När jordens temperatur värms upp, dess hydrologiska cykel börjar överdriva – våta år blir blötare, och torra år blir torrare. Enligt en ny University of Arizona-ledd studie, dessa ökade nederbördsextremer kan få fruktansvärda konsekvenser för de halvtorra skogarna i västra USA.

"I många delar av USA, trädtillväxt reagerar starkare och konsekvent på torra år än på våta år, så ökningar i tillväxt under våta år kompenserar inte helt för minskningar i tillväxt under torka, sa Matt Dannenberg, huvudförfattare till studien som publicerades i dag i tidskriften Vetenskapens framsteg .

"På grund av detta, ökningar av extrema nederbördsfall kan leda till långvariga nedgångar i trädtillväxten, även utan förändring i medelnederbörden. Detta gäller särskilt för skogarna i sydväst, sa Dannenberg, som avslutade studien som postdoktor vid University of Arizona College of Agriculture and Life Sciences och nu är biträdande professor vid Institutionen för geografiska och hållbarhetsvetenskapliga vetenskaper vid University of Iowa.

För att bättre förstå hur skogar kan reagera på förändringar i extrema nederbörd, författarna analyserade långsiktiga trädringsrekord för mer än 1, 300 platser över hela USA. Trädringar dokumenterar årlig trädtillväxt som svar på säsongsbetonade klimatförändringar under trädets hela livslängd, ger ett fönster till trädtillväxt hundratals år in i det förflutna.

"Trädringar är en av våra viktigaste datakällor för att förstå tidigare klimat och för att placera de senaste klimatförändringarna i ett långsiktigt sammanhang, sa medförfattaren Erika Wise, docent vid institutionen för geografi vid University of North Carolina i Chapel Hill. "Genom att titta på hur trädtillväxt svarade på klimatet tidigare, vi kunde undersöka hur förändrade nederbördsextremer sannolikt kommer att påverka våra skogar."

Författarna använde trädringdata för att identifiera arter som är sårbara för nedbrytning, eller potentiellt till och med storskalig dödlighet, om extrema nederbörd fortsätter att öka.

Även om det fanns variation mellan trädarter i hela USA, författarna var förvånade över att finna att de flesta av de stora trädarterna i sydvästra USA – en region där nederbördsextrema förändras snabbast – visade tydliga bevis på starka negativa tillväxtsvar på nederbördsextrema.

"Sydvästerns ikoniska ponderosa tall, Douglas-gran, och pinon tall var särskilt drabbade, liksom bur eken i övre Mellanvästern, var och en såg avsevärt minskad tillväxt under torra år som inte balanserades av tillväxten som sporrades av fuktiga år, sa Dannenberg.

Globala klimatmodeller visar att nederbördsvariabiliteten sannolikt kommer att fortsätta att öka under 2000-talet, särskilt över torra skogar i västra USA. den kritiska frågan kvarstår, vad kan man göra för att förbereda sig, eller till och med förhindra, de skadliga effekterna av dessa förändringar?

Medan nyare forskning om behovet av storskaliga återplanteringsinsatser för att bekämpa klimatförändringar har fått draghjälp i populära medier, författarna betonar att lika ansträngningar också måste göras för att bättre förstå och hantera befintliga skogar för att förhindra försämring av deras förmåga att lagra kol.

"Vi hoppas att vår studie motiverar ytterligare forskningsinsatser över torra ekosystem i sydväst, sa William Smith, senior författare på studien och en biträdande professor vid University of Arizona School of Natural Resources and the Environment.

"Viktiga sydvästra trädarter kan vara i riskzonen när nederbördsextrema intensifieras. Förlusten av dessa viktiga arter kan få djupgående negativa konsekvenser för samhället, inklusive stora minskningar av regionala ekosystems kollagring, Smith tillade. "Om vi ​​vill undvika dessa nya negativa effekter av klimatförändringar, det finns ett akut behov av mer forskning som kan hjälpa till att informera adaptiva markförvaltningsstrategier."