Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Bomen op een universiteitscampus doorstaan ​​droogte dankzij lekkende leidingen

Een zicht op Waller Creek op de campus van de Universiteit van Texas in Austin. Een aanzienlijk deel van het water dat er doorheen stroomt, is terug te voeren op gemeentelijke bronnen, waardoor het water blijft stromen en de bomen die op de oevers groeien, in stand blijven. Credit:De Universiteit van Texas aan de Austin Jackson School of Geosciences

Zelfs in droge tijden zit Waller Creek op de campus van de Universiteit van Texas in Austin nooit zonder water. Dat komt omdat een aanzienlijk deel van het water dat er doorheen stroomt – ergens tussen de 25% en 50% – kan worden herleid tot afvalwater uit lekkende stadsleidingen.

Maar er zit een zilveren randje aan het minder dan perfecte sanitair, blijkt uit nieuw onderzoek. Het water dat door de kreek stroomt, ondersteunt de bomen die erlangs groeien, waardoor ze kunnen gedijen tijdens droogteomstandigheden die hun tol eisen van de bomen die langs de beken in meer landelijke gebieden groeien.

Het onderzoek benadrukt hoe verstedelijking onbedoelde positieve effecten kan hebben naast de bekendere negatieve effecten, zoals vervuiling en hogere niveaus van ziekteverwekkende bacteriën.

"Die negatieve effecten worden niet tenietgedaan", zegt Jay Banner, professor aan de Jackson School of Geosciences en directeur van het Environmental Science Institute. "Je moet de onbedoelde positieve gevolgen afwegen tegen de verwachte en al lang aangetoonde negatieve gevolgen."

De bevindingen zijn gepubliceerd in npj Urban Sustainability.

Een zicht op Waller Creek op de campus van de Universiteit van Texas in Austin. Een aanzienlijk deel van het water dat er doorheen stroomt, is terug te voeren op gemeentelijke bronnen, waardoor het water blijft stromen en de bomen die op de oevers groeien, in stand blijven. Credit:De Universiteit van Texas aan de Austin Jackson School of Geosciences

Onderzoekers vergeleken het groeirecord van kale cipressen langs Waller Creek en Onion Creek, een landelijke stroom ongeveer 20 kilometer van de UT-campus, met het droogterecord van de regio.

De groei van een boom wordt vastgelegd in boomringen in het hout, waarbij dikkere ringen nattere tijden en sterke groei weerspiegelen en dunnere ringen drogere tijden en weinig groei weerspiegelen. Banner en zijn studenten haalden dit record uit levende bomen door kernen (smalle staafjes hout getrokken uit boomstammen) te nemen en deze voor analyse naar het Laboratory of Tree-Ring Research van de Universiteit van Arizona te sturen.

De oudste bomen uit Waller Creek dateren uit 1933 en de oudste bomen uit Onion Creek dateren uit 1844. Uit de kernen bleek dat de bomen langs Waller Creek vanaf het begin beschut waren tegen droogte, waarbij de boomgroei slechts een zwak verband vertoonde met de ernst van de droogte.

"Er wordt voldaan aan de behoeften van de bomen. Ze worden niet benadrukt door het klimaat", zegt co-auteur Bryan Black, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Arizona die de kernanalyse leidde. "Het past precies bij de hypothese dat ze aanvullend water ontvangen via deze lekkage van de stedelijke infrastructuur."

Zelfs tijdens de ernstigste droogte ooit in de staat, die zich uitstrekte van 1950 tot 1957, vertoonden de Waller Creek-bomen slechts een kleine afname in groei. Daarentegen werden de bomen van Onion Creek geconfronteerd met een steile achteruitgang.

Naast het in stand houden van de bomen tijdens droogte, leek de constante stroom afvalwater er ook voor te zorgen dat de Waller Creek-bomen een geïndividualiseerd groeipatroon aannamen, waarbij verschillende bomen het hele jaar door verschillende groeisnelheden hadden. De onderzoekers denken dat naarmate aan hun waterbehoeften werd voldaan, andere factoren die de groei van bomen beïnvloeden, zoals genetica, concurrentie van andere bomen, voedingsstoffen of de aanwezigheid van ongedierte, een grotere invloed kregen. Hoewel dit in een landelijke omgeving een ongebruikelijk resultaat zou zijn, zeiden onderzoekers dat ze niet verbaasd waren toen ze zagen dat de Waller Creek-bomen hun eigen ding deden.

"Dat is ongeveer wat we verwachten in een stedelijke omgeving", zei Banner. "We zouden verwachten dat het natuurlijke systeem, nou ja, bij gebrek aan een betere term, in de war is."

  • Onderzoekers trekken een verse houten kern uit een kale cipres die langs Waller Creek groeit. Uit een analyse van jaarringen in de kern bleek dat de Waller Creek-bomen altijd een betrouwbare watervoorziening hebben gehad. Deze bevinding suggereert dat Waller Creek lange tijd een kanaal is geweest voor water dat uit omliggende leidingen lekt. Credit:De Universiteit van Texas aan de Austin Jackson School of Geosciences
  • Professor Jay Banner verzamelt een houtkernmonster van een kale cipres langs Waller Creek op de campus van de Universiteit van Texas in Austin. Afgestudeerde student Ari Brandt staat rechts met extra boorapparatuur. Credit:De Universiteit van Texas aan de Austin Jackson School of Geosciences

Lopend onderzoek onderzoekt hoe de chemie van de boomringen de timing en hoeveelheid van deze gemeentelijke watertoevoer kan weerspiegelen, en maakt ook onderscheid tussen de gemeentelijke waterbronnen:afvalwater, leidingwater en irrigatie.

Lekkende infrastructuur is een normaal verschijnsel in steden over de hele wereld. Dat betekent dat er over de hele wereld waarschijnlijk boomgebieden zijn die worden onderhouden door afvalwater, zoals die langs Waller Creek, aldus de onderzoekers. Inzicht in de omvang van de lekkage van de infrastructuur en de ecologische invloed ervan kan beleidsmakers helpen de bredere effecten van verstedelijking – de goede en de slechte – te begrijpen en dienovereenkomstig plannen te maken.

"Naar mijn mening kan dit de stadsontwikkeling en stadsplanners helpen informeren," zei Banner. "We kunnen rekening houden met de kosten en deze berekenen en investeren in een beter gemeentelijk waternetwerk, maar misschien wel één waar we nog steeds positieve gevolgen kunnen hebben."

Naarmate klimaatextremen vaker voorkomen, zouden de lekkende leidingen die Waller Creek voeden, ook een belangrijke levensader kunnen blijken te zijn, zei Banner, die niet alleen de bomen ondersteunt, maar ook de vele planten en dieren langs de rivier die de kreek ook hun thuis noemen.

Meer informatie: Jay L. Banner et al, Positieve onbedoelde gevolgen van verstedelijking voor de klimaatbestendigheid van stroomecosystemen, npj Stedelijke Duurzaamheid (2024). DOI:10.1038/s42949-024-00144-1

Aangeboden door de Universiteit van Texas in Austin