Når klimaet opvarmes, planter kan kræve mere vand, skære forsyninger til mennesker

Efterhånden som klimaet ændrer sig, planter i Nordamerika, store dele af Eurasien, og dele af Central- og Sydamerika vil forbruge mere vand, end de gør nu, fører til mindre vand til mennesker, ifølge en ny undersøgelse i tidsskriftet Natur Geovidenskab . Forskningen tyder på en mere tør fremtid på trods af forventede stigninger i nedbør i folkerige dele af USA og Europa, der allerede står over for vandbelastninger.

Undersøgelsen udfordrer mange klimaforskeres forventninger om, at planter vil gøre meget af verden vådere i fremtiden. Forskere har længe postuleret, at når kuldioxidkoncentrationerne stiger i atmosfæren, planter vil reducere deres vandforbrug, efterlader mere ferskvand tilgængeligt i jord og vandløb. Dette skyldes, at efterhånden som mere kuldioxid ophobes i luften, planter kan udføre den samme mængde fotosyntese, mens de delvist lukker porerne (stomata) på deres blade. Fordi planter afgiver fugt gennem deres stomata, dette ville reducere deres vandtab til atmosfæren, holde mere vand på land i form af jordfugtighed, vandløb og vandområder.

Men de nye resultater tyder på, at denne historie er begrænset til troperne og de ekstremt høje breddegrader, hvor ferskvandstilgængeligheden allerede er høj, og konkurrerende krav til det er lave. For en stor del af de mellemste breddegrader, undersøgelsen finder, forventede planteanlæg på klimaændringer vil faktisk tørre jorden ud.

Omkring 60 procent af den globale vandstrøm fra land til atmosfæren går gennem planter. "Planter er som atmosfærens halm, " sagde hovedforfatteren Justin Mankin, en assisterende professor i geografi ved Dartmouth College og adjungeret forsker ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory. "Spørgsmålet vi stiller her er, hvordan ændrer de kombinerede virkninger af kuldioxid og opvarmning størrelsen af ​​det strå?"

Brug af klimamodeller, undersøgelsen undersøger, hvordan ferskvandstilgængeligheden kan blive påvirket af forventede ændringer i måden, hvorpå nedbøren fordeles mellem planter, floder og jordbund. Til studiet, forskerholdet brugte en ny beretning om denne opdeling, udviklet tidligere af Mankin og kolleger hos Lamont-Doherty for at beregne de fremtidige virkninger af en varmere, kuldioxid beriget klima.

Den nye undersøgelse antyder, hvordan samspillet mellem tre centrale påvirkninger af klimaændringer på planter vil reducere den regionale tilgængelighed af ferskvand. Først, når kuldioxid stiger i atmosfæren, planter kræver mindre vand til fotosyntese; dette øger fugtigheden på land. Endnu, mens planeten opvarmes, vækstsæsonerne bliver længere og varmere; planter vil derfor få mere tid til at vokse og forbruge vand, tørre jorden. Endelig, når atmosfærisk kuldioxid stiger, planter vil sandsynligvis vokse mere, fordi fotosyntesen bliver mere effektiv. For nogle regioner, de to sidstnævnte påvirkninger - forlængede vækstsæsoner og forstærket fotosyntese - vil overskride lukningen af ​​stomata. Det betyder, at mere vegetation vil forbruge mere vand i længere tid, med nettoresultatet af tørrere land.

Som resultat, på store dele af de mellemste breddegrader, planter vil efterlade mindre vand i jord og vandløb, selvom der er yderligere nedbør, og vegetation er mere effektiv med sit vandforbrug. Resultatet understreger vigtigheden af ​​at forbedre, hvordan klimamodeller repræsenterer specifikke økosystemer og deres reaktion på klimaændringer, sagde Mankin.

Verden er afhængig af ferskvand til konsum, landbrug, vandkraft og industri. Endnu, mange steder, der er en grundlæggende afbrydelse mellem, hvornår nedbør falder, og når folk har brug for vand. Dette er tilfældet med Californien, som får mere end halvdelen af ​​sin nedbør om vinteren, men hvor efterspørgslen topper om sommeren. "Over hele verden, vi konstruerer løsninger til at flytte vand fra punkt A til punkt B for at overvinde denne afbrydelse, " sagde Mankin. "At tildele vand er politisk omstridt, kapitalintensiv og kræver virkelig langsigtet planlægning, alt sammen påvirker nogle af de mest udsatte befolkningsgrupper. Vores forskning viser, at vi ikke kan forvente, at planter er et universalmiddel for fremtidig vandtilgængelighed. "

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.