När klimatet förändras, växter i Nordamerika, mycket av Eurasien, och delar av Central- och Sydamerika kommer att konsumera mer vatten än de gör nu, vilket leder till mindre vatten för människor, enligt en ny studie i tidskriften Naturgeovetenskap . Forskningen tyder på en torrare framtid trots förväntade ökningar av nederbörd i befolkade delar av USA och Europa som redan står inför vattenpåfrestningar.

Studien utmanar många klimatforskares förväntningar om att växter kommer att göra mycket av världen blötare i framtiden. Forskare har länge antagit att när koldioxidhalterna ökar i atmosfären, växter kommer att minska sin vattenförbrukning, lämnar mer sötvatten tillgängligt i jordar och vattendrag. Detta beror på att eftersom mer koldioxid ackumuleras i luften, växter kan utföra samma mängd fotosyntes medan de delvis stänger porerna (stomata) på sina blad. Eftersom växter avger fukt genom sin stomi, detta skulle minska deras vattenförlust till atmosfären, hålla mer vatten på land i form av markfuktighet, vattendrag och vattendrag.

Men de nya fynden tyder på att denna historia 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 mitten av breddgraderna, studien finner, förväntade växtreaktioner på klimatförändringar kommer faktiskt att torka ut marken.

Cirka 60 procent av det globala vattenflödet från marken till atmosfären går genom växter. "Växter är som atmosfärens halm, "sa huvudförfattaren Justin Mankin, en biträdande professor i geografi vid Dartmouth College och adjungerad forskare vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory. "Frågan vi ställer här är, hur förändrar de kombinerade effekterna av koldioxid och uppvärmning storleken på halmen? "

Med hjälp av klimatmodeller, studien undersöker hur sötvattens tillgänglighet kan påverkas av förväntade förändringar i hur nederbörd fördelas mellan växter, floder och jordar. För studien, forskargruppen använde en ny redovisning av denna uppdelning, utvecklad tidigare av Mankin och kollegor på Lamont-Doherty för att beräkna de framtida effekterna av en varmare, koldioxidberikat klimat.

Den nya studien föreslår hur växelverkan mellan tre viktiga effekter av klimatförändringar på växter kommer att minska den regionala sötvattentillgängligheten. Först, när koldioxid ökar i atmosfären, växter kräver mindre vatten för att fotosyntetisera; detta ökar fukten på land. Än, när planeten värms, växtsäsongen kommer att bli längre och varmare; växter får därmed mer tid att växa och konsumera vatten, torka marken. Till sist, när atmosfärisk koldioxid ökar, växter kommer sannolikt att växa mer, eftersom fotosyntesen kommer att bli mer effektiv. För vissa regioner, de två senare effekterna - förlängda växtsäsonger och förstärkt fotosyntes - kommer att överstiga stomatas stängning. Det betyder att mer vegetation kommer att konsumera mer vatten under en längre tid, med nettoresultatet av torrare mark.

Som ett resultat, för stora delar av mittbredderna, växter kommer att lämna mindre vatten i jordar och vattendrag, även om det kommer ytterligare regn, och växtligheten är mer effektiv med sin vattenanvändning. Resultatet understryker vikten av att förbättra hur klimatmodeller representerar specifika ekosystem och deras reaktion på klimatförändringar, sa Mankin.

Världen förlitar sig på sötvatten som livsmedel, lantbruk, vattenkraft och industri. Än, på många ställen, det finns en grundläggande koppling mellan när nederbörd faller och när människor behöver vatten. Detta är fallet med Kalifornien, som får mer än hälften av sin nederbörd på vintern, men där efterfrågan toppar på sommaren. "Över hela världen, vi konstruerar lösningar för att flytta vatten från punkt A till punkt B för att övervinna denna koppling, "sa Mankin." Att tilldela vatten är politiskt omtvistat, kapitalintensiv och kräver riktigt långsiktig planering, som alla påverkar några av de mest utsatta befolkningarna. Vår forskning visar att vi inte kan förvänta oss att växter är ett universalmedel för framtida vattentillgänglighet. "

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.