Je ziet het niet gebeuren. Maar wat zich in een bos onder de grond afspeelt, is van groot belang bij het bepalen van het lot.

In een nieuwe studie, wetenschappers concluderen dat de zijwaartse stroming van water door de bodem een ​​belangrijke invloed kan hebben op hoe oeverbossen reageren op klimaatverandering. Modellen die worden gebruikt om de toekomstige situatie van bossen te voorspellen, houden doorgaans geen rekening met deze factor, maar ze zouden, zeggen onderzoekers.

"Er is niet veel aandacht geweest voor grondwater en hoe de verplaatsing van water van de ene locatie naar de andere ondergronds de overlevingskansen van planten kan beïnvloeden, sommige locaties droger maken, en anderen natter, " zegt hoofdauteur Xiaonan Tai, doctoraat, assistent-professor biologische wetenschappen aan het New Jersey Institute of Technology. "Grondwater is een verborgen waterbron voor ecosystemen die mensen door de jaren heen hebben verwaarloosd:het is erg moeilijk om te observeren en te kwantificeren, gewoon omdat we het niet kunnen zien. De bijdrage van ons nieuwe onderzoek is om te beginnen met het karakteriseren van laterale grondwaterprocessen en het kwantificeren van de rol die ze kunnen spelen bij het beïnvloeden van de toekomst van bossen."

De studie werd in juli gepubliceerd in Brieven voor milieuonderzoek , voortbouwend op onderzoeksthema's die Tai onderzocht als een Ph.D. student aardrijkskunde aan de universiteit van Buffalo, waar ze in 2018 haar doctoraal behaalde.

Het nieuwe artikel richt zich op het opnemen van informatie over ondergrondse hydrologie in computermodellen die het toekomstige lot van bossen voorspellen.

"Ons onderzoek zal de manier waarop de modelleringsgemeenschap van aardsystemen denkt over de gevolgen van toekomstige droogtes door klimaatverandering op bossen fundamenteel veranderen. " zegt Scott Mackay, doctoraat, UB-hoogleraar en leerstoel geografie en hoogleraar milieu en duurzaamheid. "In essentie, de verschillende vegetatiemodellen die er tegenwoordig zijn, gaan ervan uit dat de wereld plat is. Ons model verandert het verhaal door water zijdelings onder het oppervlak te laten bewegen, terwijl tegelijkertijd de fysiologische reacties van bomen op het landschap worden gemodelleerd."

Naast Tai en Mackay, auteurs van de nieuwe studie zijn Martin D. Venturas, doctoraat, aan de Universidad Politécnica de Madrid; Paul D. Brooks aan de Universiteit van Utah; en Lawrence B. Flanagan, doctoraat, aan de Universiteit van Lethbridge. Het onderzoek werd gefinancierd door de Amerikaanse National Science Foundation.

Het papier modelleert mogelijke toekomsten voor een oeverbos in Alberta, Canada, gericht op een periode van 20 jaar aan het einde van de 21e eeuw. Oeverbossen zijn veel voorkomende ecosystemen die zich naast een waterlichaam bevinden, zoals een beek of vijver.

Conventionele wijsheid suggereert dat naarmate het koolstofdioxidegehalte in bossen toeneemt, kleine poriën op bladeren - huidmondjes genoemd - hoeven niet zo wijd te openen om de koolstofdioxide te absorberen die planten nodig hebben voor fotosynthese. Dit, beurtelings, zal leiden tot een vermindering van het waterverlies, dat gebeurt via huidmondjes.

Maar de nieuwe studie suggereert dat de hoeveelheid water die wordt bespaard voor toekomstig gebruik misschien niet zo groot is als verwacht:"Zodra je ondergrondse laterale waterstroom introduceert, er is nog extra water bespaard, maar dat bespaarde water zal niet allemaal lokaal blijven, " Zegt Tai. "Een deel ervan zal wegtrekken, en als het eenmaal weg is, planten zullen het in toekomstige droogtes niet kunnen gebruiken."

In aanvulling, modellen die geen rekening houden met horizontale waterstroming, kunnen andere sterfterisico's overschatten, zegt Mackay.

"In de bodem, water kan in alle richtingen bewegen van gebieden met een hoog watergehalte naar gebieden met een laag watergehalte, "zegt hij. "Dit wordt uitgesproken in bergachtige landschappen omdat water van hoog naar laag beweegt, en in de nabijheid van waterlichamen, zoals men die aantreft in uiterwaarden van rivieren.

"Door het water horizontaal te verplaatsen, locaties die anders erg droog zouden zijn als de regen stopt, worden natter gemaakt, terwijl gebieden die doorgaans nat zijn het zich kunnen veroorloven om wat water op te geven zonder de planten te schaden."

The big-picture message of the research? If scientists and policymakers want to understand how riparian forests will fare in a warming world, they'll need to think more about hydrology and the hard-to-see processes that occur beneath the forest floor.