Torkan är endemisk för den amerikanska västern tillsammans med värmeböljor och intensiva skogsbränder. Men forskare har bara börjat förstå hur effekterna av flera torkar kan förvärra skogarna annorlunda än en enda torka.

Skogsekologen Anna Trugman vid UC Santa Barbara – tillsammans med sina kollegor vid University of Utah, Stanford University och U.S. Forest Service – undersökte effekterna av upprepade, extrem torka på olika typer av skogar över hela världen. De fann att en mängd olika faktorer kan öka och minska en skogs motståndskraft mot efterföljande torka. Dock, studien, publiceras i Naturens klimatförändringar , drog slutsatsen att på varandra följande torkar i allmänhet är alltmer skadliga för skogarna, även när varje torka inte var mer extrem än den första.

Torka gör vanligtvis enskilda träd mer sårbara för efterföljande torka. "Att förvärra extrema händelser kan vara riktigt stressande för skogar och träd, sade Trugman, en biträdande professor vid Geografiska institutionen. Hon jämför upplevelsen med en person som kämpar mot en sjukdom:Du kommer att drabbas hårdare om du blir sjuk igen medan du fortfarande återhämtar dig.

Som sagt, fallet är inte fullt så tydligt. "Teoretiskt sett, svar på efterföljande torka kan vara ganska varierande beroende på ett brett spektrum av faktorer på trädnivå och ekosystemnivå, " sa huvudförfattaren William Anderegg, en biträdande professor vid University of Utah. Så, medan en torka kan placera ett träd under avsevärd stress, det kan också döda några av sina grannar, lämnar de överlevande med mindre konkurrens om vatten om de torra förhållandena skulle återvända.

Trugman och hennes kollegor använde en mängd olika datakällor för att undersöka denna effekt i bred skala. Trädringdata som spänner över 100 år gjorde det möjligt för dem att se hur träd som överlevde en initial torka växte efteråt. Data från U.S.S Forest Inventory and Analysis gav dem tillgång till statistik om träddödlighet för mer än 100, 000 skogstomter från 2000 till och med 2018. De kombinerade dessa källor med satellitmätningar av vattenhalten i skogstak.

Två tydliga tendenser framkom. "Vi fann att träd i allmänhet verkar bli mer sårbara för stress efter flera torka, speciellt barrträd, " sa Anderegg.

Det andra fyndet, forskarna tror, handlar om grundläggande fysiologi. Barrträd och deras anhöriga har andra kärlsystem än bredbladiga träd, eller "angiospermer". Som ett resultat, de kan drabbas av mer skada i en initial torka och vara i underläge jämfört med angiospermer under efterföljande perioder av torkastress. Trädringsdata bekräftar detta, visar att barrträd som överlevde en torka växte mycket långsammare, speciellt om en ny torka satte sig in.

"Däremot angiospermer har mycket mer flexibel anatomi och fysiologi, och detta verkar hjälpa dem att återhämta sig snabbare och mer fullständigt efter inledande torka, " sa Anderegg.

Anderegg var särskilt förvånad över den påverkan upprepade torkan hade på Amazonas regnskog. "Vi tenderar att tänka på dessa skogar som inte särskilt påverkade av torka och, på grund av deras höga trädmångfald, kan återhämta sig snabbt, "Men våra resultat tyder på att Amazonas har drabbats hårt av tre mycket svåra torkar under de senaste 15 åren."

Skogar är komplexa system, och en mängd olika faktorer dikterar i slutändan hur de reagerar på extrema händelser. "När det gäller skada behöver du inte bara tänka på det på individnivå, men också på skogsnivå, " sa Trugman. Så, även om de kommer att behöva tid för att återhämta sig från en extrem torka, överlevande träd kommer att möta mindre konkurrens om vattenresurser än de hade tidigare. Detta kan lämna dem i en bättre situation om torkan återvänder till området.

Vad mer, naturligt urval kommer att driva skogen som helhet att övergå till mer motståndskraftiga individer, eller till och med mer torktoleranta arter överlag. Upprepade torka påverkar även skogsskadegörare och patogener, och deras reaktion på dessa förhållanden kommer också att påverka hur skogarna beter sig.

Forskare arbetar fortfarande med att reda ut de förhållanden under vilka var och en av dessa faktorer når toppen. "Denna [studie] ger mycket motivation, sade Trugman, "men jag tror att nästa pressande steg är att komma till de underliggande mekanismerna på en fysiologisk nivå och ekologisk nivå."

Forskare kan använda dessa insikter för att förbättra datormodeller och göra mer exakta prognoser om skogarnas framtid i ett föränderligt klimat. "Klimatförändringar kommer att ge mer frekventa torka, " Anderegg sa, "så vi måste förstå och kunna förutse hur skogar kommer att reagera på flera torkar.

"Dessa resultat är särskilt avgörande i västra USA, " han lade till, "där vi har haft ett antal stora torka under de senaste 20 åren.