Med klimatförändringarna, Framtidens växter kommer att förbruka mer vatten än i dag, leder till mindre vatten tillgängligt för människor som bor i Nordamerika och Eurasien, enligt en Dartmouth-ledd studie i Naturgeovetenskap . Forskningen tyder på en torrare framtid trots förväntade nederbördsökningar för platser som USA och Europa, folkrika regioner som redan står inför vattenpåfrestningar.

Studien utmanar en förväntan inom klimatvetenskapen att växter kommer att göra världen blötare i framtiden. Forskare har länge trott att när koldioxidkoncentrationerna ökar i atmosfären, växter kommer att minska sin vattenförbrukning, lämnar mer sötvatten tillgängligt i våra jordar och vattendrag. Detta beror på att när mer koldioxid ackumuleras i vår atmosfär kan växter fotosyntetisera samma mängd samtidigt som de delvis stänger porerna (stomata) på sina blad. Stängda stomata innebär mindre växtvattenförlust till atmosfären, ökande vatten i landet. De nya rönen avslöjar att denna historia om växter som gör landet blötare är begränsad till tropikerna och de extremt höga breddgraderna, där tillgången på sötvatten redan är hög och konkurrerande krav på det är låga. För stora delar av mellanbreddgraderna, studien finner, förväntade växtsvar på klimatförändringar kommer inte att göra marken fuktigare utan torrare, vilket har enorma konsekvenser för miljontals människor.

"Ungefär 60 procent av det globala vattenflödet från marken till atmosfären går genom växter, kallas transpiration. Växter är som atmosfärens halm, dominerar hur vatten strömmar från land till atmosfären. Så vegetation är en enorm bestämningsfaktor för vilket vatten som finns kvar på land för människor, " förklarade huvudförfattaren Justin S. Mankin, en biträdande professor i geografi vid Dartmouth och adjungerad forskare vid Lamont-Doherty Earth Observatory vid Columbia University. "Frågan vi ställer här är, hur förändrar de kombinerade effekterna av koldioxid och uppvärmning storleken på det strået?"

Med hjälp av klimatmodeller, studien undersöker hur tillgången på sötvatten kan påverkas av förväntade förändringar i hur nederbörden fördelas mellan växter, floder och jordar. För studien, forskargruppen använde en ny redovisning av denna nederbördsuppdelning, utvecklat tidigare av Mankin och kollegor för att beräkna den framtida avrinningsförlusten till framtida vegetation i en varmare, koldioxidberikat klimat.

Den nya studiens resultat avslöjade hur samspelet mellan tre nyckeleffekter av klimatförändringens effekter på växter kommer att minska den regionala tillgången på sötvatten. Först, när koldioxiden ökar i atmosfären, växter kräver mindre vatten för att fotosyntetisera, väter marken. Än, andra, när planeten värms upp, växtsäsongerna blir längre och varmare:växter har mer tid att växa och konsumera vatten, torkar marken. Till sist, när koldioxidkoncentrationerna ökar, växter kommer sannolikt att växa mer, när fotosyntesen förstärks. För vissa regioner, dessa två sistnämnda effekter, förlängda växtsäsonger och förstärkt fotosyntes, kommer att överskrida den stängande stomata, vilket innebär att mer växtlighet kommer att förbruka mer vatten under en längre tid, torkar marken. Som ett resultat, för stora delar av mellanbreddgraderna, växter lämnar mindre vatten i jordar och bäckar, även om det kommer ytterligare nederbörd och växtligheten är mer effektiv med sin vattenanvändning. Resultatet understryker också vikten av att förbättra hur klimatmodeller representerar ekosystem och deras svar på klimatförändringar.

Världen är beroende av sötvatten för mänsklig konsumtion, lantbruk, vattenkraft, och industri. Än, för många ställen, det finns en grundläggande koppling mellan när nederbörden faller och när människor använder detta vatten, som fallet är med Kalifornien, som får mer än hälften av sin nederbörd på vintern, men toppkraven är på sommaren. "Över hela världen, vi konstruerar lösningar för att flytta vatten från punkt A till punkt B för att övervinna denna spatiotemporala koppling mellan vattenförsörjning och dess efterfrågan. Att tilldela vatten är politiskt omtvistat, kapitalintensiva och kräver riktigt långsiktig planering, allt detta påverkar några av de mest utsatta befolkningsgrupperna. Vår forskning visar att vi inte kan förvänta oss att växter är ett universellt universalmedel för framtida vattentillgång. Så, att tydligt kunna bedöma var och varför vi bör förutse förändringar av vattentillgången i framtiden är avgörande för att säkerställa att vi kan vara förberedda, " tillade Mankin.