Datele satelitare dezvăluie o dinamică accentuată de tip „boom-and-bust” în zonele uscate care se înverzesc
Ecosistemele zonelor uscate acoperă 40% din suprafața terestră a Pământului și susțin peste 2 miliarde de oameni. Conform unui nou studiu publicat în Nature Climate Change, acestea devin tot mai instabile.
Înregistrările satelitare pe peste patru decenii arată că nivelurile ridicate de dioxid de carbon atmosferic au stimulat creșterea plantelor în anii ploioși, determinând o tendință persistentă de „înverzire”. Cercetătorii de la University of Arizona au descoperit însă că această tendință maschează fluctuații severe de la un an la altul, care lasă ecosistemele vulnerabile în anii secetoși. Volatilitatea creează impredictibilitate pentru agricultura dependentă de precipitații și arată că principalele modele globale ale vegetației supraestimează stabilitatea zonelor uscate.
Echipa condusă de Wen Zhang, doctorand în cadrul Școlii de Resurse Naturale și Mediu, a analizat 40 de ani de date satelitare pentru a urmări modificările indicelui suprafeței foliare — o măsură strâns legată de activitatea și productivitatea vegetației. Rezultatele au fost folosite pentru a evalua performanța celor mai bune modele globale ale vegetației disponibile.
O concluzie centrală a studiului este că aproximativ 80% din zonele uscate ale globului se confruntă cu o instabilitate în creștere.
„Extremele superioare și inferioare se distanțează tot mai mult pe măsură ce timpul trece”, a declarat Zhang. „Activitatea vegetației crește în anii ploioși, dar anii secetoși lovesc plantele mai puternic.”
Ea a spus că este posibil ca această dinamică să rezulte din combinarea dioxidului de carbon atmosferic în creștere cu variabilitatea precipitațiilor, dar sunt necesare mai multe date pentru a determina mecanismele precise.
„Există dovezi că, sub un nivel ridicat de CO2, plantele pot deveni mai eficiente în utilizarea apei, ceea ce le permite să crească mai multe frunze”, a spus ea. „Dar vegetația mai mare are nevoie de mai multe resurse pentru a se menține, așa că atunci când un an secetos urmează, aceste structuri au nevoie de mai multe resurse decât sunt disponibile, ceea ce le face mult mai sensibile și vulnerabile.”
Implicații pentru agricultura și ecologia zonelor uscate
În regiunile agricole dependente de precipitații, cum este sud-vestul american, volatilitatea mai mare de la un an la altul poate impune o dependență mai mare de irigații artificiale pentru menținerea productivității. De asemenea, producția de furaje pentru pășuni va deveni mai impredictibilă, cu implicații pentru creșterea animalelor și gestionarea terenurilor de pășunat.
„Variabilitatea mai mare a producției de furaje reprezintă o provocare semnificativă pentru administratorii de pășuni”, a declarat Bill Smith, autor principal al studiului și profesor asociat specializat în analiză geospațială a terenurilor, apei și schimbărilor climatice. „Crescătorii de animale se bazează pe o producție stabilă de furaje pentru a-și planifica necesarul de teren în fiecare sezon. O producție mai puțin previzibilă le poate perturba planurile, cu consecințe potențial dăunătoare pentru mijloacele de trai.”
Fluctuațiile productivității plantelor pot fi și un semnal de avertizare timpurie pentru schimbări ecologice mai semnificative, potrivit lui David Moore, coautor al studiului și profesor în cadrul Școlii de Resurse Naturale și Mediu.
„Dacă privești multe sisteme ecologice diferite, productivitatea lor tinde să oscileze înainte de o schimbare majoră. Este un semn că sunt sub stres și își pierd reziliența. Este posibil ca acesta să fie cazul zonelor uscate”, a spus el.
Un punct nevăzut al modelelor climatice
Este dificil pentru cercetători să prezică rezultatele finale ale acestui efect, în parte pentru că modelele existente ale sistemului Pământului nu l-au surprins. Studiul a evaluat 13 dintre principalele modele globale ale vegetației și a constatat că niciunul nu a reprodus creșterea observată a variabilității de la un an la altul.
„Modelele presupun că zonele uscate sunt încă stabile și că plantele vor răspunde la schimbările de dioxid de carbon și precipitații în moduri previzibile”, a spus Zhang. „Nu țin cont de faptul că răspunsurile plantelor se schimbă fundamental în timp.”
Această limitare are implicații majore pentru capacitatea de a prezice efectul schimbărilor climatice asupra ecosistemelor la nivel global.
„Dacă modelele sistemului Pământului nu surprind corect sensibilitatea plantelor din zonele uscate la schimbările climatice, atunci toate previziunile pentru următorii 50 de ani devin incerte”, a spus Smith. „Sperăm că acest studiu va inspira noi cercetări pentru o mai bună înțelegere și reprezentare a zonelor uscate în sistemul Pământului.”
