Tidligere ukendt mekanisme forårsager øget brug af skovvand, siger ny undersøgelse

Forskere har opdaget en hidtil ukendt mekanisme, der forårsager øget brug af skovvand, fremmer forståelsen af ​​jordens biogeokemiske kontrol af skovens vandkredsløb og fremhæver trusler mod planter fra vandstress under sur aflejring, ifølge en ny undersøgelse.

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , forskerne rapporterer, at mekanismen fungerer på denne måde:Svovlsyre og salpetersyre falder til jorden, når fossile brændstoffer afbrændes, forårsager forsuring af jorden. Når det sker, en betydelig mængde jordkalcium skylles ud af jorden, og så lider planter af calciummangel. Calciummangel får planterne til at intensivere deres brug af vand.

Lixin Wang, en lektor ved School of Science ved IUPUI, er seniorforfatter til denne forskning, og hans ph.d. studerende Matthew Lanning er den første forfatter.

Denne forskning er finansieret af National Science Foundation's Hydrologic Sciences-program. Andre forfattere af forskerholdet omfatter Todd Scanlon og Howard Epstein ved University of Virginia, Matthew Vadeboncoeur ved University of New Hampshire, Mary Beth Adams hos United States Forest Service, og Daniel Druckenbrod ved Rider University.

Calcium spiller en unik rolle i planteceller ved at regulere de små porer, kaldet stomata, i planternes blade eller stængler, sagde Wang. Hvis planterne ikke har nok calcium, de kan ikke lukke de porer, og deres vandforbrug stiger. Også, når planter lider af calciummangel, de vil pumpe mere vand op gennem transpiration, processen med vandbevægelse gennem en plante og dens fordampning fra blade, for at imødekomme deres calciumbehov, han sagde.

"Vi antog, at udvaskningen af ​​jordens calciumforsyning, induceret af syreaflejring, ville øge vandforbruget i storstilet vegetation, " sagde Lanning. "Vi præsenterer beviser fra et langsigtet hele vandskelforsuringseksperiment, der viser, at ændringen af ​​jordens calciumforsyning ved syreaflejring kan intensivere vandforbruget betydeligt."

Forskerne fandt flere beviser, der viser, at calciumudvaskning forårsaget af syreaflejring ikke kun øgede vegetationsvandforbruget, men reducerede markant jordvandspuljen på det behandlede vandskel.

"Når planter altid bruger meget vand, det betyder, at der vil være mindre vand tilbage til folk, " sagde Wang. "Det betyder også, at disse planter er meget følsomme over for tørke. Hvis en tørke kommer, og de kan ikke lukke deres stomata, de er udsat for høje niveauer af dødelighed på grund af vandstress."

Traditionelt, brug af skovvand blev betragtet som en funktion af meteorologiske faktorer, artssammensætning og jordens vandtilgængelighed. Virkningerne af jordbiogeokemi på storstilet brug af skovvand var ikke blevet undersøgt.

Nitrat- og sulfataflejring er de primære drivkræfter for jordforsuring i det nordøstlige USA og det østlige Europa, hvor atmosfæriske tilførsler overstiger jordgenereret surhed. I USA og det meste af Europa, emissioner af nitrat og sulfat er blevet bremset af lovgivning, men virkningerne af syreaflejring er stadig af global bekymring, især i områder i vindretningen af ​​større byer eller højproducerede landbrugsområder.