Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Hvad mangler der i fremskrivninger af skovdødelighed? Et kig under jorden

En bomuldsskov ved siden af ​​Oldman River i Lethbridge i Alberta, Canada. I en undersøgelse fra 2021, forskere præsenterer nye teknikker til modellering af klimaændringernes indvirkning på flodskove af denne art, med fokus på en nærliggende region af denne skov. Kredit:Lawrence B. Flanagan

Du kan ikke se det ske. Men hvad der foregår under jorden i en skov er meget vigtigt for at bestemme dens skæbne.

I en ny undersøgelse, forskere konkluderer, at den sidelæns strøm af vand gennem jorden kan have en vigtig indflydelse på, hvordan flodskove reagerer på klimaændringer. Modeller, der bruges til at forudsige skovenes fremtidige situation, tager typisk ikke højde for denne faktor - men de burde, siger forskere.

"Der har ikke været megen opmærksomhed om grundvand, og hvordan vandets bevægelse fra et sted til et andet under jorden kan påvirke planters overlevelsesmuligheder, gør nogle steder tørrere, og andre vådere, " siger hovedforfatter Xiaonan Tai, Ph.D., assisterende professor i biologiske videnskaber ved New Jersey Institute of Technology. "Grundvand er en skjult vandkilde for økosystemer, som folk har forsømt gennem årene:Det er meget svært at observere og kvantificere, bare fordi vi ikke kan se det. Bidraget fra vores nye forskning er at begynde at karakterisere laterale grundvandsprocesser og kvantificere, hvor stor en rolle de kan spille i forhold til at påvirke skovenes fremtid."

Undersøgelsen blev offentliggjort i juli i Miljøforskningsbreve , bygger på forskningstemaer, som Tai udforskede som ph.d. studerende i geografi ved universitetet i Buffalo, hvor hun afsluttede sin doktorgrad i 2018.

Det nye papir fokuserer på at inkorporere information om underjordisk hydrologi i beregningsmodeller, der forudsiger skovenes fremtidige skæbne.

"Vores forskning vil fundamentalt ændre den måde, hvorpå jordsystemmodelleringssamfundet vil tænke på virkningerne af fremtidige tørker med klimaændringer på skovene, " siger Scott Mackay, Ph.D., UB professor og formand for geografi og professor i miljø og bæredygtighed. "I bund og grund de forskellige vegetationsmodeller derude i dag antager, at verden er flad. Vores model ændrer historien ved at tillade vand at blive flyttet sideværts under overfladen, mens man samtidig modellerer træernes fysiologiske reaktioner på landskabet."

En bomuldsskov ved siden af ​​Red Deer River i Alberta, Canada. I en undersøgelse fra 2021, forskere præsenterer nye teknikker til modellering af klimaændringernes indvirkning på denne slags flodskove. På billedet ses et hvirvelkovariansfluxtårn - en type videnskabelig installation, der blev brugt i den nye undersøgelse. Kredit:Laurens J. Philipsen

Ud over Tai og Mackay, forfatterne af den nye undersøgelse omfatter Martin D. Venturas, Ph.D., på Universidad Politécnica de Madrid; Paul D. Brooks ved University of Utah; og Lawrence B. Flanagan, Ph.D., ved University of Lethbridge. Forskningen blev finansieret af U.S. National Science Foundation.

Papiret modellerer potentielle fremtider for en bomuldsskov ved bredden i Alberta, Canada, med fokus på en 20-årig periode i slutningen af ​​det 21. århundrede. Ripariske skove er almindelige økosystemer, der er placeret ved siden af ​​en vandmasse som et vandløb eller en dam.

Konventionel visdom antyder, at når kuldioxidniveauet i skovene stiger, små porer på blade - kaldet stomata - behøver ikke at åbne sig så bredt for at absorbere den kuldioxid, som planter har brug for til fotosyntese. Det her, på tur, vil føre til en reduktion af vandtab, som opstår gennem stomata.

Men den nye undersøgelse tyder på, at mængden af ​​sparet vand til fremtidig brug muligvis ikke er så stor som forventet:"Når du først introducerer lateral vandstrøm under overfladen, der er stadig ekstra sparet vand, men det sparede vand vil ikke alt forblive lokalt, " siger Tai. "Noget af det vil flytte væk, og når det først er væk, planter vil ikke være i stand til at bruge det i fremtidige tørkeperioder."

Ud over, modeller, der undlader at overveje horisontal vandstrøm, kan overvurdere andre dødelighedsrisici, siger Mackay.

"Inde i jorden, vand kan bevæge sig i alle retninger fra områder med højt vandindhold til områder med lavt vandindhold, " siger han. "Dette er udtalt i bjergrige landskaber, fordi vandet bevæger sig fra høj til lav højde, og i umiddelbar nærhed af vandområder, sådan som man finder i flodflodsletter.

"Ved at flytte vandet rundt vandret, steder, der ellers ville være meget tørre, når regnstoppene gøres vådere, while areas that are typically wet can afford to give up some water without harming the plants."

The big-picture message of the research? If scientists and policymakers want to understand how riparian forests will fare in a warming world, they'll need to think more about hydrology and the hard-to-see processes that occur beneath the forest floor.


Varme artikler