Dybe rødder i planter drevet af jordhydrologi

Søger efter vand, nogle trærødder sonderer flere hundrede meter dybt, og mange træer sender rødder gennem revner i klipper, ifølge en ny undersøgelse ledet af en Rutgers University-New Brunswick professor.

I øvrigt, dybden af ​​planterødder, som varierer mellem arter og jordbundsforhold, vil spille en nøglerolle i planters tilpasning til klimaændringer, sagde Ying Fan Reinfelder, en professor i Institut for Jord- og Planetvidenskab og Institut for Miljøvidenskab.

"Charles Darwin skrev engang, træde i kræft, at spidserne af planterødder er som planters hjerner, " sagde Reinfelder. "Rødderne fornemmer miljøet. De fornemmer vandet, hvor der er flere næringsstoffer, og de går efter disse ressourcer. Rødder er den smarteste del af planten."

Reinfelder og kolleger offentliggjorde deres resultater online i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences . Undersøgelsen viste sammenhængen mellem planterødder og vandtilgængelighed. Det viser, gennem observationer og modellering, at jordbundens hydrologi er nøglekraften, der driver lokale og globale mønstre af roddybder.

Undersøgelsens resultater afslører stærke sammenhænge mellem roddybde og lokale jord- og vandforhold. I veldrænede højland, rødder når ned til niveauet for regnvand og snesmeltning. I vandfyldte lavland, rødder forbliver lavvandede. Ind i mellem, høje vækstrater og tørke kan sende rødder mange meter ned til den mættede zone lige over grundvandsspejlet.

Resultaterne har vigtige konsekvenser for spørgsmålet om, hvorvidt træ- og andre plantearter vil være i stand til at tilpasse sig og overleve et skiftende klima gennem dette århundrede og frem, sagde Reinfelder. Generelt, oddsene ser gunstige ud. Planter er typisk tilpasningsdygtige, og dybere rodfæstede planter vil have en større fordel.

"Planter kan være mere ressourcestærke og modstandsdygtige over for miljøstress og klimaændringer, end vi tidligere troede, men kun til en vis grad, " sagde hun. "De kan modstå en periode med tørke. Men hvis tørken fortsætter i et århundrede, det vil de ikke kunne klare."

Planter kan skifte fra ugunstige miljøer ved at bevæge sig ned ad bakke, hvor der er mere vand, bemærkede hun. Det gør de ved at kaste frø, med dem, der gør det til vådere lavere højder, der overlever.

Reinfelder bemærkede, at planters overlevelse er afgørende for vores egen. Planter er i bunden af ​​fødekæden, generere ilt, og absorberer kuldioxid, den største drivhusgas forbundet med klimaændringer.

Den Reinfelder-ledede globale undersøgelse dækker 2, 200 observationer af rødderne af mere end 1, 000 arter i alle de store plantegrupper, herunder træer, græsser, buske, urteagtige planter og sukkulenter.

Et næste skridt er at studere og fremskrive tørkemodstandsdygtigheden i verdens største skov - Amazonas regnskov - inden udgangen af ​​dette århundrede, givet træernes dybe rødder, sagde Reinfelder.

"Vi er nødt til at investere i at forstå den underjordiske halvdel af økosystemet, sagde hun. Det er mørkt. Den er uigennemsigtig, men det rummer nøglen til mange spørgsmål, og det videnskabelige samfund har brug for at kaste noget lys der."