En forskargrupp ledd av Washington State University har funnit att medan torra områden runt om i världen kommer att expandera i en accelererad takt på grund av framtida klimatförändringar, deras genomsnittliga produktivitet kommer sannolikt att minska.

Studien, publiceras i Naturkommunikation den 3 april, är den första att kvantifiera effekten av accelererad torrmarksexpansion under framtida klimatförändringar på deras brutto primärproduktion. torrland, som främst omfattar savanner, gräsmarker och buskar, är viktiga för att stödja bete och icke-bevattnade odlingsmarker runt om i världen. De är också en viktig aktör i den globala kolcykeln och utgör 41 % av jordens landyta och stödjer 38 % av dess befolkning.

"Våra resultat belyser torrmarkernas sårbarhet för mer frekventa och allvarliga klimatextremer, " sa Jingyu Yao, en forskningsassistent vid WSU:s institution för civil- och miljöteknik och huvudförfattare på uppsatsen.

Att använda satellitdata för vegetationsproduktivitet, mätningar av kolets kretslopp från 13 platser och datauppsättningar från globala modeller av framtida klimatförändringar, forskarna fann att produktiviteten i torra områden kommer att öka totalt med cirka 12 % till 2100 jämfört med en baslinje från cirka 10 år sedan. Dock, när torrmarker ersätter mer produktiva ekosystem, den totala globala produktiviteten kanske inte ökar. Vidare, på grund av förväntade förändringar i nederbörd och temperaturer, mängden produktivitet i ett torrlandsområde kommer att minska.

Dessutom, forskarna fann att expansion mellan olika typer av torrmarker kommer att leda till stora förändringar i regionala och subtypers bidrag till global torrmarksproduktivitet.

Drylands kommer att uppleva betydande expansion och försämring i framtiden på grund av klimatförändringar, skogsbränder och mänskliga aktiviteter, inklusive förändringar av deras ekosystemstrukturer såväl som deras produktivitet, sa Heping Liu, professor vid institutionen för bygg- och miljöteknik och motsvarande författare på uppsatsen.

Eftersom dessa regioner redan är vattenstressade, de är särskilt känsliga för temperatur- eller nederbördsförändringar. Uppvärmning av temperaturer från klimatförändringar och mer frekventa och svåra torkar hotar deras biologiska mångfald såväl som deras förmåga att ta upp och behålla kol.

Särskilt i utvecklingsländer, försämringen av torra ekosystem kan få starka samhälleliga och ekonomiska konsekvenser, sa Yao.

Dessa förändringar har redan börjat ske under de senaste decennierna. I sydvästra USA, introduktionen av invasiva arter har förändrat torra områden från grönt till brunt. Nederbördsförändringar i Australien, som nästan helt består av torra marker, har inneburit en torrare kontinent med dramatiska effekter och Mongoliets gräsmarker har försämrats på grund av varmare temperaturer, mindre nederbörd och överbetning.

Medan torrländernas produktivitet är viktig för att stödja människor, dessa områden spelar också en avgörande roll i den årliga koldioxidomsättningen. De hjälper planeten att andas, absorberar koldioxid varje vår när växter växer och andas sedan ut den på hösten när de blir vilande. Eftersom tillväxten av torra ekosystem är mycket känslig för förändringar i nederbörd och temperatur, torrmarker visar den största påverkan av alla ekosystem i förändringar från år till år i kolcykeln.

Att förstå deras roll i framtida kolcykling kan hjälpa forskare att avgöra hur man bäst bevarar områden med högt kolupptag.

"I vårt samhälle, vi ägnar inte mycket uppmärksamhet åt vad som händer med torra områden, ", sa Liu. "Med tanke på deras betydelse för globala koldioxidcykler och ekosystemtjänster, En global handlingsplan som involverar strikt förvaltning och hållbart utnyttjande av torrmarker behövs omgående för att skydda de ömtåliga ekosystemen och förhindra ytterligare ökenspridning för att mildra klimatförändringarna."