science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat er nodig is om te herstellen van droogte

Bomen gedood door droogte in het Amerikaanse zuidwesten in de jaren 2000. Krediet:William Anderegg.

Door de droogte geteisterde gebieden wachten met spanning op de komst van regen. Volledig herstel van het ecosysteem, echter, kan tot ver voorbij de eerste regendruppels op dorstige grond reiken.

Volgens een studie gepubliceerd op 10 augustus in Natuur , de duur van het herstel van de droogte hangt af van verschillende factoren, inclusief de regio van de wereld en de weersomstandigheden na de droogte. De auteurs, waaronder William Anderegg van de Universiteit van Utah, waarschuwen dat meer frequente droogtes in de toekomst de ecosystemen misschien niet de tijd geven om volledig te herstellen voordat de volgende droogte toeslaat.

Als de dingen opdrogen

Droogte kan op verschillende manieren worden gedefinieerd. De eerste is meteorologisch, gedefinieerd als een periode van minder dan gemiddelde neerslag. De tweede is landbouw, waarin het gebrek aan regen de productiviteit van planten schaadt. De derde is hydrologisch, wanneer waterbronnen zoals meren, reservoirs, en watervoerende lagen beginnen op te drogen tot onder het gemiddelde.

De nieuwe studie van Anderegg en collega's stelt de vraag:hoe ziet herstel van alle drie deze soorten droogte eruit in verschillende delen van de wereld? "Er was een brede veronderstelling dat ecosystemen en planten zich vrijwel onmiddellijk herstelden toen het weer natter werd, " zegt Anderegg. "We wisten niet wat de patronen wereldwijd waren, inclusief welke planten sneller of langzamer leken te herstellen en welke variabelen die hersteltijd beïnvloedden."

Een nieuw papier binnen Natuur kijkt hoe lang ecosystemen nodig hebben om te herstellen van droogte. Het herstel duurt veel langer dan de eerste regendruppels. Credit:Paul Gabrielsen/Universiteit van Utah

De maatstaf die ze gebruikten om de droogtecondities te evalueren, wordt de gestandaardiseerde neerslag-verdampingsindex genoemd. Het is een benadering die rekening houdt met temperatuur, bodemvocht, recente regenval en de vraag van planten naar water. Om de hersteltijden van droogte te beoordelen, het team evalueerde wereldwijde satellietgegevens om de bruto primaire productiviteit te meten, een maat voor de snelheid waarmee planten zonlicht omzetten in biomassa. Droogte herstel, ze zeiden, betekent dat een ecosysteem volledig herstelt naar de productiviteit van voor de droogte.

Planten kunnen langdurig lijden, zelfs blijvende schade door droogte. "Planten kunnen onomkeerbaar beschadigd raken tijdens droogtestress, Anderegg zegt. "Ze kunnen een deel van hun watertransportsystemen verliezen, en die schade kan jaren duren om te herstellen.' Droogtes kunnen ook ernstigere gevolgen hebben voor de vegetatie, zoals ziekte en brand. 'Dat is een versterker die de droogte kan doorstaan.'

Hoe ecosystemen herstellen

Ze ontdekten dat de klimaatomstandigheden na de droogte de meest invloedrijke factoren waren in de hersteltijd van droogte. natte omstandigheden, zoals die welke Californië na de lange droogte teisterden, versneld herstel. Droge omstandigheden en extreme temperaturen, verlengd herstel. Echter, Anderegg zegt, "Er zijn waarschijnlijk plaatsen in Californië waar de droogte zo ernstig was dat het ecosysteem niet zal herstellen naar het vorige niveau omdat zoveel van de vegetatie is gestorven."

Locatie was ook van belang. In het algemeen, de meeste delen van de wereld zijn in staat om in minder dan zes maanden te herstellen van een droogte. Sommige gebieden hebben tot een jaar nodig. Maar de Arctische regio's op hoge breedtegraden en de tropen van Zuid-Amerika en Zuidoost-Azië hebben meer tijd nodig - tot twee jaar. "Dat is zorgelijk omdat die regio's de grootste brokken koolstof opslaan in ecosystemen over de hele wereld, ', zegt Anderegg.

Ruimtelijk patroon van hersteltijd van droogte. Witte gebieden zijn water, dor, of geen relevante droogte hebben meegemaakt. Krediet:Christopher Schwalm

De dubbele klap

Met klimaatmodellen die voorspellen dat de omvang en ernst van droogte waarschijnlijk zal toenemen, Ook wordt de kans groter dat ecosystemen worden getroffen door nieuwe droogtes voordat ze zijn hersteld van de vorige. "Dat kan een dubbel whammy-effect hebben, Anderegg zegt. "Een tweede droogte zou moeilijker kunnen zijn voor een ecosysteem en het potentieel hebben om het van een klif te duwen." Instorting van het ecosysteem in het licht van aanhoudende droogte zou groene bossen kunnen veranderen in gras en struiken.

Zo'n dubbele klap trof het Amazone-regenwoud in 2005 en 2010, bij opeenvolgende droogtes, elk met een eens in de eeuw ernst, de regio raken. "Satellieten toonden aan dat bossen nog niet waren hersteld van de droogte van 2005 tegen de tijd dat de droogte van 2010 toesloeg. ', zegt Anderegg.

De studie onderstreept het belang van de hersteltijd van droogte bij het beoordelen van de gevolgen van droogte voor ecosystemen. Regen brengt verlichting, maar lost droogtegerelateerde problemen niet meteen op, zegt Anderegg. "Vaak duurt het herstel langer dan de droogte zelf."