Czego uczy nas kasztanowiec przed maturą? Zmiana klimatu na gałęziach drzew

Tuż przed maturą kwitły kasztany… Są wśród nas tacy, którzy pamiętają nie tylko słowa tej piosenki, ale także te wygląd drzew mijanych w drodze na egzamin. Kasztanowiec zwyczajny od pokoleń kojarzy nam się z maturami – jego okazałe, białe kwiatostany rozkwitały zwykle na przełomie kwietnia i maja. Dziś to zjawisko traci swoją regularność – coraz częściej notujemy wcześniejsze, opóźnione lub choćby powtórne, jesienne kwitnienie.

Ocieplenie klimatu, choć przy tegorocznym chłodnym maju może wydawać się abstrakcją, zmienia kalendarz przyrody w sposób dobrze udokumentowany. W całej Europie obserwuje się wydłużenie sezonu wegetacyjnego, a początek wiosny w ostatnich dekadach wypada średnio 9-11 dni wcześniej w porównaniu z latami 1951-1990. Kasztany kwitną, ale dane – o których niżej – nie pozostawiają złudzeń, bo rośliny uczą się nowego porządku, a my wciąż żyjemy według dawnego.

Cieplejszy klimat, czyli słowo o szybszym kwitnieniu

Wzrost średnich temperatur jest głównym czynnikiem przyspieszającym rozwój roślin na wiosnę. Długoterminowe obserwacje potwierdzają, iż kasztanowce wyraźnie reagują na ocieplenie. Na przykład w Geisenheim w Niemczech prowadzono obserwacje kwitnienia kasztanowca zwyczajnego od 1900 r. Zaobserwowano wcześniejsze pojawianie się kwiatów, szczególnie od lat 90. XX w. Innymi słowy, daty początku kwitnienia kasztanowców z każdą dekadą są coraz wcześniejsze.

Najnowsze badania wskazują, iż ocieplenie klimatu wpływa na cały cykl rozwojowy kasztanowca, tj. wszystkie fazy fenologiczne (wypuszczanie liści, kwitnienie, owocowanie i zrzucanie liści) zachodzą wcześniej, wydłużając okres wegetacji i sezon rozrodczy tych drzew. Przy wyższych temperaturach wiosennych kasztanowce szybciej przechodzą w fazę kwitnienia, a jesienią dłużej pozostają zielone – to konsekwencja ogólnego przesunięcia cyklu życiowego w odpowiedzi na ocieplenie.

Również w Polsce obserwuje się podobne zmiany. Naukowcy z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW-PIB) zauważają, iż zmiany terminu występowania fenofaz są skorelowane ze wzrostem temperatur. Wiosny przychodzą wcześniej, co pociąga za sobą wcześniejsze pękanie pąków liściowych i kwitnienie u wielu gatunków drzew. Tradycyjnie kasztanowce kwitły w pierwszych dniach maja, ale ciepłe zimy i wczesnowiosenne ocieplenia powodują, iż rozkwit tych drzew może nastąpić już w połowie kwietnia.

Doniesienia przyrodników potwierdzają, iż w niektórych latach wcześniej zaczynająca się wiosna skutkuje zaskakująco wczesnym pojawieniem się kwiatów kasztanowca. Podobne zmiany dotyczą wielu regionów Europy – rośliny w różnych krajach reagują na ocieplenie w taki sam sposób: wcześniejszym startem wegetacji i wcześniejszym kwitnieniem.

Miejska wyspa ciepła

Warunki klimatyczne w miastach mogą znacznie różnić się od tych na terenach wiejskich. Gęsta zabudowa i zabetonowane powierzchnie pochłaniają i emitują ciepło. W efekcie okoliczne obszary są chłodniejsze niż silnie zurbanizowane centrum, zwłaszcza nocą i wczesną wiosną.

Badania wskazują, iż to lokalne podwyższenie temperatur przekłada się na wcześniejszy rozwój roślin. Przykładowo obserwacja kasztanowców we Wrocławiu wykazała, iż drzewa rosnące bliżej centrum miasta zaczynają kwitnąć wcześniej niż te na peryferiach. Okazy oddalone o 1-2 km od centrum Wrocławia zakwitły kilka dni wcześniej niż kasztanowce rosnące ok. 5 km od centrum.

Podobny efekt zaobserwowano w innych miastach. W Monachium drzewa (np. brzoza brodawkowata) w środku miasta zakwitały wyraźnie wcześniej niż na terenach podmiejskich. choćby niewielka różnica średniej temperatury, np. o 2-3°C wyższa w centrum, istotnie skraca czas potrzebny roślinom do rozpoczęcia kwitnienia.

Warto dodać, iż istotną rolę odgrywa również mikroklimat. W obrębie miasta mogą istnieć lokalnie chłodniejsze miejsca np. tereny zielone, parki czy obszary nad wodą. We wspomnianych wcześniej badaniach, które przeprowadzono we Wrocławiu, zauważono, iż kasztanowce rosnące w pobliżu rzek czy zbiorników wodnych kwitną najpóźniej, ponieważ wilgoć i brak nagrzanych powierzchni nieco łagodziły wpływ miejskiego otoczenia. Niemniej tendencja jest jasna: w miastach wiosna przyspiesza. Zjawisko to potwierdzono w wielu miejscach w Europie, od Warszawy po Madryt i stanowi ono istotny aspekt wpływu zmiany klimatu na przyrodę.

zdj. yavorandriy/Envato

Rozminięcie z zapylaczami – kłopotliwy brak synchronizacji

Przyroda to system naczyń połączonych, co oznacza, iż rośliny kwitną w określonych porach roku, w ścisłym powiązaniu z aktywnością owadów zapylających. Zmiana terminów kwitnienia może więc zaburzyć tę synchronizację. Niestety obserwacje wskazują, iż ocieplenie klimatu wpływa inaczej na florę niż na faunę – tempo zmian u roślin jest średnio czterokrotnie szybsze niż u owadów. Oznacza to, iż wiele z nich (w tym kasztanowce) przesuwa terminy kwitnienia szybciej, niż owady modyfikują terminy lotów i żerowania.

Konsekwencje mogą być zaskakująco duże. Analizy brytyjskich i chińskich naukowców wykazały, iż już około 60 proc. badanych gatunków roślin i owadów w Europie doświadcza zaburzeń wzajemnej synchronizacji w cyklu sezonowym. Co to oznacza w praktyce? jeżeli kasztanowiec zakwitnie znacznie wcześniej niż zwykle, populacja jego zapylaczy (np. pszczół, trzmieli) może nie być jeszcze gotowa do podjęcia pełnej aktywności. Dostępność nektaru i pyłku nie wystarczy, by owady obudziły się do życia, jeżeli temperatura powietrza jest zbyt niska.

Gdy drzewo i owady rozmijają się w czasie, kwiaty mogą pozostać częściowo niezapylone. To z kolei wpływa na zawiązywanie nasion (kasztanów) i ogólny sukces reprodukcyjny rośliny. Co prawda kasztanowiec zwyczajny jest często sadzony jako ozdobne drzewo alejowe, a jego owoce, czyli kasztany, nie mają znaczenia użytkowego dla człowieka, ale jest ważnym elementem ekosystemu leśnego czy parkowego i takie zmiany mogą mieć poważne następstwa.

Ubogi w pokarm kwiat wabi mniej owadów, co może odbić się na kondycji lokalnych populacji pszczół czy motyli. Zjawisko to jest przedmiotem intensywnych badań ekologów na całym świecie, ponieważ zapylacze i rośliny stanowią wzajemnie zależną sieć, której rozregulowanie może zaburzyć funkcjonowanie całych ekosystemów.

Nie wszystkie organizmy reagują jednakowo na zmianę klimatu. Część owadów łatwiej dostosowuje się do nowych warunków. Również niektóre rośliny potrafią wykorzystywać szerokie spektrum zapylaczy lub są od nich niezależne, polegając na wiatropylności. Te mechanizmy buforujące ograniczają ryzyko zaburzeń. Niemniej obserwowany w ostatnich dekadach trend systematycznego ocieplania się klimatu budzi uzasadnione obawy – różnice między fazami rozwoju roślin a aktywnością zapylaczy stają się coraz liczniejsze i nie zawsze pozostają bez wpływu na ekosystemy.

Cena przedwczesnej wiosny

Cieplejsza zima i wczesna wiosna niosą ze sobą również pewne zagrożenie dla roślin – jest to ryzyko wystąpienia szkód od spóźnionych przymrozków. Gdy kasztanowiec wypuści młode liście i pąki kwiatowe wcześniej niż zwykle, staje się wrażliwy na każdą falę chłodu, która go dotyka. W polskich warunkach późne przymrozki zdarzają się w kwietniu, a choćby w maju, jak to miało miejsce w tym roku. Rośliny, które zakwitną zbyt wcześnie, mogą zostać uszkodzone przez nagły powrót zimowych temperatur, co hamuje ich dalszy rozwój i redukuje przyszły plon nasion. Taka fałszywa wiosna (ang. false spring), kiedy to okres ciepła zostaje przerwany przez mroźną pogodę, jest szczególnie groźna dla gatunków wcześnie rozpoczynających wegetację.

Naukowcy analizujący dane dotyczące drzew z kilkunastu tysięcy stanowisk w Europie stwierdzili, iż wraz z ociepleniem klimatu wzrasta ryzyko szkód mrozowych właśnie u gatunków wypuszczających liście najwcześniej. Do takich poszkodowanych pionierów wiosny zalicza się m.in. kasztanowiec zwyczajny, a także olsza czarna czy brzoza brodawkowata.

Z kolei drzewa późno wypuszczające liście (np. buk, jesion, dąb) nie odczuły dotąd istotnego wzrostu ryzyka. Ciepła, wczesna wiosna zwykle i tak nie zdoła ich pobudzić do kwitnienia przed końcem okresu przymrozków. Kasztanowce znajdują się więc w gorszej sytuacji: ocieplenie co prawda wydłuża im sezon wegetacyjny, ale jednocześnie naraża na większe prawdopodobieństwo uszkodzeń mrozowych. W skrajnych przypadkach jeden dotkliwy przymrozek w czasie kwitnienia może zniszczyć niemal wszystkie kwiaty drzewa, odbijając się na jego rozrodzie i kondycji w danym roku.

Ogrodnicy i leśnicy starają się przeciwdziałać skutkom przymrozków (np. poprzez dymienie sadów czy osłanianie młodych drzewek), ale w przypadku dużych drzew, takich jak kasztanowce, jest to praktycznie niewykonalne. Pogoda wiosną pozostaje nieprzewidywalna. Wraz z postępującym ociepleniem przedwiosenny rozwój roślin będzie coraz częstszy, a tym samym ryzyko zetknięcia się młodych organów z mrozem – większe.

Ugotowane kasztany

Zmiana klimatu wpływa na kasztanowce nie tylko poprzez przesunięcie terminów ich kwitnienia, ale także przez ogólną kondycję drzew, zwłaszcza w regionach o ciepłym klimacie. Hiszpania stanowi tu interesujący przykład. Kasztanowiec zwyczajny, choć pochodzi z górskiego regionu Bałkanów, od dawna był sadzony w hiszpańskich miastach (np. w Madrycie czy Segowii) dla cienia i ozdoby.

Eksperci z Hiszpańskiego Towarzystwa Arborystycznego i Ogrodu Botanicznego w Madrycie ostrzegają, iż przy obecnym tempie ocieplania się klimatu kasztanowce mogą zniknąć z wielu hiszpańskich miastach do połowy XXI w. Już teraz widać oznaki osłabienia. W gorące, suche lata ich liście żółkną i usychają przedwcześnie (czasem już w sierpniu), a drzewa stają się bardziej podatne na choroby.

Miasta, takie jak Segowia, zaczęły zastępować kasztanowce innymi gatunkami drzew, bardziej odpornymi na upał i niedobory wody. W madryckim Parque del Retiro – miejskim parku słynącym z alei kasztanowców – zauważalne są przerzedzenia drzewostanu, a dziennik The Times alarmuje, iż zmiana klimatu zagraża kasztanowcom w całej Hiszpanii. Problemem są nie tylko ekstremalne upały, z temperaturami powietrza dochodzącymi do 40°C, ale też wydłużające się okresy suszy oraz ciepłe zimy i noce, które zaburzają cykl spoczynku drzew.

Kasztanowce najlepiej znoszą warunki klimatu umiarkowanego – z chłodną zimą i umiarkowanym nawodnieniem w okresie wegetacji. W cieplejszym, coraz bardziej suchym klimacie Półwyspu Iberyjskiego funkcjonują na granicy swoich możliwości. Zbyt długi okres wegetacyjny, połączony z powtarzającymi się epizodami suszy, prowadzi do osłabienia kondycji drzew. Gdy niemal przez cały rok jest gorąco, roślina nie ma szans na naturalny rytm spoczynku, zużywa więcej zasobów i szybciej je wyczerpuje. Staje się przez to bardziej podatna na choroby i inwazje szkodników. Prognozy klimatyczne dla południa Europy nie pozostawiają złudzeń – warunki będą coraz trudniejsze, a kasztanowce mogą stopniowo znikać z miejskiego krajobrazu.

Sytuacja kasztanowców w Hiszpanii pokazała większy problem – nie wszystkie tradycyjnie wykorzystywane w zieleni miejskiej gatunki drzew będą w stanie sprostać nowym realiom klimatycznym. W wielu krajach już prowadzi się prace nad wskazaniem roślin lepiej tolerujących upały i deficyty wody. Choć kasztanowiec zwyczajny może z czasem ustąpić miejsca bardziej odpornym drzewom, wciąż pełni istotną rolę w strukturze biologicznej i estetycznej miejskich ekosystemów – i wymaga świadomej i ukierunkowanej ochrony w okresie przejściowym.

Słów kilka na zakończenie

Przykład kasztanowca zwyczajnego pokazuje, jak globalne ocieplenie kształtuje konkretne zjawiska w świecie przyrody, których jesteśmy świadkami. Przyspieszenie terminów kwitnienia jest jednym z najlepiej udokumentowanych skutków wzrostu temperatur. Zmiany te wydają się na pierwszy rzut oka pozytywne (dłużej jest zielono, kwiaty wcześniej cieszą oczy po zimie), ale w istocie niosą ogromne wyzwania dla ekosystemów. Rozregulowanie synchronizacji między roślinami a zapylaczami może zaburzyć proces zapylania, a ryzyko późnych przymrozków zagraża przedwcześnie kwitnącym drzewom. W aglomeracjach, gdzie działa efekt miejskiej wyspy ciepła, rośliny budzą się szybciej, ale w letnie upały zmagają się z suszą i stresem termicznym.

Kasztanowiec, kojarzony dotychczas z terminami egzaminów dojrzałości, stał się żywym wskaźnikiem zachodzących zmian klimatycznych. Naukowcy podkreślają znaczenie dalszego monitoringu sytuacji. Polscy badacze, we współpracy z międzynarodowymi ośrodkami naukowymi, śledzą te trendy, a wyniki ich prac pomagają prognozować reakcje przyrody na przyszły klimat. Wiedza ta jest niezbędna, aby odpowiednio chronić ekosystemy – od miejskich alei po lasy – w obliczu nadchodzących wyzwań. Historia kasztanowców uczących się nowego kalendarza przypomina, iż zmiana klimatu dzieje się tu i teraz, wpływając na wszystko, choćby na wygląd drzewa za naszym oknem.

W artykule korzystałam m.in. z:

1. Wpływ obserwowanego ocieplenia klimatu na zmiany terminów faz rozwojowych roślin, Małgorzata Kępińska-Kasprzak, Joanna Chmist-Sikorska, METEO IMGW-PIB, 2021
2. Li, X. B., Fan, R., Pan, X., Chen, H., & Ma, Q. (2024). Climate warming advances phenological sequences of Aesculus hippocastanum. Agricultural and Forest Meteorology, 349, 109958. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.109958
3. Rośliny reagują na przesunięcie sezonów. Szybsza wiosna i jesienne opóźnienia, Małgorzata Kępińska-Kasprzak, Joanna Chmist-Sikorska, https://obserwator.imgw.pl/2021/09/28/rosliny-reaguja-na-przesuniecie-sezonow-szybsza-wiosna-i-jesienne-opoznienia
4. Orzechowska-Szajda, I.D.; Sobolewski, R.K.; Lewandowska, J.; Kowalska, P.; Kalbarczyk, R. The Influence of Urban Conditions on the Phenology of Aesculus hippocastanum L. Using the Example of Wroclaw (Poland). Forests 2020, 11, 1261. https://doi.org/10.3390/f11121261
5. Climate change causing 60% of plants and insects to fall out of synch, British Ecological Society, https://www.britishecologicalsociety.org/climate-change-causing-60-of-plants-and-insects-to-fall-out-of-synch/
6. Chamberlain CJ, Cook BI, Morales-Castilla I, Wolkovich EM. Climate change reshapes the drivers of false spring risk across European trees. New Phytol. 2021 Jan;229(1):323-334. doi: 10.1111/nph.16851. Epub 2020 Sep 5. PMID: 32767753.
7. La agonía del castaño de Indias: la crisis climática condena a árboles muy extendidos en las ciudades españolas, Matías Helbig, https://elpais.com/clima-y-medio-ambiente/2024-10-03/la-agonia-del-castano-de-indias-la-crisis-climatica-condena-a-arboles-muy-extendidos-en-las-ciudades-espanolas.html
8. Climate change threatens horse chestnuts across Spain, Isambard Wilkinson, https://www.thetimes.com/world/europe/article/climate-change-threatens-horse-chestnuts-across-spain-0dc5v3pfm#