanna er minna. Þess vegna er lélegum plöntum hættara við frostskemmdum en plöntum í góðum þrifum.

Þessi japanshlynur, Acer palmatum 'Dissectum' í Boston gat ekki alveg ákveðið hvort laufin ættu að hafa rauða eða gula haustliti, svo hann ákvað að hafa þá báða. Mynd: Sig.A.

Hvað með barrtrén?

Hvernig stendur á því að lauftré standa í þessu veseni? Af hverju henda þau árlega af sér laufunum og mynda ný að vori? Hin sígrænu barrtré sýna að þetta þarf ekki að vera svona. Það eru einnig til sígræn lauftré. Þau eru reyndar mjög fátíð í skógum landsins en nokkrar tegundir má finna í görðum, þótt þær séu vissulega færri hér á landi en víðast hvar í útlöndum.

Lárheggur, Prunus laurocerasus, er einn af þeim sígrænu runnum sem njóta vaxandi vinsælda á Íslandi. Næsta vor munum við birta pistil um tegundina. Mynd: Sig.A.

Flest barrtré eru sígræn og standa ekki í því að skipta um klæði tvisvar á ári. Á því eru þó undantekningar. Hér á landi eru lerkitegundir töluvert ræktaðar og þær haga sér eins og lauftré. Þau fella barrið á haustin og mynda nýtt á hverju vori. Til eru fleiri tegundir barrtrjáa sem leika þetta eftir. Við höfum til dæmis sagt frá fornrauðvið, Metasequoia glyptostroboides, sem gerir þetta. Það virðist alveg ljóst, svona fljótt á litið, að sömu hvatar liggi að baki þessari þróun og hjá lauftrjám. Það er þó ekki endilega víst. Aljos Farjon (2008) segir að upphaflega hafi þessi þróun meðal barrtrjáa ekki endilega haft neitt með vetrarfrost að gera. Fornrauðviður varð til meðan jörðin var hlýrri en hún er nú. Þá uxu þessi tré mjög norðarlega á hnettinum þar sem litla birtu var að fá yfir veturinn. Alveg er óvíst að þar hafi verið tiltakanlega mikil frost. Því kann að vera að upphaflega hafi þessi þróun meðal barrtrjáa orðið vegna myrkurs. Í myrkri er ekki hægt að ljóstillífa. Öll barrtré þurfa að endurnýja barr sitt og ef ekkert gagn er af því yfir dimmu mánuðina má ef til vill henda því öllu í einu og nýta tækifærið til endurnýjunar.

Skærgulir haustlitir á alaskaösp. Mynd: Sig.A.

Samt sem áður er það svo að flest barrtré eru sígræn. Í stað þess að draga nytsamleg efni úr barrinu og mynda nýtt að vori, þá mynda þau eins konar frostlög í nálunum. Sykruinnihald í barrnálum verður hærra yfir vetrartímann sem dregur verulega úr hættu á frostskemmdum. Við komum aðeins inn á þetta í pistli okkar um sitkalýs. Þær kunna vel að meta aukið sykurmagn í barrnálunum sem þær nærast á.

Að auki mynda nálarnar vaxlag sem kemur í veg fyrir of mikið vatnstap í gegnum loftaugun. Þau eru vel varin og sitja nokkuð djúpt á nálunum og hjá nær öllum tegundum eru þau aðeins á neðra borði nálanna. Allt hjálpar þetta til við að koma í veg fyrir of mikið vatnstap sem geta valdið trjánum skaða. Segja má að barrtrén séu bæði með belti og axlabönd á meðan lauftrén fara einfaldlega úr buxunum.

Samt er það svo að því miður dugar þetta ekki alltaf. Einkum er það áberandi snemma á vorin. Þá á sólin það til að skína á plöntur og þær fara að anda og missa vatn út um loftaugun. Ef jarðvegurinn og jafnvel sjálfar ræturnar eru enn frosnar ná þær ekki að sjúga upp vatn og því geta nálar, jafnvel heilu greinarnar og í verstu tilfellum heilu trén, þornað upp og drepist. Þetta er sérstaklega algengt ef viðkvæmar, sígrænar plöntur eru hafðar í allt of þröngum kerjum eða pottum. Þá nær frostið að þrengja sér að rótunum úr öllum áttum og sólin að verma pottana að hluta til ef hún skín á þá. Almennt má segja að undirvöxtur trjáplantna, það er að segja ræturnar, hafa minna frostþol en yfirvöxturinn. Að auki geta umhleypingar dregið úr frostþoli róta. Það má líta á það sem eins konar umhleypinga þegar sólin skín á potta þannig að þeir hitna og frjósa síðan aftur þegar sólin sest. Þetta veldur miklu álagi á rótarkerfið og það getur ekki náð í vatn til að endurnýja það sem tapast úr barrinu. Að auki geta rætur drepist og draga þá ekki framar upp vatn. Mun líklegra er að viðkvæmar, sígrænar plöntur haldi velli ef þær eru gróðursettar í jörðu. Þá er álagið á ræturnar minna og þær geta dreift sér betur. Einnig getur verið heppilegt að skýla svona runnum eða trjám fyrstu árin þegar vorsólin skín.

Við komum aftur að barrtrjánum undir lok þessa pistils og seinna munum við birta sérstakan pistil um frostþol plantna þar sem dýpra verður farið í þessi fræði.

Snjókoma í Kjarnaskógi. Flest lauftré virðast síður brotna undan miklum snjó en mörg barrtré, enda eru engin lauf á þeim fyrrnefndu til að fanga snjóinn og sliga greinar. Því miður virðist íslenskt birki vera undantekning en sem betur fer brotna ekki öll trén þótt þau bogni. Mynd: Sig.A.

Lauf eða barr

Vonandi kemur það ekki á óvart að þótt barr og lauf gegni sama hlutverki getur verið töluverður munur á þessu tvennu. Miðað við barrið er laufið að jafnaði miklu minna varið. Það er mjúkt og viðkvæmt. Má jafnvel segja að það sé varnarlaust þegar kemur að frosti. Þess vegna losa trén sig við laufin þegar fer að frysta. Því má spyrja: Af hverju hefur laufið ekki þróað svipaðar varnir og barrið? Af hverju eru laufin ekki þykk og þolin? Getur það virkilega borgað sig að losa sig við allt þetta lauf á haustin og láta nýtt vaxa á vorin fyrir þennan stutta tíma sem sumarið varir á norðurslóðum? Getur verið að það hafi þróunarfræðilegan ávinning í för með sér, þrátt fyrir allan kostnaðinn og vesenið? Geta verið fleiri þættir en þeir sem nefndir hafa verið sem þrýsta á að þessi lausn varð fyrir valinu hjá flestum lauftrjám?

Bogkvistur, Spiraea veitchii, í haustlitum í Síðuhverfi á Akureyri. Grænu litarefnin voru brotin niður til að hægt væri að geyma mikilvæg efni til næsta vors. Mynd: Sig.A.

Miðað við barrtrén eru lauftré tiltölulega nýleg í þróuninni. Lauftré komu fram fyrir um 100 milljónum ára. Þá höfðu barrtré verið til í um 170 milljónir ára (Wohlleben 2015). Við höfum fjallað um þessa tímalínu í þessum pistli. Því er ljóst að þróunin hefur valið þessa leið. Þegar við skoðum málið betur sést að það geta fylgt því nokkuð margir kostir að afklæðast á haustin. Þar skilur á milli bjarndýranna og trjánna enda geta trén ekki skriðið í skjól eins og birnir og fjölæringar. Þau þurfa að standa af sér vetrarveðrin.

Eldrauð kirsuberjatré ber í sígræn grenitré í Kjarnaskógi 8. september 2018. Mynd: Sig.A.

Vetrarveðrin

Svo vill til að munur á hitastigi og birtu er ekki það eina sem skilur á milli vetrarveðra og sumarveðra. Þegar norðanáhlaup herja á landinu veldur það miklu vindálagi á tré. Allaufguð tré taka á sig miklu meiri vind en naktar greinar. Haustrigningarnar mýkja jarðveginn og þegar stormar blása veldur það miklu álagi á trén. Jarðvegurinn getur gefið eftir og trén fallið. Þegar hann frýs gefur hann ekkert eftir og það getur skapað álag á stofna ef mikið blæs. Þeir geta jafnvel brotnað. Því er heppilegt fyrir trén að draga sem mest úr vindálaginu. Berar greinar eru ágætlega straumlínulagaðar sem dregur talsvert úr vindálaginu. Sama á við um stofna trjánna. Viðnám stofna og greina er samt nægilega mikið til að draga verulega úr krafti vindsins. Þannig geta tré í raun hjálpast að. Þau skýla hvert öðru.

Snjór í Kjarnaskógi. Sjá má að hann hleðst meira á sígræn tré en hin sem losna við laufin á haustin. Mynd: Sig.A.

Einn fyrir alla og allir fyrir einn

Það er vel þekkt að mikil samkeppni ríkir meðal allra lífvera í öllum vistkerfum. Er það talinn drifkraftur þróunar. Þroskuð skógarvistkerfi búa einnig yfir mikilli samvinnu. Við þekkjum til dæmis vel samhjálp sveppa og trjáa. Við vitum að allt neðanjarðarhagkerfið hjálpar trjánum og þau borga fyrir sig með aukinni ljóstillífun, öllu vistkerfinu til framdráttar og heilla.

En það er ekki allt. Wohlleben (2015) lýsir því í sinni bók hvernig trén hjálpa hvert öðru þegar stormar blása á lauflausar krónurnar og á sígræn barrtré. Hvert tré hefur sína einstöku byggingu sem vitnar um hvernig það hefur vaxið og lifað alla sína tíð. Erfðir og umhverfi sjá til þess að fumubygging í stofni og greinum er mismunandi á hverju tré fyrir sig. Plöntutrefjarnar eru ekki eins. Þegar kröftugir vetrarstormar blása skiptir þetta máli. Um leið og öflug vindhviða lendir á skóginum svigna trén undan storminum. Þau sveigjast öll í sömu átt. Svo hægir aðeins á áður en næsta hviða skellur á. Þá rétta trén sig smám saman við aftur. Sum sveiflast meira að segja aðeins í gagnstæða átt er þau reisa sig við. Hversu hratt þetta gerist er misjafnt milli tegunda og einstaklinga innan sömu tegunda. Þegar næsta hviða skellur á hafa mörg trén reist sig við en sum eru enn að svigna í ýmsar áttir. Þau geta jafnvel rekist á og stutt hvert annað eitt augnablik. Þetta eykur mjög á seiglu skógarins og dregur verulega úr vindálaginu. Þannig má segja að trén hjálpist að við að draga úr bæði vindstyrk og vindálagi. Þannig getur skógurinn varið sig fyrir stormfalli. Sérstaklega á það við ef skógurinn er fjölbreyttur. Einsleitur skógur með einni tegund þar sem öll trén eru jafngömul er líklegri til að fara illa út úr miklum stormum en fjölbreyttur skógur. Sérstaklega á það við ef skógurinn er nýgrisjaður og sú grisjun hefur verið framkvæmd helst til seint eða of kröftuglega. Þá dregur úr þessari samhjálp. Trén skýla ekki hvert öðru og hvert tré þarf að kljást við vindinn án aðstoðar. Ef neðanjarðarhagkerfið hefur einnig orðið fyrir höggi vegna grisjunar er hætta á stormfalli.

Rigningin og rokið í Þjórsárdal gefur umhverfinu dularfullan töfrablæ. Trén skýla hvert öðru. Er þau vaxa meira geta þau jafnvel stutt hvert við annað. Myndin tekin í ágúst árið 2020. Mynd: Sig.A.

Snjókoma

Annar kostur fylgir þessu laufleysi á vetrum. Ef laufið er ekki að þvælast fyrir dregur úr líkum á að snjór og ís hlaðist á greinar og sligi þær þar til þær brotna. Í stað þess að snjórinn lendi á öllu þessu laufi lendir hann á berum greinum. Megnið af honum fellur svo til jarðar og situr á skógarbotninum og skýlir því lífi sem þar er undir. Þetta er mun betra en þegar snjór fýkur um allt og myndar skafla.

Eftir mikla snjókomu í Kjarnaskógi sést að greni stendur betur af sér snjóþyngslin en birkið en almennt þola lauftrén snjóþyngslin betur en sígræn barrtré. Hvað ætli það séu mörg kíló af snjó á hverju tré á þessari mynd? Mynd: Sig.A.

Það dugar þó ekki alltaf til. Mörg tré fóru til dæmis illa út úr aðventuhretinu árið 2019 þegar ís og snjór hlóðst á tré og rafmagnslínur. Rafmagnslínur slitnuðu og staurar undir þeim kubbuðust í sundur. Sum tré fóru sömu leið. Einkum brotnuðu hin kræklóttu birkitré og sum barrtré. Lauftré eins og reyniviður og aspir stóðu þetta miklu betur af sér. Ef þau hefðu verið allaufguð hefði ekki þurft að spyrja að leikslokum. Sem betur fer eru svona viðburðir fátíðir en þeir sýna okkur hversu heppilegt það er fyrir trén að standa lauflaus á vetrum. Myndin hér að ofan er tekin eftir þetta hret. Sumt af birkinu rétti sig einfaldlega við þegar snjóa loksins leysti en annað brotnaði.

Lauffall

Það að fella laufin kostar trén dálitla orku. Það er þó ekki hár kostnaður miðað við gróðann. Þegar trén hafa dregið öll helstu efnin sem gagnast geta þeim næsta vor úr laufunum fara að vaxa frumur við blaðfótinn sem loka öllum tengingum milli laufs og greina. Eftir það þarf aðeins lítils háttar andvara til að laufin falli af. Það er á þessum tíma sem trén hægja verulega á allri lífsstarfsemi sinni og búa sig undir vetrarlangan svefn. Rétt eins og hjá okkur mannfólkinu er svefn mikilvægur fyrir tré á norðlægum slóðum. Ef þau fá ekki sína hvíld er úti um þau. Það er ástæðan fyrir því að ekki þýðir að rækta birki eða eplatré inni í stofu. Þar er of hlýtt og trén fá ekki nægan svefn. Það þola þau ekki til lengdar og drepast.

Ung tré, sem standa í skjóli eldri trjáa, njóta góðs af þessu lauffalli. Þegar það verður nær sólin skyndilega að skína niður í skógarbotninn í meira mæli en áður. Ungu trén, sem flest fella laufin seinna en stóru trén, njóta góðs af því. Þau ljóstillífa sem aldrei fyrr og hlaða vefi sína af orku. Þetta er ástæða þess að ungviði verður stundum illa fyrir barðinu á fyrstu frostum, þótt tegundirnar teljist nokkuð frostþolnar. Einkum á þetta við um ung tré sem ekki njóta skógarskjóls. Þetta á þó aðeins við ef frostin koma snemma eða eru óvenjuhörð. Þá er orðið of seint að láta frumur vaxa sem loka á tengingar milli laufa og greina. Vanalega hefur þetta þó ekki mikil áhrif á hin ungu tré til lengdar. Þau standa í skjóli stærri trjáa og taka ekki á sig eins mikinn vind. Þegar snjóar geta þau farið í kaf og hvílst þar ágætlega uns snjóinn tekur upp.

Vetrarmyndir úr Kjarnaskógi. Myndir: Sig.A.

Næsta vor mun skógarbotninn hitna áður en laufin fara að spretta á stóru trjánum og þá fær ungviðið annað tækifæri til ljóstillífunarforskots. Stundum laufgast ung tré í skógarbotni allt að tveimur vikum fyrr en stóru trén. Það getur verið ljómandi gott veður í skógarbotninum þótt kaldir vindar blási um krónurnar. Þetta þekkja gestir okkar í Kjarnaskógi. Þar er alltaf logn.

Að auki má búast við því að laufið frá haustinu áður sé orðið mjög dökkt á vorin. Það drekkur í sig sólarorkuna þannig að niður við jörðu, í skjóli trjágreinanna, er miklu hlýrra en uppi í trjákrónunum.

Þegar lögð er saman ljóstillífun ungra trjáa í Mið-Evrópu, kemur í ljós að allt að 20% þeirra daga sem ung tré stunda ljóstillífun er á vorin og haustin þegar stærri tré eru lauflaus. Þetta tímabil ljóstillífunar undir lauflausum greinum getur tekið allt að heilum mánuði á hverju ári þegar dagar vors og hausts eru lagðir saman (Wohlleben 2016).

Mismunandi lauftré

Flest lauftré, sem á annað borð fella laufin á haustin, gera það á mjög svipaðan hátt. Fyrst draga þau dýrmæt efni inn í greinar og stofna og mynda svo lag af frumum sem rýfur tengslin milli laufa og greina áður en laufin falla. Þannig tekst þeim að endurnýta mikilvæg næringarefni. Til eru tré sem virðast gefa skít í þetta kerfi. Hér á landi eru það fyrst og fremst elritegundir, Alnus spp., sem virðist vera slétt sama. Þær missa laufið nánast alltaf grænt á haustin. Elrið vex vel í steinefnaríkri jörð og er með gerla á rótunum sem vinna nitur beint úr andrúmsloftinu. Þar með býr elri að jafnaði við gnótt næringarefna og hefur því ekki fyrir því að draga þau úr laufunum á haustin. Þau spara þá orku og geta ef til vill ljóstillífað ögn lengur á haustin fyrir vikið. Svo falla laufin græn af trjánum þegar þar að kemur og næringarefnin í þeim nýtast svarðnautum sem vaxa á staðnum er blöðin rotna.

Gráelri, Alnus incana, með flipótt eða fjaðrað lauf í garði í Síðuhverfi. Undir því vaxa brúskur, Hosta, og runnamura, Dasiphora fruticosa 'Tangerine'. Mynd: Sig.A.

Plöntur af belgjurtaætt hafa líka gerla á rótunum sem vinna nitur. Tré af belgjurtaætt, eins og til dæmis gullregn, Laburnum, eru ekki fræg fyrir tilkomumikla haustliti en engu að síður gulna blöðin hjá þeim ef haustið er nægilega langt. Kergi, Caragana arborescens, sem einnig er kallað síberískt baunatré, er líka af belgjurtaætt. Oftast eru blöð þess hvanngræn er þau falla. Til að gerlarnir á rótum þess geti starfað eðlilega þarf jarðvegshitinn að hækka dálítið. Þess vegna má stundum sjá mjög kuldalegan, gulan lit á blöðum kergis á köldum vorum. Líklegast er það merki um að það vanti nitur í blöðin á þeim tíma. Trjánum er nær að hirða það ekki haustið áður, meðan tækifæri gafst. Um leið og fer að hlýna hefst niturnám gerlanna á rótunum og tréð verður fallega grænt á ný. Það lærir ekki af reynslunni og hendir blöðunum næsta haust án þess að draga úr þeim nein næringarefni sem verulegu máli skipta.

Fyrri myndin sýnir lauf kergis á köldu vori. Það er ekki að sjá að þar fari fram nein ljóstillífun svo heitð geti, enda eru blöðin ekki græn. Seinni myndin sýnir lauf eins og þau eiga að vera. Myndir: Sig.A.

Haustlitir

Haustlitir trjánna birtast þegar blaðgrænan, sem skiptir öllu máli við ljóstillífun, er brotin niður. Um þetta höfum við áður fjallað í pistli um hverfuleika haustlitanna. Karótín og antócýanín, litarefnin sem áður eru nefnd, voru allan tímann í laufunum en sáust ekki þegar blaðgrænan var sem mest.

Sum tré eru öflugri við að draga til sín mikilvæg næringarefni úr blöðunum en önnur. Sumum tekst jafnvel að brjóta niður áðurnefnd litarefni. Þá birtast ekki fagrir haustlitir, heldur brúnir og drungalegir litir. Meðal þeirra ættkvísla trjáa sem eru hvað frægust fyrir þetta eru eikur.

Stundum gerist það að lauf frjósa áður en trén hafa lokið ferlinu sem endurnýtir efnin. Þau lauf frjósa þá græn og ekkert verður af haustlitum hjá þeim það árið. Þetta má meðal annars sjá hjá sumum reynitrjám sem ættuð eru frá það suðlægum svæðum að þau láta haustfrostin alltaf koma sér jafnmikið á óvart.

Hér má meðal annars sjá lauflaust birki, gult birki og grænt birki á Hálsi í Eyjafjarðarsveit. Mynd: Sig.A.

Sígræn tré

Til að hnýta lausa enda snúum við okkur aftur að sígrænu trjánum. Til eru sígræn tré og sígrænir runnar. Sígræn tré sem þrífast á Íslandi eru alltaf úr hópi barrtrjáa, eða því sem næst. Svo eru til sígrænir runnar sem þrífast á landinu. Það hefur ótvíræða kosti á vorin að vera sígrænn. Þá er hægt að hefja ljóstillífunina strax. En þetta er ekki alltaf svona einfalt. Allt of oft tapast greinar eða barr á vorin hjá sígrænum trjám og runnum ef tíðin er óhagstæð. Það þýðir ekkert fyrir barrtré eða sígræna runna að hefja ljóstillífun ef jörðin er enn frosin og ræturnar geta ekki tekið upp vatn.

Sígrænu runnarnir sperra sig ekki upp í trjákrónurnar þar sem álagið er meira á veturna, heldur halda sig í skjóli. Það hjálpar þeim alveg örugglega. Allir sígrænir runnar á Íslandi þrífast betur í góðu skjóli. Margir þeirra, eins og til dæmis kristþyrnir, Ilex aquifolium, og lárheggur, Prunus laurocerasus, hafa þykk blöð sem fyrir vikið eru ekki eins viðkvæm. Sennilega kosta þau meira í framleiðslu heldur en þunnu blöðin. Það kann að eiga sinn þátt í því að þeim er ekki hent á hverju ári. Þetta tvennt, vöxtur í skjóli og þykk blöð, virðist eiga sinn þátt í því að þessir runnar hafa þróast þannig að þeir halda laufunum yfir veturinn og eru sígrænir.

Lífviðir og sýprusar, eins og þessi alaskasýprus, geta lifað góðu lífi á skjólgóðum stöðum á Íslandi. Þessi er í Vaðlaskógi. Mynd: Sig.A.

Okkar algengustu, hávöxnu, sígrænu tré svo sem fura, greni, þinur og degli, eiga það sameiginlegt með lauftrjánum og lerkinu að barrið hjá þeim (sem gegnir sama hlutverki og laufið) lifir ekki endalaust. Trén draga efni úr barrnálunum og koma þeim fyrir til geymslu og síðari notkunar, rétt eins og lauftrén. Munurinn er bara sá að þau gera þetta ekki við allar barrnálarnar á hverju ári. Þau henda bara elstu nálunum. Þær eru hvort sem er farnar að skemmast og gegna hlutverki sínu ekki eins vel og yngri nálar. Sumar þeirra eru jafnvel lentar í skugga og gera þar ekkert gagn fyrir tréð. Svo framarlega sem barrtrén eru heilbrigð má gera ráð fyrir að nálarnar á þintrjám verði tíu ára, greni sex ára en hjá flestum furum verða þær þriggja ára (Wohlleben 2016). Þetta þýðir að árlegt barrfall í til dæmis grenilundi er alveg sambærilegt í magni og barrfall í lerkilundi. Eldri nálar eru auðvitað innarlega á ungum greinum eða á gömlum greinum. Fyrir vikið verður það ekkert endilega mjög áberandi þegar nálarnar falla. Á vorin hefja trén vöxt að nýju og þá verða þau aftur þétt og falleg. Ef greinar á þessum trjám vaxa í miklum skugga er engin ástæða fyrir þau til að mynda nýtt barr á þeim. Þess vegna verða þær með tímanum barrlausar með öllu og drepast að lokum.

Þéttur lundur af stafafuru. Það kemst svo lítið ljós niður í gegnum skóginn að trén sjá ekki ástæðu til að mynda nýjar nálar á gömlum greinum. Þegar allar eldri nálarnar eru fallnar drepast greinarnar, enda ekkert gagn af þeim. Mynd: Halldór Sverrisson.

Samantekt

Hér höfum við farið yfir helstu ferla sem hvert og eitt tré fer í gegnum seinni hluta sumars og á haustin til að undirbúa dvalann yfir veturinn. Það verður þó að segjast að við höfum einfaldað þessa hluti töluvert, en þetta sýnir meginlínurnar. Strax og ljóslota dagsins fer að minnka hefja trén undirbúning sinn. Þau hætta lengdarvexti en þykknun stofna og greina heldur áfram dálítið lengur. Lauftrén draga efni úr laufunum og geyma þau til vorsins en sígræn barrtré auka frostþol barrsins svo það skemmist ekki. Frostþol róta er töluvert minna en frostþol greina og stofna. Ef rætur eru illa varðar, til dæmis vegna þess að þær eru í of litlum pottum, er hætt við að þær skemmist yfir veturinn. Þá geta þær ekki hjálpað trjánum að endurnýja það vatn sem tapast við ljóstillífun á vorin. Þetta er meira áberandi hjá viðkvæmum barrtrjám en harðgerðum trjám. Rakel J. Jónsdóttir hefur rannsakað frostþol ungra trjáplantna og hvernig það byggist upp. Hún las yfir handritið í vinnslu og kom með mikilvægar viðbætur við pistilinn. Hafi hún okkar bestu þakkir fyrir. Hún mun aðstoða okkur þegar við segjum meira frá frostþoli trjáa í fyllingu tímans. Að lokum viljum við þakka Guðríði Gyðu Eyjólfsdóttur fyrir þarfan og vandaðan yfirlestur prófarkar. Allar villur eru þó á ábyrgð höfundar og eru vísast komnar til vegna breytinga eftir að próförk var skilað.

Við Glerárkirkju stóðu þessar broddfurur sem áður voru til mikillar prýði. Nú er búið að henda þeim enda brotnuðu þær svona illa veturinn 2019-2020. Myndin var tekin í apríl 2020. Mynd: Sig.A.

Heimildaskrá

Aljos Farjon (2008): A Natural History of Conifers. Timber Press, Inc. Portland, Oregon, USA.

Marco Archetti (2000): The Origin of Autumn Colours by Coevolution. Journal of Theoretical Biology 205(4) 21 august 2000, bls. 625-630. Sjá: The Origin of Autumn Colours by Coevolution - ScienceDirect

Rakel J. Jónsdóttir (2022): Frostþol skógarplantna og frostþolsmælingar - verklýsing á jónalekaaðferðinni. Rit Mógilsár, 46, 1-17. Sjá: Rit Mógilsár - Nr. 46 (01.01.2022) - Tímarit.is.

Sakai, A.; Larcher, W. (1987) Frost Survival of Plants. Responses and Adaptation to Freezing Stress; Sakai, A., Larcher, W., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, Þýskaland, bls. 317. ISBN 3-540-17332-3. 

Sigurður Arnarson (2014): Belgjurtabókin. Tré, runnar og blómjurtir af ertublómaætt. Sumarhúsið og garðurinn, Selfossi.

Peter Wohlleben (2016): The Hidden Life of Trees. What They Feel, How they Communicate. 22. kafli. David Suzuku Institute. Greystone Books. Vancouver, BC, Kanada.