Forschung prognostiziert Anstieg von Hydraulikausfällen in den Tropen

Neuer Forschung zufolge wird es in tropischen Regionen häufiger zu Hydraulikausfällen kommen veröffentlicht In Neuer Phytologe. Wenn sich die Wettermuster ändern und die Temperaturen steigen, müssen sich die Pflanzen anpassen, um zu überleben. Ein hydraulisches Versagen tritt auf, wenn durch Transpiration mehr Wasser verloren geht, als durch die Wurzeln aufgenommen wird. Wenn dies nicht behoben wird, verliert das Xylem seine Leitfähigkeit und die Pflanze wird nicht überleben.

„Eine Zunahme der hydraulischen Ausfallraten wird wahrscheinlich die Sterblichkeit und den Vegetationsumsatz erhöhen. Über längere Zeiträume wird dies die vegetative Zusammensetzung verändern und dazu führen, dass dürretolerantere Arten einen größeren Anteil der Wälder einnehmen“, sagte Zachary Robbins, ein Wissenschaftler am Los Alamos National Laboratory und korrespondierender Autor des Artikels.

„Das langfristige Risiko besteht darin, dass wir möglicherweise die natürlichen Kohlenstoffvorräte an Land verlieren, und zwar in einer Zeit, in der wir den Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre reduzieren müssen.“

In der Studie wird erstmals das FATES-HYDRO-Modell zur Bewertung des Risikos hydraulischer Ausfälle verwendet, was für Wissenschaftler ein wichtiges Puzzlestück ist, um die Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass steigende Temperaturen in tropischen Klimazonen zwar im Allgemeinen kurzfristige Produktivitätssteigerungen zur Folge haben, die langfristigen Auswirkungen jedoch zu deutlich höheren Sterberaten führen.

Frühere Studien stützten sich auf das Penman-Monteith-Leuning-Modell, das zwei wichtige Variablen nicht berücksichtigt: erhöhten Kohlendioxidausstoß und Dampfdruckdefizit. Robbins‘ Studie analysierte Pflanzenmerkmalskombinationen, um zu bestimmen, welche unter zukünftigen Klimabedingungen gut funktionieren könnten. Robbins und sein Team verwendeten 16 Erdsystemmodelle, um verschiedene Merkmale unter möglichen zukünftigen Szenarien zu testen.

Hydraulisches Versagen ist eine Kombination aus mehreren Pflanzenmerkmalen. Um zu verstehen, wie diese Merkmale zusammenwirken und zum hydraulischen Versagen beitragen, ist es wichtig, zu verstehen, wie sich ein gesundes Wachstum fördern lässt.

Einige Pflanzen können sich anpassen, indem sie Strategien wie die Anpassung der Zeitspanne umsetzen, in der ihre Stomata geöffnet bleiben. Durch diesen Prozess wirken Pflanzenspuren als „funktioneller Merkmalsfilter“ und Pflanzen, die unter den veränderten Bedingungen nicht überleben können, werden Pflanzen weichen, die dürre- und hitzeresistenter sind.

Der Rückgang der tropischen Wälder aufgrund hydraulischer Störungen wäre weltweit zu spüren.

„Simulationen wie diese können uns helfen, zukünftige Risiken für natürliche Ressourcen zu verstehen und auf die globalen Folgen des ökologischen Wandels zu reagieren oder ihnen zuvorzukommen“, sagte Robbins. „Die Berücksichtigung dieser Veränderungen bei hydraulischen Ausfallraten wird entscheidend sein, um die Häufigkeit von Waldbränden und Waldsterben sowie die Sicherheit natürlicher Ressourcen zu verstehen.“

Das Team aus Los Alamos setzt seine Bemühungen mit dem FATES-HYDRO-Modell fort, um das Pflanzensterben weltweit besser zu verstehen, und arbeitet daran, dieses Projekt auf den amerikanischen Südwesten auszuweiten.