Vand i grundfjeldet opretholder træer over hele landet

Du kan ikke presse vand fra en sten. Men trærødder kan - og de gør det oftere, end videnskabsmænd tidligere troede, med en ny undersøgelse, der konstaterer, at grundfjeld er en regelmæssig kilde til vand for træer i hele USA, ikke kun en nødreserve under tørke.

Opdagelsen, ledet af forskere med University of Texas i Austin og offentliggjort 8. september i Natur , vælter langvarige antagelser om, hvor træer får deres vand og fører til nye ideer om, hvordan skovens økosystemer fungerer. Det demonstrerer også nødvendigheden af ​​at tage højde for klippefugten - vandet, der klæber til revner og porer i underjordiske klipper - når man laver forudsigelser om, hvordan skovene vil reagere på klimaændringer.

"Med tiltagende tørke, grundfjeld kunne være lige så nøglen til at forstå vores skove som jord, " sagde studie medforfatter Daniella Rempe, en adjunkt ved UT Jackson School of Geosciences.

Erica McCormick, en forskningsassistent i Rempe-laboratoriet, der udførte forskningen som Jackson School-studerende, ledet undersøgelsen.

I mere end et århundrede, videnskabsmænd over hele verden har dokumenteret træers rodfæste i grundfjeldet. Men disse rødder er stort set blevet behandlet som en kuriosum, med videnskabsmænd, der betragter jorden som de facto-kilden til vand for de fleste træer, sagde Rempe. Og selvom eksperimenter på markpladser har givet direkte beviser på, at træer har tappet klippefugten og stolet på den under tørke, Der var stadig spørgsmål om, hvor omfattende dette fænomen kan være.

Ved at kombinere offentlige datasæt, der sporede nedbør og fordampning i skove fra 2003 til 2017, med feltstudier i Texas og Californien, forskerne fandt ud af, at træer, der banker på grundfjeldet, langt fra er sjældne:Det sker over hele landet, med forskerne, der opdagede adfærden i omkring 24 % af skovene og buskadserne - et område større end størrelsen af ​​Texas.

Forskningen præsenterer et konservativt skøn over grundfjeldsvand brugt af skove. Rempe vurderer, at det faktiske omfang og mængden af ​​stentapning potentielt er det dobbelte af, hvad der er præsenteret i undersøgelsen.

Susan Schwinning, en professor ved Texas State University, der ikke var involveret i forskningen, sagde, at undersøgelsen er et stort spring i viden, beviser, at det, der engang blev tænkt som atypisk adfærd, var essentielt.

"Det har taget 100 år at komme fra dette anekdotiske bevis - åh wow, trærødder kan faktisk gå så dybt - til at forstå, at det sandsynligvis er, mange steder, en vigtig del af definitionen af ​​økosystemdynamik, " hun sagde.

Ud over at demonstrere, at træer almindeligvis slår rødder ind i grundfjeldsvandlagre, undersøgelsen viser, at træer flytter store mængder vand. Alene i Californien, mængden af ​​grundfjeldsvand, der optages af skovene hvert år, overstiger kapaciteten af ​​alle statens menneskeskabte reservoirer.

Ud over at give et overblik over landet, undersøgelsen præsenterer data fra individuelle marksteder i det centrale Texas og Californien, der viser, at stenfugtighed kan overgå jord som en vandkilde. For eksempel, på seks steder i Californien og to i det centrale Texas, mere end 50 % af vandet frigivet af træer kom fra klippefugt. På de fleste af disse steder, klipperne holdt betydeligt mere vand end jorden gjorde - op til 10 gange så meget.

Selvom det er klart, at klippefugt spiller en afgørende rolle i opretholdelsen af ​​skove, McCormick sagde, at meget mere forskning er nødvendig for at vide, hvordan og hvornår træer får adgang til vand, der er låst væk i klipper.

"Vi har meget tilbage at udforske, " sagde hun. "Vi har værktøjer til at undersøge og beskrive jordprocesser, men vi har brug for data og eksperimenter for at fortælle os, hvordan vi skal behandle grundfjeldet."

Undersøgelsen var medforfatter af Jackson School-studerende Alison Tune og Logan Schmidt og Jackson School-forsker Dana Chadwick, sammen med David Dralle, en forskningshydrolog ved U.S. Forest Service Pacific Southwest Research Station, og Jesse Hahm, en assisterende professor ved Simon Fraser University.