Seperti Apa Suara Hutan Sekarat?

Anda benar-benar dapat mendengar pohon sekarat.

Tidak, itu tidak menjerit kesakitan saat penebang pohon berbalut denim dengan gembira memotong belalainya. Namun, selama periode yang semakin sering terjadi kekeringan dan panas ekstrem, pengeringan pohon yang lambat menjadi terdengar melalui mikrofon yang ditekan ke batangnya.

"Kedengarannya seperti popcorn yang pecah — sedikit retakan dan muncul, " kata William Anderegg, seorang ahli biologi di Universitas Princeton.

Proses yang mengarah pada suara berderak adalah salah satu dari beberapa yang dipelajari para ilmuwan untuk lebih memahami bagaimana pohon bereaksi terhadap kekeringan dan panas. Dengan hilangnya jutaan pohon saat suhu global terus bergerak ke atas, informasi ini dapat membantu para ilmuwan lebih akurat memprediksi pohon mana yang paling berbahaya, yang mengarah pada model iklim yang lebih baik serta pengelolaan hutan yang lebih baik selama periode kekeringan.

"Hanya dalam beberapa dekade terakhir, kami mulai melihat lebih banyak peristiwa kematian pohon yang tersebar luas, didorong kekeringan, " kata Anderegg, "Itu telah mendorong lebih banyak perhatian dari para ilmuwan untuk mencoba mencari tahu apa yang terjadi."

Jadi apa yang membuat buncis dan muncul? Bunyi-bunyian itu adalah hasil dari kegagalan xilem tanaman, kumpulan tabung yang menarik air dan nutrisi dari akar ke anggota tubuh, mirip dengan bagaimana arteri mengisi kembali tubuh manusia dengan darah teroksigenasi.

Ketika sudah kering, pohon harus menyedot lebih keras untuk mengambil air dari tanah. Dan jika ketegangan di dalam pipa-pipa ini mencapai titik tertentu, sisi-sisinya memberi jalan, memungkinkan gelembung udara kecil.

Apa yang diambil oleh mikrofon para ilmuwan adalah gelembung udara “yang mengembang dengan hebat” ketika mereka memasuki sel, kata Anderegg.

Seperti serangan jantung manusia, gelembung udara ini menghalangi kekuatan hidup tanaman yang berair dari penyebaran ke anggota tubuhnya yang mengering. Tetapi penyumbatan pembuluh darah tunggal bukanlah lonceng kematian bagi pohon itu, jelas Louis Santiago, seorang ahli ekologi di University of California, Riverside dan Smithsonian Tropical Research Institute.

"Sama seperti kita memiliki banyak pembuluh darah dan arteri, [tanaman] memiliki banyak pembuluh, " katanya. "Jadi, jika beberapa kavitasi di bawah kekeringan, itu mungkin bukan masalah besar. Tetapi jika lebih dari setengah berlubang atau lebih, maka Anda bisa menuju jalan yang berbahaya. "

Dengarkan suara gemericik gelembung udara yang menembus xilem cedar merah, Juniperus virginiana . Kredit: Stefan Mayr, Universitas Innsbruck

Embolisme dianggap sebagai salah satu penyebab utama kematian pohon dalam kondisi kering. Tetapi tanaman memiliki beragam adaptasi untuk mencegah mereka mencapai zona kritis itu, kata Santiago. Banyak adaptasi inilah yang masih coba digali para ilmuwan untuk menentukan mengapa beberapa pohon mengatasi kekeringan lebih baik daripada yang lain.

Untuk melihat gambaran global adaptasi ini, Anderegg dan rekan-rekannya mengumpulkan data tentang kematian pohon dari 33 studi kekeringan di seluruh dunia dan memeriksa 10 sifat fisiologis pohon yang terkena dampak. Studi yang diterbitkan minggu ini di Prosiding National Academy of Sciences, menunjukkan bahwa bagaimana tanaman mengelola air adalah faktor penentu dalam tingkat kelangsungan hidup.

Sebagian dari ini bermuara pada kekuatan kasar pipa-pipa pohon. Beberapa pohon, seperti juniper Utah, memiliki xilem yang lebih kuat dan dapat menahan ketegangan internal yang lebih besar daripada yang lain.

Faktor penting lainnya adalah bagaimana pohon menyeimbangkan fotosintesis — mengambil karbon dioksida untuk menghasilkan gula — dengan minum. Sementara pohon menghirup karbon dioksida, air menguap melalui pori-pori di daunnya, yang disebut stomata. Ketika air mengering, pohon menutup pori-pori mereka untuk mencegah hilangnya air. Pohon “hati-hati” yang mematikan stomata mereka lebih cepat setelah emboli mulai cenderung lebih baik dalam kekeringan, kata Anderegg.

Kekuatan prediktif untuk faktor-faktor ini moderat, tetapi ini tidak selalu mengejutkan, mengingat beragam kelompok pohon dan berbagai lingkungan yang dipelajari tim. "Ekologi adalah dunia yang bising - ada banyak hal yang terjadi, " kata Anderegg. Persaingan untuk mendapatkan air, jenis tanah, atau bahkan karakteristik kekeringan, semuanya dapat mengeruhkan air.

Ada juga banyak faktor penting lainnya yang berpotensi mempengaruhi kelangsungan hidup pohon pada skala lokal, seperti kedalaman akar. Akar yang panjang, misalnya, mungkin bisa menyesap dari penyimpanan air dalam yang tertinggal dari jangkauan akar yang pendek.

Pohon juga dapat mengatasi kondisi yang lebih kering dengan mengembangkan batang hijau, kata Santiago. Tanaman sering kehilangan daunnya saat mengering, menghentikan fotosintesis dan pertumbuhan. Tetapi dengan batang hijau, mereka dapat melanjutkan fotosintesis bahkan tanpa daun. Pohon-pohon berbunga dalam genus Parkinsonia, yang dikenal dengan nama umum palo verde atau “batang hijau” dalam bahasa Spanyol, diketahui telah mengembangkan jenis adaptasi ini.

Mampu memprediksi kematian pohon global secara akurat sangat penting untuk model iklim. Pohon bertindak seperti saringan udara, menarik sekitar seperempat karbon dioksida yang dipompa orang ke langit, menyimpan karbon itu di batang tebal dan dedaunannya yang lezat.

Tapi pohon-pohon dalam kesulitan. 2015 adalah tahun terpanas dalam lebih dari satu abad — tahun ke-39 berturut-turut suhu panas yang tidak normal. Dalam beberapa tahun terakhir, kekeringan telah melanda sebagian Australia, India, Eropa, Amerika Serikat dan di tempat lain dan diperkirakan akan semakin sering dan parah.

Survei Dinas Kehutanan AS menunjukkan bahwa hampir 12, 5 juta pohon di California saja meninggal akibat kekeringan pada tahun 2014. Kehilangan seperti itu merupakan pukulan berat bagi planet ini, karena ketika pohon-pohon itu mati, karbon yang tersimpan lolos kembali ke atmosfer. Pelepasan itu melanggengkan masalah kita dengan gas rumah kaca, mengantarkan lebih banyak kekeringan dan lebih banyak kematian pohon, melanjutkan siklus mematikan.