Es de esperar que las plantas que esperan prosperar en el ciclo de lluvia de auge o caída de California opten por echar raíces en un lugar que pueda almacenar mucha agua bajo tierra para durar años de sequía.
Pero algunas de las comunidades de plantas más exitosas del estado, y probablemente en climas mediterráneos en todo el mundo, que se caracterizan por inviernos húmedos y veranos secos han adoptado un enfoque diferente. Han aprendido a prosperar en áreas con un clima inferiorcapacidad de almacenamiento de agua subterránea apenas lo suficientemente grande como para contener el agua que cae incluso en años de escasez.
Sorprendentemente, estas plantas crecen bien tanto en años de poca agua como lluviosos precisamente porque el suelo y la roca erosionada debajo del suelo almacenan muy poca agua en relación con la lluvia entregada.
"El punto clave de nuestro estudio es que, en muchos sitios en la costa norte, la capacidad de almacenamiento es pequeña en relación con la cantidad de lluvia", dijo Jesse Hahm, un estudiante graduado de la Universidad de California, Berkeley, y unode los dos primeros autores del estudio. "Debido a que la capacidad del subsuelo para almacenar agua durante la estación húmeda es pequeña, aún llueve lo suficiente, incluso en los años secos, para reponer el suministro de agua. La capacidad limitada de almacenamiento subterráneo esEl mecanismo clave que desacopla las plantas y cuánta disponibilidad de agua tienen en el verano de los grandes cambios en las lluvias de invierno ".
Como resultado, estas plantas son mucho más resistentes en los años de sequía, como lo demuestra la costa norte relativamente indemne de California durante las sequías recientes que mataron a cientos de millones de árboles en Sierra Nevada.
"Debido a que el agua subterránea se repone incluso en años de sequía, en el verano estas plantas sienten la misma cantidad de suministro de agua bajo tierra, sin importar la cantidad de lluvia que cayó durante el invierno", dijo Hahm. "Realmente no sabensi llovió mucho o poco, porque tienen la misma cantidad de agua almacenada bajo tierra cada verano "
Por otro lado, las plantas que crecen hoy en el suelo que pueden absorber tanta agua como pueden proporcionar las lluvias de invierno son plantas anfitrionas que tendrán que lidiar con el clima cada vez más seco del estado, poniéndolos en riesgo a medida que cambia el clima.puede ser un problema para las comunidades de plantas de Sierra Nevada que dependen menos de una capa de nieve persistente y cada vez más del agua subterránea almacenada para durar todo el verano seco.
Hahm y David Dralle, el otro primer autor y un ex alumno graduado de Berkeley que es profesor asistente en la Universidad Estatal de Sacramento, describen sus hallazgos, junto con sus colegas, en un documento recientemente aceptado por la revista Cartas de investigación geofísica y ahora en línea
humedad de roca
Si bien la mayoría de las personas piensan que las plantas dependen solo del agua almacenada en la capa superior del suelo, William Dietrich de Berkeley, profesor de ciencias terrestres y planetarias, y la recién graduada Daniella Rempe, profesora asistente de la Universidad de Texas, Austin, descubrieron recientemente que el agua almacenada enla roca fracturada y desgastada debajo del suelo juega un papel igual o mayor lo que Dietrich y Rempe llaman "humedad de la roca" puede representar una proporción significativa de lo que las plantas dependen anualmente.
Dietrich dice que una de las principales implicaciones del nuevo estudio es que los modelos climáticos globales deben incorporar la humedad de las rocas en sus cálculos para representar y predecir con precisión los impactos de la sequía o las fuertes lluvias. En los últimos años, los árboles muertos por el calor o la sequíahan provocado incendios forestales catastróficos en California, España, Grecia, Australia y muchas regiones con un clima seco y mediterráneo.
"Comprender cómo se almacena el agua en las profundidades del lecho rocoso erosionado y cómo las variaciones en ese suministro de agua y en las precipitaciones afectan el suministro de agua de las plantas en esa zona es extremadamente importante en un clima estacionalmente seco", dijo Hahm.
En su estudio, los investigadores observaron 26 sitios en todo el estado. Todos estaban debajo del cinturón de nieve, por lo que la lluvia invernal almacenada bajo tierra era la fuente dominante de agua para las plantas durante la estación seca de verano. Utilizando datos de lluvia y el Servicio Geológico de EE. UU.datos de flujo de corriente para calcular la cantidad de agua almacenada anualmente bajo tierra, pudieron evaluar la capacidad de almacenamiento subterráneo del suelo y la roca erosionada.
De los 26 sitios, solo siete, todos en la Cordillera de la Costa Norte tenían una capacidad limitada de almacenamiento de agua subterránea y les fue bien durante la reciente sequía prolongada del estado, entre 2011 y 2016. Estos sitios iban desde la sabana de hierba y roble y chaparrala densos bosques de abetos Douglas, pero todos se caracterizaron por un bajo almacenamiento subterráneo en relación con la precipitación anual promedio en el área, que tiende a ser alta. El exceso de agua que el subsuelo no pudo almacenar en el invierno corrió por el suelo y fracturó la roca madre yterminó en las corrientes.
Los otros sitios, incluida la mayoría de los sitios en el sur de California, sufrieron la sequía, con la extinción de la vegetación y plantas menos saludables y menos verdes. Todos se caracterizaron por un almacenamiento subterráneo que es suficiente para absorber la mayor parte de la lluvia quecae anualmente, pero eso se había quedado agotado en años de sequía.
Utilizando imágenes satelitales para medir la productividad y la salud de la vegetación en cada sitio, los investigadores concluyeron que los sitios con alta capacidad de almacenamiento relativa eran los que más variaban entre años húmedos y secos en cuanto al verde de las plantas.La baja capacidad de almacenamiento subterráneo en relación con la precipitación anual promedio fue mejor, permaneciendo igualmente verde y saludable en años de sequía y años húmedos por igual.
Hahm señaló que muchas plantas en Sierra Nevada dependen de la capa de nieve para calmar su sed durante los veranos típicos sin lluvia. Pero a medida que las temperaturas aumentan con el calentamiento global, las precipitaciones de invierno se producirán cada vez más como lluvia.
"En cierto modo, esto es un vistazo al futuro", dijo Hahm. "A medida que el clima se calienta, y a medida que aumenta la elevación de la línea de nieve en estas cadenas montañosas, más y más lugares cambiarán de depender de la capa de nieve a ser dependienteen el agua almacenada en el subsuelo. Es necesario explorar más cómo esta limitación de la capacidad de almacenamiento afectará a las plantas en todo el estado en áreas de alta montaña ".
Las ideas sobre la humedad de las rocas surgieron de un proyecto a largo plazo en la Reserva Angelo Coast Range en el norte de California, parte del Sistema de Reserva Natural de UC, donde los científicos del Observatorio de la Zona Crítica del Río Eel siguieron el agua del cielo a través de la vegetación, el sueloy rockear en las corrientes y regresar a la atmósfera a través de la evaporación y la transpiración para trazar el ciclo de vida del agua en el medio ambiente. El financiamiento principal para el observatorio, que dirige Dietrich, proviene de la National Science Foundation EAR 1331940.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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