Drylands beslaan ongeveer 41% van het landoppervlak van de aarde en herbergen een op de drie mensen die onze planeet bewonen. In deze gebieden, het leven wordt sterk beïnvloed door droogte, dat wil zeggen de balans tussen de hoeveelheid regenwater en het water dat verloren gaat door verdamping. In deze betekenis, De droogte neemt wereldwijd toe als gevolg van klimaatverandering. Een studie uitgevoerd door het Dryland Ecology and Global Change Lab aan de Universiteit van Alicante (UA) onder leiding van Fernando T. Maestre en gepubliceerd in Wetenschap onthulde voor het eerst dat naarmate de droogte toeneemt, dryland-ecosystemen op de planeet ondergaan een reeks abrupte veranderingen.

"In de studie ontdekten we dat tal van ecosysteemkenmerken een niet-lineaire reactie hadden op kleine stijgingen van de droogte. Dit betekent dat er niveaus zijn waarop sneller, soms treden zelfs abrupte verschuivingen op als gevolg van relatief kleine stijgingen van de dorheid. Daarom, het kan gezegd worden, wanneer bepaalde droogtedrempels worden overschreden, het ecosysteem onevenredige veranderingen ondergaat en nog droger wordt, "Santiago Soliveres, Ramón y Cajal-onderzoeker aan de UA en co-auteur van de studie, verklaart.

Drie fasen van verandering

De onderzoekers onderscheiden drie fasen van verandering. Eerst, wanneer de droogteniveaus waarden van ongeveer 0,54 overschrijden, "het ecosysteem wordt beperkt door het gebrek aan water. De vegetatie verandert en het wordt gedomineerd door soorten die zijn aangepast aan droogte, zoals grassen en struiken, zoals al het geval is in veel gebieden op het Iberisch schiereiland, UA-onderzoeker Fernando T. Maestre zegt.

Na deze aanvankelijke vegetatieveranderingen, wanneer de dorheidswaarden 0,7 overschrijden, de grond wordt veel minder vruchtbaar. Het verliest zijn structuur en wordt kwetsbaarder voor erosie. Bovendien, bodemorganismen die een essentiële rol spelen bij het in stand houden van bodemvoedingsstoffen worden radicaal aangetast, met een dominante aanwezigheid van ziekteverwekkers ten koste van meer heilzame organismen.

Eindelijk, boven dorheidswaarden van 0,8, een abrupt verlies van diversiteit en plantbedekking vindt plaats. "Als deze drempel eenmaal is overschreden, het watertekort is zodanig dat planten onder deze omstandigheden niet kunnen gedijen. Biologische activiteit wordt drastisch verminderd en het leven wordt geconditioneerd door de kansen die zich voordoen tijdens zeldzame regengebeurtenissen. Het ecosysteem is een woestijn geworden, ", aldus Meester.

20% van de wereldwijde landen getroffen door 2100

Volgens klimaatvoorspellingen meer dan 20% van de opgekomen landen van de planeet kan tegen 2100 een of meer van de in deze studie geïdentificeerde droogtedrempels overschrijden. "Het leven zal niet verdwijnen, maar onze bevindingen suggereren dat deze ecosystemen abrupte veranderingen kunnen ondergaan die hun vermogen om ecosysteemdiensten aan meer dan 2 miljard mensen te leveren, zullen verminderen, zoals bodemvruchtbaarheid en biomassaproductie, " zegt Miguel Berdugo, de hoofdauteur van de studie en een onderzoeker bij het UA Dryland Ecology and Global Change Lab tot januari 2020.

Negatieve gevolgen minimaliseren

De bevindingen van deze studie zijn van groot belang voor het begrijpen van de effecten van klimaatverandering op ecosystemen in droge gebieden, omdat ze zouden kunnen helpen mitigerende maatregelen vast te stellen. "Hoewel we de klimaatverandering niet zullen stoppen, Ik geloof dat we de negatieve gevolgen ervan voor deze ecosystemen nog steeds kunnen minimaliseren, die essentieel zijn voor een duurzame ontwikkeling, ", zegt Maestre. "Door informatie te verstrekken over hoe vegetatie en bodemeigenschappen veranderen naarmate de droogte toeneemt, en door de gebieden in kaart te brengen die het meest gevoelig zijn voor dergelijke stijgingen, onze resultaten kunnen worden gebruikt om monitoring- en herstelinspanningen te optimaliseren, de biodiversiteit te behouden en de verwoestijning van deze ecosystemen te voorkomen, " voegt hij eraan toe. Ricard Solé, een co-auteur van de studie, ICREA-onderzoeker bij het Institute of Evolutionary Biology (IBE, UPF-CSIC) en docent aan de Pompeu Fabra University, hoopt dat "deze studie zal helpen bij het ontwikkelen van mogelijke interventiescenario's die het gebruik van synthetische biologie kunnen omvatten om ecosystemen die gevaar lopen te wijzigen." Deze "terravorming" van ecosystemen maakt deel uit van de voortdurende samenwerking tussen de UPF en de Universiteit van Alicante.