Ek som rotar sig i berggrunden vid Jackson Schools White Family Outdoor Learning Center. Upphovsman:Erica McCormick
Du kan inte pressa vatten från en sten. Men trädrötter kan - och de gör det oftare än forskare tidigare trott, med en ny studie som fann att berggrunden är en vanlig vattenkälla för träd över hela USA, inte bara en nödreserv under torka.
Upptäckten, ledd av forskare vid University of Texas i Austin och publicerad 8 september Natur , välter antaganden om var träd får sitt vatten och leder till nya idéer om hur skogens ekosystem fungerar. Det visar också att det är nödvändigt att redogöra för bergfuktighet - vattnet som klamrar sig till sprickor och porer i underjordiska stenar - när man gör förutsägelser om hur skogar kommer att reagera på klimatförändringar.
"Med torka som intensifieras, berggrund kan vara lika viktig för att förstå våra skogar som jord, "säger studieförfattaren Daniella Rempe, en biträdande professor vid UT Jackson School of Geosciences.
Erica McCormick, en forskningsassistent i Rempe -labbet som genomförde forskningen som en Jackson School -grundutbildning, ledde studien.
I mer än ett sekel har forskare runt om i världen har dokumenterat trädens rotning i berggrunden. Men dessa rötter har till stor del behandlats som en nyfikenhet, med forskare som överväger jord som de facto vattenkälla för de flesta träd, Sa Rempe. Och även om experiment på fältplatser har gett direkt bevis på att träd tappar bergfuktighet och litar på det under torka, frågor kvarstod om hur omfattande detta fenomen kan vara.
Genom att kombinera offentliga datamängder som spårade nederbörd och avdunstning i skogar från 2003 till 2017 med fältstudier i Texas och Kalifornien, forskarna fann att träd som tappar berggrund är långt ifrån sällsynta:Det händer över hela landet, med forskarna som upptäcker beteendet i cirka 24% av skogarna och buskarna - ett område som är större än Texas.
Forskningen presenterar en konservativ uppskattning av berggrundsvatten som används av skogar. Rempe uppskattar att den faktiska omfattningen och mängden bergtappning totalt sett kan vara dubbelt så stor som presenteras i studien.
Den rumsliga omfattningen av det årliga uttaget av berggrund från träiga växter i det kontinentala USA. Färgade områden omfattar omfattningen av träig vegetation där berggrund påträffas inom de övre 1,5 meterna. Detta område är uppdelat i fyra färger som motsvarar tillbakadragande av berggrundsvatten. Områden i grönt avlyssnades varje år av studien; Områden i rosa tappades några år; Områden i svart behöver inte ha tappats för att förklara trädvattenanvändning; och områden i grått uteslutits från studien. Upphovsman:McCormick et al.
Susan Schwinning, en professor vid Texas State University som inte var inblandad i forskningen, sa att studien är ett stort språng i kunskap, bevisa att det som en gång ansågs vara atypiskt beteende var avgörande.
"Det har tagit 100 år att komma från detta anekdotiska bevis - oh wow, trädrötter kan faktiskt gå så djupt - att förstå att detta förmodligen är på många ställen, en viktig del av att definiera ekosystemdynamik, " Hon sa.
Förutom att visa att träd vanligtvis slår rötter i berggrundens vattenlager, studien visar att träd flyttar stora mängder vatten. Bara i Kalifornien, mängden berggrundsvatten som skogen tar upp varje år överstiger kapaciteten i alla statens konstgjorda reservoarer.
Förutom att ge en längdskidsvy, studien presenterar data från enskilda fältplatser i centrala Texas och Kalifornien som visar att bergfuktighet kan överträffa marken som en vattenkälla. Till exempel, på sex platser i Kalifornien och två i centrala Texas, mer än 50% av vattnet som släpps ut från träd kom från bergfuktighet. På de flesta av dessa platser, klipporna rymde betydligt mer vatten än jorden gjorde - upp till tio gånger så mycket.
Även om det är klart att bergfuktighet spelar en avgörande roll för att upprätthålla skog, McCormick sa att det behövs mycket mer forskning för att veta hur och när träd har tillgång till vatten som är inlåst i stenar.
"Vi har mycket kvar att utforska, "sa hon." Vi har verktyg för att undersöka och beskriva markprocesser, men vi behöver data och experiment för att berätta hur vi ska behandla berggrunden. "
Studien var medförfattare av Jackson School doktorander Alison Tune och Logan Schmidt och Jackson School forskare Dana Chadwick, tillsammans med David Dralle, en forskningshydrolog med U.S. Forest Service Pacific Southwest Research Station, och Jesse Hahm, en biträdande professor vid Simon Fraser University.
