Jak drzewa przygotowują się do zimy?

Większość gatunków drzew już w lipcu zmniejsza poziom aktywności odprowadzając składniki zapasowe z liści do pnia i korzeni. Pochodną tego procesu jest jesienna zmiana ich koloru z zielonego na odcienie żółci, fioletu, czerwieni. Jesienią, przed nastaniem ciężkich mrozów, drzewa zrzucają liście. Jest to złożony i wysoce wyspecjalizowany proces fizjologiczno-anatomiczny, za który odpowiadają związki nazwane hormonami roślinnymi. Opadłe liście nie marnują się. Tworzą okrywę dla gleby i chronią system korzeniowy przed uszkodzeniami spowodowanymi niską temperaturą. W wyniku rozkładu opadłych liści przez mikroorganizmy glebowe powstają związki, które zostaną wbudowane ponownie w tkanki roślinne. W ten sposób koło obiegu materii się zamyka.
Mechanizmy obronne drzew przed niskimi temperaturami
Zrzucanie liści to nie jedyny mechanizm obronny drzew przed niskimi temperaturami. Rośliny wytworzyły także mechanizm zagęszczania soku komórkowego. Gromadzą w nim cukry oraz białka ochronne, które pomagają obniżyć próg zamarzania nawet do minus 50°C! Dzięki temu woda w komórkach nie zamarza i nie dochodzi do rozerwania ścian komórkowych przez lód. Drzewa izolują się przed zimnem również poprzez wytwarzanie grubej korowiny oraz okrywanie delikatnych pączków łuskami. Niestety nie zawsze taka ochrona jest wystarczająca. Podczas bardzo dużych spadków temperatury w krótkim czasie może dojść do nagłego pękania pni drzew, któremu towarzyszy głośny huk – stąd być może powiedzenie „trzaskający mróz”. Spadek temperatury powoduje różną rozszerzalność struktury pnia. W środku jest on cieplejszy, niż warstwa zewnętrzna pnia schłodzona przez przymrozek. Duża różnica temperatury pomiędzy warstwami pnia powoduje naprężenia, których skutkiem są pęknięcia, obserwowane najczęściej w przypadku drzew o twardym drewnie, takich jak dąb czy buk. Po zrzuceniu liści drzewa przechodzą w stan spoczynku. Pozbawione „kosztownych” liści wykazują o wiele mniejsze zapotrzebowanie na wodę i pokarm. Jednocześnie w pniach, gałęziach i korzeniach mają zgromadzone zapasy na zimę – cukry i tłuszcze. Dzięki nim przetrwają niskie temperatury i niedobór światła typowy dla tej pory roku.
Dlaczego drzewa iglaste nie zrzucają igieł na zimę?
Drzewa iglaste nie gubią igieł przed zimą, ponieważ są znacznie lepiej przystosowane do trudnych warunków klimatycznych niż drzewa liściaste. Igły pokryte są grubą warstwą skórki i substancji woskowej, która zabezpiecza je przed niskimi temperaturami powietrza i szybką utratą wody. Ponadto igły mają mniejszą powierzchnię niż liście – jest więc w nich znacznie mniej wody. Wyjątkiem wśród polskich drzew iglastych jest modrzew – ten gatunek jeszcze jesienią zrzuca igły, ponieważ są one zbyt cienkie i delikatne, by przetrwały zimę. Dodatkowo niektóre rośliny iglaste tworzą barwniki – ksantofile i antocyjany, które zimą zmieniają zabarwienie igieł, przez co roślina lepiej radzi sobie z uszkodzeniami powodowanymi przez mróz czy oddziaływanie silnych promieni słonecznych w czasie mroźnych, bezchmurnych dni.