Onderzoekers van UC Merced hebben bewijs dat de Californische bossen bijzonder kwetsbaar zijn voor meerjarige droogtes, omdat hun gezondheid afhankelijk is van water dat enkele meters onder de grond wordt opgeslagen.

"Elk jaar onze bossen, graslanden en struikgewas zijn afhankelijk van ondergronds opgeslagen water om de droge zomers te overleven, maar tijdens meerjarige droge perioden valt er in het natte winterseizoen niet genoeg neerslag om die voorraad aan te vullen, " zei Joseph Rungee, UC Merced afgestudeerde student en hoofdauteur van een nieuw artikel gepubliceerd in het tijdschrift Hydrologische processen .

Bomen hebben elk jaar ongeveer dezelfde hoeveelheid water nodig, meer in warmere jaren. Tijdens een droogte, dat de ondergrondse watervoorraad geleidelijk uitgeput raakt, veroorzaakt stress voor bomen en andere vegetatie. Als de droogte lang genoeg duurt en vooral heet is, zoals het geval was van het najaar van 2011 tot en met 2015, grote aantallen bomen hebben geen water meer en sterven af.

Door gegevens te analyseren van het netwerk van Critical Zone Observatories van de National Science Foundation, Rungee werkte samen met UC Merced-professor Roger Bales, met de School of Engineering en het Sierra Nevada Research Institute, om beter inzicht te krijgen in waar en in welke mate de ondergronds verweerde gesteente zorgt voor meerjarige droogtebestendigheid. De onderzoekers doken in gegevens van locaties in het semi-aride westen om de hoeveelheid wateropslag te bepalen die beschikbaar is in de wortelzones van verschillende gebieden.

Balen, Rungee en hun collega's wilden weten hoe afhankelijk verschillende gebieden in het Westen zijn van die ondergrondse waterberging en hoeveel droge jaren de planten kunnen overleven.

Sommige gebieden kunnen een of twee jaar verdragen, terwijl anderen vijf of zes kunnen weerstaan. Echter, als het warmer is, de planten hebben meer water nodig om te leven, en het klimaat wordt warmer.

Bales legde uit dat gebieden met een mediterraan klimaat, zoals Californië, zijn bijzonder kwetsbaar vanwege hun klimaatvariabiliteit, ook al hebben ze een aanzienlijke ondergrondse opslag. Gebieden met het hele jaar door neerslag, zoals Colorado, zijn kwetsbaar, te, omdat ze minder ondergrondse opslag hebben, ook al is hun jaarlijkse neerslag minder variabel dan die van Californië.

"Gewoonlijk zou de neerslag het hele jaar door die gebieden door droogtejaren leiden, maar langer, warmere droogtes gaan meer problemen opleveren, ' zei Balen.

"In sommige opzichten zijn we kwetsbaarder dan gebieden met het hele jaar door neerslag, omdat we zo afhankelijk zijn van de opslag, ' zei hij. 'In Californië, meer dan de helft van het waterverbruik door bossen, graslanden en struikgewas komt tijdens het droge seizoen, en het komt van water dat is opgeslagen in de wortelzone nadat regenval en het smelten van sneeuw in het voorjaar eindigen."

In tegenstelling tot, minder dan een derde van het water dat wordt gebruikt door vegetatie op locaties die ze in Colorado hebben bestudeerd, New Mexico en Arizona werden tijdens droge perioden uit ondergrondse opslag gehaald.

"Onze natte seizoenen worden korter, wat betekent dat de droge seizoenen langer en droger worden - we krijgen minder sneeuw dan regen - en de natte seizoenen zijn warmer, wat betekent dat het opgeslagen water eerder in het jaar wordt verbruikt, minder overlaten voor de heetste delen van het jaar, ' zei Balen.

Op een bebost terrein in het zuiden van de Sierra, Rungee stelde vast dat de hoeveelheid water die bomen tijdens de droogte van 2011-15 uit de grond haalden, gelijk is aan die opgeslagen tot een diepte van minstens 25 voet onder de grond.

Een volgende stap is het uitbreiden van de berekeningen die Rungee heeft gedaan op onderzoekslocaties in het Westen, waar de waterbalans nauwkeurig kan worden gemeten met behulp van satellietgegevens, gekalibreerd met gedetailleerde grondgegevens.

"Dit zal een projectie opleveren van de relatieve kwetsbaarheid van droogte, wat vooral van belang is voor landbeheerders die prioriteit moeten geven aan het uitdunnen van overbevolkte bossen voordat ze tijdens de volgende meerjarige droogte te maken krijgen met verdere wijdverbreide boomsterfte, ’ legde Rungee uit.

De sleutel tot bossen om de volgende droogte te overleven, is een evenwicht te vinden tussen het watergebruik door het bos en de hoeveelheid ondergrondse wateropslag die over het hele jaar beschikbaar is om de geringe neerslag tijdens droogtejaren te compenseren.

"In sommige gebieden, dit betekent het uitdunnen van overbevolkte bossen om verdere boomsterfte te voorkomen, ' zei Balen.