Torrmarker täcker cirka 41 % av jordens landyta och är värd för en av tre människor som bor på vår planet. I dessa områden, livet påverkas starkt av torrhet, dvs balansen mellan mängden regnvatten och det vatten som går förlorat vid avdunstning. I det här sammanhanget, torrhet ökar över hela världen till följd av klimatförändringar. En studie utförd av Dryland Ecology and Global Change Lab vid universitetet i Alicante (UA) ledd av Fernando T. Maestre och publicerad i Vetenskap avslöjade för första gången att när torrheten ökar, torra ekosystem på planeten genomgår en serie abrupta förändringar.

"I studien fann vi att många ekosystemegenskaper hade ett icke-linjärt svar på små torrhetsökningar. Detta betyder att det finns nivåer där snabbare, ibland sker till och med abrupta förändringar till följd av relativt små torktumlingsökningar. Därför, man kan säga att, när vissa torrhetsgränser passeras, ekosystemet genomgår oproportionerliga förändringar och blir ännu torrare, "Santiago Soliveres, Ramón y Cajal forskare vid UA och medförfattare till studien, förklarar.

Tre faser av förändring

Tre faser av förändring identifierades av forskarna. Först, när torrhetsnivåer korsar värden på runt 0,54, "ekosystemet begränsas av bristen på vatten. Vegetationen förändras och den domineras av arter anpassade till torka, som gräs och buskar, som redan är fallet på många områden på den iberiska halvön, " UA-forskaren Fernando T. Maestre säger.

Efter dessa initiala vegetationsförändringar, när torrhetsvärdena överstiger 0,7, jorden blir mycket mindre bördig. Den tappar sin struktur och blir mer sårbar för erosion. Dessutom, jordorganismer som spelar viktiga roller för att upprätthålla markens näringsämnen påverkas radikalt, med en dominerande närvaro av patogener på bekostnad av mer fördelaktiga organismer.

Till sist, bortom ariditetsvärden på 0,8, en plötslig förlust av mångfald och växttäckning sker. "När denna tröskel har passerat, vattenbristen är sådan att växter inte kan trivas under dessa förhållanden. Den biologiska aktiviteten minskar drastiskt och livet blir betingat av möjligheternas fönster som uppstår under sällsynta regnhändelser. Ekosystemet har blivit en öken, " enligt Maestre.

20 % av världens länder påverkas år 2100

Enligt klimatprognoser, mer än 20% av de framväxande länderna på planeten kan passera en eller flera av de tröskelvärden som identifierats i denna studie år 2100. "Livet kommer inte att försvinna, men våra resultat tyder på att dessa ekosystem kan uppleva plötsliga förändringar som kommer att minska deras kapacitet att tillhandahålla ekosystemtjänster till mer än 2 miljarder människor, såsom jordens bördighet och produktion av biomassa, säger Miguel Berdugo, huvudförfattaren till studien och en forskare vid UA Dryland Ecology and Global Change Lab fram till januari 2020.

Minimera negativa konsekvenser

Resultaten av denna studie är av stor relevans för att förstå effekterna av klimatförändringar på torra ekosystem, eftersom de kan hjälpa till att upprätta begränsande åtgärder. "Även om vi inte kommer att stoppa klimatförändringarna, Jag tror att vi fortfarande kan minimera dess negativa konsekvenser på dessa ekosystem, som är avgörande för att uppnå en hållbar utveckling, "säger Maestre." Genom att tillhandahålla information om hur vegetation och markegenskaper förändras när torrheten ökar, och genom att kartlägga de områden som är mest förnuftiga för sådana ökningar, våra resultat kan användas för att optimera övervaknings- och återställningsinsatser, bevara den biologiska mångfalden och undvika ökenspridning av dessa ekosystem, " tillägger han. Ricard Solé, en medförfattare till studien, ICREA-forskare vid Institutet för Evolutionsbiologi (IBE, UPF-CSIC) och föreläsare vid Pompeu Fabra University, hoppas att "den här studien kommer att hjälpa till att utveckla potentiella interventionsscenarier som kan inkludera användning av syntetisk biologi för att modifiera ekosystem i fara". Denna "terraformation" av ekosystem är en del av det pågående samarbetet mellan UPF och universitetet i Alicante.