De meest extreme droogte in honderden jaren veroorzaakte een catastrofale afsterving van de volwassen bomen van de Sierra Nevada in 2015-2016.

Een studie die vandaag is gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen beschrijft hoe UC Merced Professor Roger Bales en zijn collega Professor Michael Goulden van UC Irvine de voortgang volgden van de verwoesting veroorzaakt door jarenlange droge omstandigheden in combinatie met abnormaal warme temperaturen.

De onderzoekers waarschuwen dat de zaken naar verwachting erger zullen worden naarmate de wereldgemiddelde temperaturen stijgen.

"Delen van de Sierra Nevada bereikten in 2015 een 'omslagpunt' waar jaarlijkse neerslag plus opgeslagen grondwater niet voldoende waren om aan de waterbehoefte van het bos te voldoen, ' zei Balen.

De bomen in de Californische bergbossen met gemengde naaldbomen hebben wortels die water van 5 tot 15 meter diep kunnen putten, die de bomen historisch heeft beschermd tegen zelfs de ergste meerjarige droogtes.

Maar de ernst van de droogte in Californië in 2012-2015 "overtrof deze veiligheidsmarge, " zeiden de onderzoekers. Wanneer bosopstanden het ondergrondse vocht uitgeput, ze werden kwetsbaar voor aanvallen door ongedierte, leidend tot wijdverbreide boomsterfte.

Van 2012 tot 2015 de hele staat kende een verlammende droogte, maar het was vooral ernstig in de zuidelijke Sierra Nevada. De periode van vier jaar was de droogste in de afgelopen eeuw, gecombineerd met benedengemiddelde neerslag en bovengemiddelde warmte die zich jaar na jaar uitbreidt.

"Deze afsterving van het bos kan worden gezien als een 'perfecte storm' - de kruising van vier jaar met weinig neerslag, hogere temperaturen dan in eerdere droogtes, en een zwaar overvol bos door eeuwenlange brandbestrijding, ' zei Balen.

Het onderzoek werd ondersteund door de National Science Foundation en het Amerikaanse ministerie van landbouw. Waarnemingen door de U.S. Forest Service Aerial Detection Survey toonden aan dat veel boomopstanden volledig verlies van volwassen coniferen leden. Vooral dennen werden zwaar getroffen door een plaag van schorskevers.

Directeur van het Sierra Nevada Research Institute Bales, Distinguished Professor of Engineering bij de afdeling Civiele en Milieutechniek in de School of Engineering, en professor Goulden van Earth System Science onderzocht boomgemeenschappen op verschillende hoogten en breedtegraden in de uitgestrekte bergketen met behulp van veld- en teledetectieobservaties.

Uit een onderzoek na de droogte bleek dat de boomsterfte het hoogst was in de buurt van 3, 800 voet hoogte, met bijna 80 procent verlies in 2016.

De studie schetst een sleutelfactor in het afsterven:een periode van ongewoon dichte vegetatie die samenviel met een langdurige droogte en warmer dan normaal. De hitte en de nabijheid van bomen en planten tot elkaar veroorzaakten een versnelde verdamping - vocht dat verdampte uit bladeren en opstijgt in de lucht als waterdamp. Hierdoor haalden de bomen nog meer water uit de grond.

"We verwachten dat klimaatverandering de verdamping en overdraging van grondvocht (wanneer er meer water uit de bodem wordt gehaald dan door neerslag wordt vervangen) tijdens droogte verder zal versterken, "Zei Goulden. "Dit effect zou kunnen resulteren in een toename van 15 tot 20 procent in boomsterfte voor elke extra graad van opwarming."

Met hun beter begrip van de bijdragen van factoren zoals hoogte, vegetatiedichtheid, warmte, neerslag en hoeveelheden grondwater, de onderzoekers zeiden dat ze nu een raamwerk hebben om het afsterven van bossen als gevolg van droogte te diagnosticeren en te voorspellen.

"Met behulp van direct beschikbare gegevens, we kunnen nu voorspellen waar in bergbossen meerjarige droogtes waarschijnlijk de grootste impact zullen hebben, en de drempel waarbij die effecten naar verwachting zullen optreden, ' zei Balen.