Biodiversitets -hotspots truede langs Californiens vandløb

En undersøgelse af skovøkosystemer, der giver levesteder for sjældne og truede arter langs vandløb og floder i hele Californien, afslører, at nogle af disse økologisk vigtige områder utilsigtet nyder godt af vand, som mennesker afleder til deres egne behov. Selvom det virker som en kortsigtet velsignelse for disse økosystemer, den kunstige forsyning skaber en utilsigtet afhængighed af dens dusør, truer den langsigtede overlevelse af naturlige samfund og fremhæver behovet for ændringer i den måde, vandet håndteres på tværs af staten.

"Vi skal være mere bevidste i at inkorporere økosystemets vandbehov, når vi forvalter vand - både for vandlevende organismer og arter på land, "sagde Melissa Rohde, hovedforfatteren af ​​en undersøgelse offentliggjort 14. juni, 2021 i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) . "Disse skovøkosystemer er i en usikker tilstand, fordi vi har forstyrret de naturlige hydrologiske processer, som disse plantearter er afhængige af for at understøtte og opretholde vigtige livsprocesser."

I Californiens sæsonbetonede tørre middelhavsklima, planter og dyr er tilpasset til at stole på nedbør og jordfugtighed genoplades i den regnfulde vinter- og forårssæson for reproduktion og vækst i de typisk tørre somre. Når jordens fugtighed er opbrugt, træarter, der ofte findes i vandløbskorridorer som pil, bomuldstræer og egetræer, typisk bruge grundvand fra dybere dybder. Imidlertid, som Rohde, der ledede undersøgelsen som ph.d. kandidat ved State University of New York College of Environmental Science and Forestry (ESF) og forsker fra The Nature Conservancy of California, og hendes kolleger opdagede, historien var mere kompliceret.

Ved at analysere fem års vegetationsgrønhedsdata fra satellitbilleder, forskerne fandt ud af, at i nogle tilfælde disse økosystemer blev påvirket af "vandtilskud" leveret via menneskelig regulering af floder, landbrugskanaler og udledninger fra rensningsanlæg. Den opdagelse, Rohde sagde, var en "mind bender". Ændrede skovområder ved vandløb i de mest tørre områder i staten forblev grønnere længere ind i tørperioden og reagerede mindre på ændringer i grundvandsniveauer end naturlige økosystemer.

Mange af de mest ændrede strømøkosystemer er i Californiens Central Valley, statens landbrugsknudepunkt, som producerer en tredjedel af produkterne til USA. Siden guldrusen i 1850'erne den massive menneskelige bosættelse, der fulgte, førte til rydning af 95 procent af de naturlige flodslette skove i hele regionen. Disse isolerede og begrænsede flodskove - eller vandløb - skove, giver nu et vigtigt levested for truede og truede arter.

Da vand omdirigeres fra floder til kanaler for at rumme urbanisering og landbrugsindustrien på flere milliarder dollars, det skaber et kunstigt stabilt miljø for skovøkosystemer og en "levende hurtig, dø unge "fænomen, der favoriserer hurtigt voksende træer, der topper og derefter falder inden for få årtier. Men andre vigtige økosystemfunktioner, såsom regenerering af nye skovbestande og deres udvikling over tid, kompromitteres af de omfattende ændringer af strømløb og flodkanaler, som er fastgjort på plads og ikke længere skaber nye flodområder, hvor unge træer kan etablere sig.

"Vi kalder disse skove for 'levende døde', fordi skovbunden er blottet for frøplanter og yngre træer, der kan erstatte de modne træer, når de dør, "Sagde Rohde. Dette har konsekvenser i forbindelse med levesteder for truede arter, biodiversitet, kulstofbinding og klimaforandringer.

Rohde sagde, "Californien er en af ​​de mest biodiverse regioner i verden, indeholder flere arter end resten af ​​USA og Canada tilsammen. Midt i den sjette masseudryddelse, den langsigtede bæredygtighed i Californiens flodøkosystemer og bevarelsen af ​​de sjældne og endemiske arter, der lever i dem, er nu afhængige af den bevidste, koordineret forvaltning af ressource- og regeringsorganer. "Hun og TNC vil bruge indsigterne fra undersøgelsen til at levere videnskabelig vejledning til Californiens naturressourcebureauer til bæredygtig forvaltning af grundvandsafhængige økosystemer i hele staten.

Forskergruppen gennemførte PNAS undersøgelse ved hjælp af offentligt tilgængelige onlinedata og Google Earth Engine, et open source-værktøj til analyse af data fra satellitter og andre globale rumlige datasæt. "Vores metoder og fund åbner en helt ny verden af ​​tværfaglige forskningsmuligheder og måder, som vandpraktikere kan overveje økosystemets vandbehov for at opnå bæredygtig vandforvaltning, "Sagde Rohde.

John Stella, en ESF -professor og Rohdes ph.d. rådgiver, er hovedforsker på National Science Foundation -tilskuddet, der finansierede undersøgelsen. Han sagde, "Dette arbejde er banebrydende, fordi Melissa var i stand til at kombinere flere store datasæt på en innovativ måde for at forstå, hvordan klima og vandforvaltning interagerer for at bringe disse følsomme økosystemer i fare. Hendes resultater er vigtige for bæredygtig håndtering af grundvand, ikke kun i hele Californien, men i vandbegrænsede regioner verden over. Ved kreativt at udnytte og integrere disse store miljødatasæt, vi kan nu besvare spørgsmål om ressourceforvaltning i en skala, der tidligere var umulig. "