Duinen, zoals veel ecosystemen, meer dan één comfortzone hebben. Variaties in vocht, vooral, kan ze verschuiven van actief, golven van droog zand naar glooiende heuvels blazend met grond die wordt vastgehouden door gras en lage struiken.

Maar die veranderingen zijn niet altijd soepel en uniform, en nieuw onderzoek naar duinen in China beschrijft hoe zelfs aangrenzende duinen lang in verschillende en schijnbaar tegenstrijdige staten kunnen blijven - waardoor de beoordeling van stabilisatie-inspanningen wordt verstoord en de effecten van klimaatverandering worden gemaskeerd.

Al meer dan 15 jaar, Joe Mason, professor aardrijkskunde van de University of Wisconsin-Madison en onderzoekers van de Nanjing University, China, tot op heden zand- en grondlagen hebben bewerkt op duinplaatsen over meer dan 1, 000 kilometer in het noorden van China. Ze vergeleken hun resultaten met gegevens over temperatuur en regenval. Door te werken met ecologen die andere ecosystemen in droge gebieden hebben bestudeerd, ze publiceerden vandaag hun analyse van 144 studieplekken in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

"Op elke locatie kunnen we de tijden reconstrueren waarin de duinen op die locatie actief en kaal waren en toen ze vegetatie-gestabiliseerd waren, ", zegt Mason. "We kunnen aantonen dat er in de afgelopen 12 jaar zo'n lappendeken van actief en stabiel zand bestond, 000 jaar."

Aan het begin van die periode, de Mu Ons, Otindag, en Horqin-duinvelden waren bijna uniform kaal zand, maar in de loop van ongeveer vijf millennia is de jaarlijkse neerslag in de regio met bijna de helft toegenomen. Tegen ongeveer 6, 000 jaar geleden, bijna alle duinvelden waren bedekt met vloerbedekking - en beschermd tegen winderosie - door planten.

Bij de laatste 6 000 jaar, geschatte neerslag is teruggevallen tot jaarlijkse percentages vergelijkbaar met die van 12, 000 jaar geleden, en alles behalve ongeveer 35 procent van de duinen is teruggekeerd naar zanderige staten. Maar de veranderingen waren allesbehalve uniform.

"In de loop van de tijd verandert het aandeel actieve, zanderige plaatsen, maar geen patroon ruimtelijk binnen de duinvelden dat we kunnen relateren aan klimaat, "zegt Mason. "Als er een enkele drempel was, of gewoon een geleidelijke overgang van de ene toestand naar de andere, we zouden verwachten dat het hele duingebied vrij snel van de ene staat naar de andere en terug zou gaan als het klimaat veranderde. In plaats daarvan zien we dat elke lokale site zijn eigen ding doet in termen van wanneer deze overschakelt van actief naar stabiel."

Om een ​​kale te veranderen, actief duin in één gestabiliseerd door gras en struiken vereist meer vocht dan het verwisselde duin nodig heeft om de gestabiliseerde toestand te behouden. evenzo, er is een scherpere droge schok nodig om vegetatie te verwijderen en een duin in actief zand te veranderen dan nodig is om te voorkomen dat het plantendek opnieuw groeit.

"Er zijn terugkoppelingen die het systeem in een bepaalde staat houden, " zegt Mason, wiens werk werd gefinancierd door de Amerikaanse National Science Foundation. "Bijvoorbeeld, een actieve, zandduin is een extra harde plek voor een zaadje om te bezinken en te ontkiemen en te verspreiden. En wanneer stof uit de lucht valt op een voor vegetatie gestabiliseerde duin, het komt vast te zitten onder de planten en helpt meer vocht vast te houden en die planten op hun plaats te houden."

In combinatie met die reacties, lokale factoren—verschillen in de grootte van zandkorrels, hoogte boven de grondwaterspiegel, een menselijke verstoring of bijzonder sterke wind - kan op lokale schaal krachtig genoeg zijn om een ​​groep duinen in één stabiele staat te houden terwijl al zijn buren omslaan.

"Regenval is typisch fragmentarisch en zeer ruimtelijk variabel, vooral in een droge streek als deze, "zegt Mason. "Dus, één grote regenbui zou een gebied onder die storm in staat kunnen stellen te overleven tijdens een korte droge periode die een verschuiving naar zandactiviteit veroorzaakt in tal van andere gebieden eromheen."

Hoewel de regio dunbevolkt is, de Chinese overheid investeert sinds de jaren zeventig in projecten om de duinen te stabiliseren. Uitgestrekte roosters van planten of stokken die in de grond worden geprikt, zijn bedoeld om te voorkomen dat opwaaiend zand stukken snelweg opslokt, ranchland en treinsporen.

"Je kunt de omgevingsomstandigheden zelfs opzettelijk veranderen met deze enorme duinstabilisatieprogramma's, en je krijgt nog steeds geen uniform antwoord in het duinveld omdat elke lokale patch op een ander tijdstip zal reageren, "zegt Mason. "Dus het kan lijken op het mislukken van de duinstabilisatieprogramma's."

Gefragmenteerde veranderingen kunnen ook de verwachte effecten van snelle klimaatveranderingen maskeren.

"Vandaag, je zou kunnen stellen dat de duinen stabieler zijn dan ze zouden moeten zijn ten opzichte van waar ze 12 waren, 000 jaar geleden, toen de geschatte neerslag eigenlijk iets hoger was, Mason zegt:"Mede omdat klimaatverandering ook de windsnelheden in deze regio doet afnemen, er zijn gebieden die dat omslagpunt nog niet hebben bereikt om de actieve, zandduinen die we kunnen verwachten."