Forbindelse forklarer økosystemets reaktioner på nedbør, tørke

I en ny undersøgelse offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences , forskere afslører teknikker - inspireret af undersøgelsen af ​​informationsteori - til at spore, hvordan ændringer i nedbør ændrer interaktioner mellem atmosfæren, vegetation og jord på to National Science Foundation Critical Zone Observatory -steder i det vestlige USA.

"Information fra udsving i nedbør bevæger sig gennem økosystemer, ligner den måde, hvorpå information flyder gennem kommunikationsnetværk, "sagde Praveen Kumar, professor i civil- og miljøteknik ved University of Illinois i Urbana-Champaign og studere medforfatter. "Denne type analyse, som er nyt for økologiske og hydrologiske undersøgelser, lader os bestemme, hvor godt forskellige aspekter af et økosystem er forbundet, og om reaktioner på klimaændringer er stedsspecifikke eller fælles på tværs af forskellige økosystemer. "

Forskerne så på ændringer i varme, jordfugtighed og kulstofstrøm - kendt som flux - før, under og efter nedbør og tørkebegivenheder to steder. Det første sted, i det sydvestlige Idaho, oplevet flere dages nedbør i løbet af juli 2015. Den anden, i den sydlige Sierra -region i Californien, oplevede en flerårig tørke, der startede i 2012.

"På Idaho -stedet, vi så øget forbindelse mellem atmosfæren og jorden i perioden umiddelbart efter nedbøren, "sagde Allison Goodwell, en civilingeniør professor ved University of Colorado, Denver, der er en tidligere Illinois -kandidatstuderende og hovedforfatter af det nye studie. "På det sydlige Sierra -sted, vi fandt ud af, at varme- og kulstofstrømme reagerede på tørken på forskellige måder, og at forbindelseskilderne varierede mellem steder med høj og lav højde. "

"Et andet aspekt, der gjorde denne undersøgelse unik, var tilgængeligheden af ​​data fra flere stationer i forskellige højder på hvert sted, "Sagde Kumar." Dette gjorde det muligt for os at se, om ændringerne i tilslutningsmuligheder skyldtes klimaforskelle som følge af højde. Normalt, dataindsamlingsstationerne er isoleret, gør det svært at udføre denne type sammenlignende analyse. "

Selvom feltsites og data er fra forskellige økosystemer, tider og vejrforstyrrelser, undersøgelsen giver indsigt i, hvordan konnektivitet påvirker forskellige typer af flux, sagde forskerne. Stærkere tilslutningsmuligheder ændrer, hvordan nedbør påvirker fugt, varme og kulstofstrøm i systemet, og udviklingen fra tidlig til sen fase tørke.

"Disse resultater viser, hvordan et vandskel kan reagere på nedbørsforstyrrelser, i dette tilfælde tørke, "sagde Richard Yuretich, programdirektør for NSF Critical Zone Observatories. "Informationen er vigtig for at forudsige, hvordan økosystemer vil reagere på fremtidige ekstreme begivenheder."