Droogte is endemisch in het Amerikaanse Westen, samen met hittegolven en intense bosbranden. Maar wetenschappers beginnen pas te begrijpen hoe de effecten van meerdere droogtes kunnen samengaan om bossen anders te beïnvloeden dan een enkele droogte alleen.

UC Santa Barbara bosecoloog Anna Trugman - samen met haar collega's van de Universiteit van Utah, Stanford University en de U.S. Forest Service onderzochten de effecten van herhaalde, extreme droogte in verschillende soorten bossen over de hele wereld. Ze ontdekten dat verschillende factoren de veerkracht van een bos tegen daaropvolgende droogtes kunnen vergroten en verkleinen. Echter, de studie, gepubliceerd in Natuur Klimaatverandering , geconcludeerd dat opeenvolgende droogtes over het algemeen steeds schadelijker zijn voor bossen, zelfs wanneer elke droogte niet extremer was dan de eerste.

Droogtes maken individuele bomen meestal kwetsbaarder voor daaropvolgende droogtes. "Het samenvoegen van extreme gebeurtenissen kan erg stressvol zijn voor bossen en bomen, " zei Trugman, een assistent-professor bij de afdeling Geografie. Ze vergelijkt de ervaring met iemand die tegen een ziekte vecht:je zult harder getroffen worden als je weer ziek wordt terwijl je nog aan het herstellen bent.

Dat gezegd hebbende, de zaak is niet zo duidelijk. "Theoretisch, reacties op daaropvolgende droogtes kunnen nogal uiteenlopen, afhankelijk van een breed scala aan factoren op boom- en ecosysteemniveau, " zei hoofdauteur William Anderegg, een assistent-professor aan de Universiteit van Utah. Dus, terwijl een droogte een boom onder aanzienlijke stress kan plaatsen, het kan ook enkele van zijn buren doden, waardoor de overlevenden met minder concurrentie om water achterblijven als de droge omstandigheden terugkeren.

Trugman en haar collega's gebruikten verschillende databronnen om dit effect op brede schaal te onderzoeken. Met gegevens over boomringen van meer dan 100 jaar konden ze zien hoe bomen die een aanvankelijke droogte overleefden, daarna groeiden. Gegevens van de Amerikaanse bosinventarisatie en -analyse gaven hen toegang tot statistieken over boomsterfte voor meer dan 100, 000 bospercelen van 2000 tot en met 2018. Ze combineerden deze bronnen met satellietmetingen van het watergehalte in bosluifels.

Er kwamen twee duidelijke tendensen naar voren. "We ontdekten dat bomen over het algemeen kwetsbaarder lijken te worden voor stress na meerdere droogtes, vooral coniferen, ' zei Anderegg.

De tweede bevinding, de onderzoekers geloven, komt neer op fundamentele fysiologie. Coniferen en hun verwanten hebben een ander vaatstelsel dan loofbomen, of "angiospermen." Als resultaat, ze kunnen meer schade oplopen bij een aanvankelijke droogte en in het nadeel zijn in vergelijking met angiospermen tijdens volgende perioden van droogtestress. De jaarringgegevens bevestigen dit, waaruit blijkt dat coniferen die een droogte overleefden veel langzamer groeiden, vooral als er weer een droogte inzette.

"Daarentegen, angiospermen hebben een veel flexibelere anatomie en fysiologie, en dit lijkt hen te helpen sneller en vollediger te herstellen na aanvankelijke droogtes, ' zei Anderegg.

Anderegg was vooral verrast door de impact van herhaalde droogte op het Amazone-regenwoud. "We hebben de neiging om te denken dat deze bossen niet erg getroffen zijn door droogte en, vanwege hun grote diversiteit aan bomen, snel kunnen herstellen, " zei hij. "Maar onze resultaten geven aan dat de Amazone de afgelopen 15 jaar hard is getroffen door drie zeer ernstige droogtes."

Bossen zijn complexe systemen, en een verscheidenheid aan factoren bepaalt uiteindelijk hoe ze reageren op extreme gebeurtenissen. "Bij schade moet je er niet alleen op individueel niveau over nadenken, maar ook op bosniveau, "zei Trugman. Dus, hoewel ze tijd nodig hebben om te herstellen van een extreme droogte, overlevende bomen zullen minder concurrentie krijgen om waterbronnen dan voorheen. Dit zou hen in een betere situatie kunnen brengen als de droogte in het gebied terugkeert.

Bovendien, natuurlijke selectie zal het bos als geheel ertoe aanzetten om over te gaan naar meer veerkrachtige individuen, of zelfs tot meer droogtetolerante soorten in het algemeen. Herhaalde droogte heeft ook gevolgen voor bosplagen en ziekteverwekkers, en hun reactie op deze omstandigheden zal ook van invloed zijn op het gedrag van bossen.

Wetenschappers werken nog steeds aan het ontwarren van de omstandigheden waaronder elk van deze factoren naar de top stijgt. "Deze [studie] geeft veel motivatie, " zei Trugman, "maar ik denk dat de volgende dringende stap is om de onderliggende mechanismen op fysiologisch en ecologisch niveau te bereiken."

Onderzoekers kunnen deze inzichten gebruiken om computermodellen te verbeteren en nauwkeurigere voorspellingen te doen over de toekomst van bossen in een veranderend klimaat. "Klimaatverandering zal vaker droogtes met zich meebrengen, "Anderegg zei, "Dus we moeten begrijpen en kunnen voorspellen hoe bossen zullen reageren op meerdere droogtes.

"Deze resultaten zijn vooral cruciaal in de westelijke VS, " hij voegde toe, "waar we de afgelopen 20 jaar een aantal grote droogtes hebben gehad.