Natuur, zei Ralph Waldo Emerson, is geen verkwister. Helaas, hij was fout.

Nieuw onderzoek onder leiding van biologen van de Universiteit van Utah, William Anderegg, Anna Trugman en David Bowling ontdekken dat sommige planten en bomen vruchtbare verkwisters zijn in droogte-omstandigheden - kostbaar bodemwater "uitgeven" om zichzelf af te koelen en, in het proces, droogtes intenser maken. De bevindingen zijn gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

"We laten zien dat de feitelijke fysiologie van de planten ertoe doet, " Zegt Anderegg. "Hoe bomen opnemen, transport en verdamping van water kunnen van invloed zijn op maatschappelijk belangrijke extreme gebeurtenissen, zoals ernstige droogte, dat kan gevolgen hebben voor mensen en steden."

Functionele eigenschappen

Anderegg bestudeert hoe boomkenmerken van invloed zijn op hoe goed bossen hete en droge omstandigheden aankunnen. Sommige planten en bomen, hij is gevonden, beschikken over een intern leidingsysteem dat de beweging van water vertraagt, helpt de planten om waterverlies te minimaliseren als het warm en droog is. Maar andere planten hebben een systeem dat beter geschikt is om grote hoeveelheden waterdamp in de lucht te transporteren:grotere openingen in bladeren, meer capaciteit om water binnen het organisme te verplaatsen. In het eerdere werk van Anderegg is gekeken hoe die eigenschappen bepalen hoe goed bomen en bossen droogte kunnen doorstaan. Maar deze studie stelt een andere vraag:hoe beïnvloeden die eigenschappen de droogte zelf?

"We weten al heel lang dat planten de atmosfeer en het weer kunnen beïnvloeden, ", zegt Anderegg. Planten en bossen halen water uit de grond en ademen het uit in de atmosfeer, die de balans van water en warmte aan het oppervlak van onze planeet beïnvloeden, die het weer fundamenteel beheerst. In sommige gevallen, zoals in het Amazone regenwoud, al die waterdamp kan neerslag op gang brengen. Zelfs ontbossing kan het weer met de wind beïnvloeden door regio's droger te maken dan voorheen.

Anderegg en zijn collega's gebruikten informatie van 40 sites over de hele wereld, op locaties variërend van Canada tot Australië. Op elke locatie, instrumenten verzamelden gegevens over de warmtestromen, water en koolstof in en uit de lucht, evenals welke boomsoorten heersen rond de instrumentatie. Door die gegevens te vergelijken met een database met boomkenmerken, konden de onderzoekers conclusies trekken over welke kenmerken gecorreleerd waren met meer droogtes die intenser werden.

Twee eigenschappen sprongen eruit:maximale bladgaswisselkoers en watertransport. Het eerste kenmerk is de snelheid waarmee bladeren waterdamp in de lucht kunnen pompen. De tweede beschrijft hoeveel water de boom naar de bladeren kan verplaatsen. De resultaten toonden aan dat in koele streken, planten en bomen vertraagden hun watergebruik als reactie op afnemend bodemvocht. Maar in warme klimaten, sommige planten en bomen met een hoog watertransport en bladgaswisselkoersen deden de AC opdrijven, bij wijze van spreken, toen de grond droog werd, meer en meer water verliezen in een poging om fotosynthese uit te voeren en koel te blijven terwijl het resterende bodemvocht wordt uitgeput.

"Uiteindelijk kom je bij deze planten veel sneller in deze heter en droger dan bij andere planten, ', zegt Anderegg.

Nog meer droogte op komst

Het is waar dat warme en droge streken over het algemeen meer planten en bomen hebben die zijn aangepast aan droge omstandigheden. Maar ongeacht het klimaat zijn sommige soorten met waterintensieve eigenschappen, zoals eiken in een mediterraan klimaat, kan een droogte nog verergeren.

Anderegg zegt dat het begrijpen van de relatie tussen de eigenschappen van een boom en de droogtecondities klimaatwetenschappers en lokale leiders helpt om toekomstige droogte-effecten op gemeenschappen te plannen.

"Als we geen rekening houden met deze belangrijke fysiologie van planten, zouden we minder nauwkeurige voorspellingen krijgen over wat klimaatverandering zal betekenen voor droogte in veel regio's, " hij zegt.

Droogte is altijd in het achterhoofd van Anderegg, zelfs tijdens de recente natte lente. "Het feit dat we dit jaar een goed waterjaar hebben in de VS en in Utah, houdt ons niet van de haak, "zegt hij. "We moeten niet vergeten dat we in de toekomst veel meer droogte zullen zien."