Forskning forbinder tilbagegang i hemlock-skove til ændringer i vandressourcerne

Et insektangreb, der dræber hemlock-træer i New Englands skove, har en betydelig indvirkning på vandressourcerne i skovklædte økosystemer, der leverer væsentlige vandforsyninger til en af ​​landets mest folkerige regioner, ifølge forskning fra Indiana University geografer og kolleger på tre universiteter i Massachusetts.

Undersøgelsen er den første, der viser en stigning i vandudbyttet - mængden af ​​vand, der når vandløb og floder - som følge af skovskader forårsaget af en skadeinsekt kaldet hemlock woolly adelgid. Insektskadede træer bruger mindre nedbør og tillader mere vand at nå jorden og løbe ud i vandveje. Med mindre løv, træerne returnerer mindre fugt til atmosfæren via transpiration og fordampning.

"Vi observerede en stigning på 15 procent i det årlige vandudbytte, " sagde Taehee Hwang, en assisterende professor i Institut for Geografi i IU Bloomington College of Arts and Sciences. "Men der er mange problemer involveret i dette emne. Vandkvaliteten kan lide, da nedbør løber hurtigere væk fra skovbevoksede områder og bærer højere koncentrationer af næringsstoffer. Det langsigtede billede kan ændre sig, efterhånden som hemlock erstattes med bredbladede træer, der har en anden indflydelse på vandressourcerne."

Hwang og Jihyun Kim, en postdoc ved Institut for Geografi, er de to første forfattere til undersøgelsen. Forskningen blev udført ved Harvard Universitys Harvard Forest i Petersham, Massachusetts, cirka 75 miles vest for Boston. Stedet tilføjer betydning til fundene.

"Overfladevandressourcer er meget vigtige i det østlige USA, og skove er vigtige kilder til rent vand, "Hwang sagde. "Undersøgelsesstedet for denne forskning er i hovedvandsområdet for hovedvandforsyningsreservoiret for det større Boston-område."

Østlige hemlock-træer er store, attraktive stedsegrønne planter, der findes fra Canada til Georgia, vokser ofte i kølige områder på skråninger og nær vandløb og floder. På mange områder er de en grundart, spiller en nøglerolle i at strukturere det økologiske samfund.

Men hemlock-skove i det østlige USA er blevet ødelagt af hemlock ulden adelgid, et lille insekt, der lever af kviste af hemlock, nær bunden af ​​løvet. Adelgiden, en invasiv art fra Japan, har stort set udryddet hemlock-skove i de sydlige Appalacher.

Skadedyrene nåede New England i midten af ​​1980'erne og to årtier senere inficerede Massachusetts-skovene, hvor undersøgelsen blev udført. Den nordlige spredning af angrebet er blevet bremset af kolde vintertemperaturer, som dræber mange af adelgiderne, men spredningen vil sandsynligvis accelerere som følge af klimaændringer, sagde Hwang.

I undersøgelsen, forskerne brugte forskellige foranstaltninger til at forstå virkningen af ​​hemlock ulden adelgid på ferskvandsudbyttet. De kortlagde vandstrømmen i vandløb og observerede ændringer i hæmlock træers sundhed. De målte også vandets bevægelse til atmosfæren via fordampning og transpiration fra det hemlock-dominerede baldakinområde, og derefter modellerede de nettoeffekten af ​​adelgidangreb ved hjælp af forskellige metoder.

De fandt ud af, at fordampning og transpiration faldt mellem 24 procent og 37 procent i en 10-årig periode. Sammenligner man et vandskel med flere hemlock-træer med et lignende vandskel i nærheden med færre hemlocks, de fandt en stigning på 15,6 procent i det årlige vandudbytte over omtrent samme periode.

Hwang sagde, at der er behov for flere undersøgelser for at afgøre, om stigningen i strømning er et langsigtet træk, eller om det vil vende, efterhånden som hemlock-træer dør og erstattes af bredbladede træer. Der er også brug for mere forskning, han sagde, at evaluere effekten af ​​at miste hemlock-træer på vandkvaliteten.

Artiklen, "Øget vandudbytte på grund af angrebet af hemlock uld-adelgid i New England, " blev offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .