Buskindgreb på græsarealer kan øge grundvandsopladningen

Græsarealer over hele verden, som støtter størstedelen af ​​verdens græssende dyr, har overgået til buskeområder i en proces, som forskere kalder "træplanteindgreb."

Administreret græsning af tørland er den mest omfattende form for arealanvendelse på planeten, hvilket har ført til omfattende bestræbelser på at vende denne tendens og genoprette græsdække på grund af troen på, at det resulterer i, at mindre vand kommer ind i vandløb og grundvandsmagasiner.

En ny undersøgelse ledet af Adam Schreiner-McGraw, en postdoktoral hydrologiforsker ved University of California, Riverside, modelleret buskindgreb i et skrånende landskab og nåede til en opsigtsvækkende konklusion:Buskens indgreb på skråninger kan øge mængden af ​​vand, der går i grundvandslager. Buskens virkning er så kraftig, at den endda modvirker de lavere årlige nedbørsmængder, der forventes under klimaændringer.

Indtil nu, forskere har troet, at træagtige planter som træer og buske har dybere rødder end græs. Denne tro stammede fra, at forskere udførte deres beslægtede undersøgelser på fladt underlag.

"Det er påfaldende, at økosystemets sammensætning er det, der styrer forventede fremtidige ændringer i grundvandsopladning, "Sagde Schreiner-McGraw." Det betyder ikke, at klimaændringer ikke er vigtige, men at vegetationsændringer er potentielt vigtigere og noget, som forskere og landforvaltere burde fokusere mere på at forstå. "

Medforfatter Hoori Ajami, en adjunkt i grundvandshydrologi ved UC Riverside, sagde papiret ser på de kombinerede virkninger af klima og vegetationsændringer på grundvand-genopladningsprocesser i tørre miljøer.

"De fleste undersøgelser til dato har isoleret set set på disse ændringer, "Ajami sagde." Her illustrerer vi, at de kombinerede virkninger af vegetationsændringer og klimaforandringer kan være større eller mindre end summen af ​​dens dele. "

Indtrængen af ​​buske i græsarealer betragtes ofte som et problem, fordi det reducerer mængden af ​​foder til husdyrgræsning og kan føre til mere nøgne jordpletter og efterfølgende stigning i jorderosion. Denne proces med at skabe mere bar jord kaldes "xerificering". Klimaændringer bidrager til xerificering, men brandhæmning og overdrev spiller de største roller.

Det giver mening, at buske, som har dybe rodsystemer sammen med tykke stængler og mange blade, fange mere vand, end græs gør, når det perkolerer ned gennem jorden, efterlader mindre tilgængeligt vand til at genopbygge de underjordiske akviferer. Forskning om "diffus genopladning, "den proces, hvor vand fylder grundvandsforsyninger over et stort område, synes at bære dette for flade landskaber. Forbedring af græsarealer er således blevet betragtet som dårligt for både husdyr og vandkredsløbet.

"Vi henvendte os til denne forskning med en simpel forudsætning om, at topografi spiller en rolle i omfordeling af tilgængeligt vand, og dette bør påvirke resultaterne af xerifikation, "sagde medforfatter Enrique R. Vivoni, professor ved Arizona State University.

Gruppen kiggede på fokuseret genopladning, som opstår, når bakker skrider vand ind i koncentrerede områder, såsom vandløb. Vandløb har ofte sandbund, som tillader vand hurtigt at infiltrere og forhindre de dybt rodfæstede buske i at suge det op.

Data fra en meget overvåget ørkenbjerge i New Mexico blev brugt til at simulere virkningerne af træplanteindgreb og klimaforandringer på vandressourcer. Teamet opdagede, at buskene ikke kun øgede fokuseret grundvandsopladning, men at de gjorde det selv under forhold, hvor klimaforandringer reducerede mængden af ​​nedbør.

De modellerede også en mere omfattende form for buskindgreb kaldet fortykkelse, hvor planter vokser i tætte bevoksninger uden blotte pletter, og fundet, som ved tidligere flad landskabsforskning, buskene reducerede også mængden af ​​grundvandsopladning på skråninger.

På bakker, bar jord mellem pletter af buske er nødvendig for at drive vand i vandløb. Øget afstrømning øger fokuseret grundvandsopladning.

"Vi var overraskede over at opdage, at en overgang fra græsarealer til buskage kan øge bæredygtigheden af ​​grundvandsmagasiner, "sagde Schreiner-McGraw." Den bedste måde at øge fokuseret genopladning i dette system er at øge mængden af ​​afstrømning fra bakker, der bliver koncentreret i vandløbene. "

Klimaændringer vil sandsynligvis øge grundvandsopladningen ved at gøre regnvejr større, men sjældnere. Større storme øger mængden af ​​afstrømning, der når kanaler med sandbund og øger grundvandsopladningen. Fund fra denne undersøgelse tyder på, at vegetation også vil spille en vigtig rolle i grundvandsopladning i fremtiden.

Selvom undersøgelsen fandt sted i New Mexico, Schreiner-McGraw sagde, at det gælder for lignende miljøer. Store dele af Californien er også ørken -savanner. Det sydlige Californien og Central Valley har landformer, der ligner dem, der findes på New Mexico -undersøgelsesstedet. Disse områder kunne opleve lignende hydrologiske processer, selvom atmosfæriske floder skaber storme meget forskellige fra monsunstorme, så mere forskning er påkrævet.

"Undersøgelsen fremhæver rollen som langsigtet overvågning i forståelsen af ​​vandbalancens dynamik i vandområder, og den rolle, som procesbaseret modellering spiller for at forstå systemdynamik, "Sagde Ajami.