Uno studio sugli ecosistemi boschivi che forniscono l'habitat per specie rare e in via di estinzione lungo torrenti e fiumi in tutta la California rivela che alcune di queste aree ecologicamente importanti stanno inavvertitamente beneficiando dell'acqua che gli umani stanno deviando per i propri bisogni. Sebbene sembri un vantaggio a breve termine per questi ecosistemi, l'offerta artificiale crea una dipendenza involontaria dalla sua taglia, minaccia la sopravvivenza a lungo termine delle comunità naturali e mette in luce la necessità di cambiamenti nel modo in cui l'acqua viene gestita in tutto lo stato.

"Dobbiamo essere più intenzionali nell'incorporare le esigenze idriche dell'ecosistema quando gestiamo l'acqua, sia per gli organismi acquatici che per le specie terrestri, " ha detto Melissa Rohde, l'autore principale di uno studio pubblicato il 14 giugno, 2021 nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) . "Questi ecosistemi forestali sono in uno stato precario perché abbiamo interrotto i processi idrologici naturali su cui queste specie vegetali fanno affidamento per supportare e sostenere i processi vitali chiave".

Nel clima mediterraneo stagionalmente secco della California, piante e animali sono adattati a fare affidamento sulle precipitazioni e sulla ricarica dell'umidità del suolo durante le piogge invernali e primaverili per la riproduzione e la crescita durante le estati tipicamente secche. Una volta che l'umidità del suolo è esaurita, specie arboree che si trovano spesso nei corridoi dei corsi d'acqua come salici, pioppi e querce, in genere utilizzano le acque sotterranee da profondità più profonde. Però, come Rohde, che ha guidato lo studio come Ph.D. candidato alla State University of New York College of Environmental Science and Forestry (ESF) e scienziato presso The Nature Conservancy of California, e i suoi colleghi scoprirono, la storia era più complicata.

Analizzando cinque anni di dati sul verde della vegetazione provenienti da immagini satellitari, i ricercatori hanno scoperto che in alcuni casi, questi ecosistemi sono stati colpiti da "sussidi idrici" forniti attraverso la regolazione umana dei fiumi, canali agricoli e scarichi da impianti di trattamento delle acque reflue. quella scoperta, Rohde ha detto, era un "rovina la mente". I boschi alterati lungo i corsi d'acqua nelle regioni più aride dello stato sono rimasti più verdi più a lungo nella stagione secca e sono stati meno sensibili ai cambiamenti nei livelli delle acque sotterranee rispetto agli ecosistemi naturali.

Molti degli ecosistemi fluviali più alterati si trovano nella Central Valley della California, il polo agricolo dello stato, che produce un terzo della produzione per gli Stati Uniti. Dalla corsa all'oro nel 1850, il massiccio insediamento umano che seguì portò alla bonifica del 95 percento dei boschi naturali delle pianure alluvionali in tutta la regione. Queste foreste rivierasche isolate e ristrette, o lungo i corsi d'acqua, ora forniscono un habitat importante per le specie minacciate e in via di estinzione..

Poiché l'acqua viene deviata dai fiumi ai canali per accogliere l'urbanizzazione e l'industria agricola multimiliardaria, crea un ambiente artificialmente stabile per gli ecosistemi boschivi ripariali e un "vivere velocemente, muoiono giovani" fenomeno che favorisce alberi a crescita rapida che raggiungono il picco e poi diminuiscono entro pochi decenni. Ma altre funzioni chiave dell'ecosistema, quali la rigenerazione di nuovi popolamenti forestali e il loro sviluppo nel tempo, sono state compromesse dalle estese alterazioni della portata dei corsi d'acqua e dei canali fluviali, che sono fissati sul posto e non creano più nuove aree di pianura alluvionale dove i giovani alberi possono stabilirsi.

"Chiamiamo queste foreste i "morti viventi" perché il suolo della foresta è privo di alberelli e alberi più giovani che possono sostituire gli alberi maturi quando muoiono, " ha detto Rohde. Ciò ha ripercussioni legate all'habitat per le specie in via di estinzione, biodiversità, sequestro del carbonio e cambiamento climatico.

Rohde ha detto, "La California è una delle regioni più ricche di biodiversità al mondo, contenente più specie rispetto al resto degli Stati Uniti e del Canada messi insieme. Nel bel mezzo della sesta estinzione di massa, la sostenibilità a lungo termine degli ecosistemi fluviali della California e la conservazione delle specie rare ed endemiche che vivono al loro interno ora si basano sul deliberato, gestione coordinata delle risorse e delle agenzie governative." Lei e TNC utilizzeranno le intuizioni dello studio per fornire una guida scientifica alle agenzie per le risorse naturali della California per la gestione sostenibile degli ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee in tutto lo stato.

Il gruppo di ricerca ha condotto il PNAS studio utilizzando dati online disponibili pubblicamente e Google Earth Engine, uno strumento open source per analizzare i dati dai satelliti e altri set di dati spaziali globali. "I nostri metodi e le nostre scoperte aprono un mondo completamente nuovo di possibilità di ricerca interdisciplinare e modi in cui i professionisti dell'acqua possono considerare le esigenze idriche dell'ecosistema per ottenere una gestione sostenibile dell'acqua, " ha detto Rohde.

Giovanni Stella, un professore dell'FSE e il dottorato di ricerca di Rohde. consulente, è il ricercatore principale della sovvenzione della National Science Foundation che ha finanziato lo studio. Egli ha detto:"Questo lavoro è rivoluzionario perché Melissa è stata in grado di combinare diversi grandi set di dati in un modo innovativo per capire come il clima e la gestione dell'acqua interagiscono per mettere a rischio questi ecosistemi sensibili. Le sue scoperte sono importanti per la gestione sostenibile delle acque sotterranee, non solo in tutta la California, ma nelle regioni del mondo con acqua limitata. Sfruttando e integrando in modo creativo questi grandi set di dati ambientali, ora possiamo rispondere alle domande sulla gestione delle risorse su una scala che prima era impossibile."