Quercia radicata nella roccia presso il White Family Outdoor Learning Center della Jackson School. Credito:Erica McCormick
Non puoi spremere acqua da una roccia. Ma le radici degli alberi possono farlo, e lo fanno più frequentemente di quanto gli scienziati pensassero in precedenza, con un nuovo studio che ha scoperto che il substrato roccioso è una fonte regolare di acqua per gli alberi negli Stati Uniti, non solo una riserva di emergenza durante la siccità.
La scoperta, guidato da ricercatori dell'Università del Texas ad Austin e pubblicato l'8 settembre in Natura , capovolge ipotesi di vecchia data su dove gli alberi ottengono la loro acqua e sta portando a nuove idee su come funzionano gli ecosistemi forestali. Dimostra anche la necessità di tenere conto dell'umidità delle rocce, l'acqua che si attacca alle crepe e ai pori delle rocce sotterranee, quando si fanno previsioni su come le foreste risponderanno ai cambiamenti climatici.
"Con l'intensificarsi della siccità, il substrato roccioso potrebbe essere la chiave per comprendere le nostre foreste come suoli, ", ha affermato la coautrice dello studio Daniella Rempe, un assistente professore presso la UT Jackson School of Geosciences.
Erica McCormick, un assistente di ricerca nel laboratorio di Rempe che ha condotto la ricerca come studente della Jackson School, condotto lo studio.
Da più di un secolo, scienziati di tutto il mondo hanno documentato il radicamento degli alberi nel substrato roccioso. Ma queste radici sono state in gran parte trattate come una curiosità, con gli scienziati che considerano il suolo la fonte di acqua de facto per la maggior parte degli alberi, ha detto Rempé. E sebbene gli esperimenti sui siti sul campo abbiano fornito prove dirette di alberi che intercettano l'umidità della roccia e si affidano a essa durante i periodi di siccità, Rimanevano interrogativi su quanto vasto possa essere questo fenomeno.
Combinando set di dati pubblici che hanno monitorato le precipitazioni e l'evaporazione nelle foreste dal 2003 al 2017 con studi sul campo in Texas e California, i ricercatori hanno scoperto che gli alberi che toccano il substrato roccioso sono tutt'altro che rari:sta accadendo in tutto il paese, con gli scienziati che hanno rilevato il comportamento in circa il 24% delle foreste e degli arbusti, un'area più grande delle dimensioni del Texas.
La ricerca presenta una stima conservativa dell'acqua del substrato rocciosa utilizzata dalle foreste. Rempe stima che, nel complesso, l'estensione effettiva e la quantità di picchi di roccia potenzialmente raddoppiano rispetto a quanto presentato nello studio.
L'estensione spaziale del prelievo idrico annuale del substrato roccioso da parte delle piante legnose negli Stati Uniti continentali. Le aree colorate comprendono l'estensione della vegetazione legnosa in cui si incontra il substrato roccioso entro i 1,5 metri superiori. Quest'area è suddivisa in quattro colori che corrispondono al prelievo dell'acqua del substrato roccioso. Le aree in verde sono state sfruttate ogni anno dello studio; Le aree in rosa sono state sfruttate alcuni anni; Non è necessario che le aree in nero siano state toccate per spiegare l'utilizzo dell'acqua degli alberi; e le aree in grigio sono state escluse dallo studio. Credito:McCormick et al.
Susan Schwinning, un professore della Texas State University che non era coinvolto nella ricerca, ha detto che lo studio è un enorme salto di conoscenza, dimostrando che ciò che una volta era considerato un comportamento atipico era essenziale.
"Ci sono voluti 100 anni per uscire da questa prova aneddotica—oh wow, le radici degli alberi possono effettivamente andare così in profondità, per capire che questo è probabilmente, in molti posti, una parte importante della definizione delle dinamiche ecosistemiche, " lei disse.
Oltre a dimostrare che gli alberi di solito affondano le radici nei depositi d'acqua del substrato roccioso, lo studio mostra che gli alberi spostano grandi volumi d'acqua. Nella sola California, la quantità di acqua di roccia assorbita dalle foreste ogni anno supera la capacità di tutti i bacini artificiali dello stato.
Oltre a fornire una visione cross-country, lo studio presenta dati provenienti da singoli siti di campo nel Texas centrale e in California che mostrano che l'umidità delle rocce può superare il suolo come fonte d'acqua. Per esempio, in sei siti in California e due nel Texas centrale, più del 50% dell'acqua rilasciata dagli alberi proveniva dall'umidità delle rocce. Nella maggior parte di questi siti, le rocce contenevano molta più acqua del suolo, fino a 10 volte di più.
Sebbene sia chiaro che l'umidità delle rocce svolge un ruolo fondamentale nel sostenere le foreste, McCormick ha affermato che sono necessarie molte più ricerche per sapere come e quando gli alberi accedono all'acqua rinchiusa nelle rocce.
"Ci resta molto da esplorare, " ha detto. "Abbiamo strumenti per indagare e descrivere i processi del suolo, ma abbiamo bisogno di dati ed esperimenti per dirci come trattare il substrato roccioso".
Lo studio è stato co-autore degli studenti laureati della Jackson School Alison Tune e Logan Schmidt e della ricercatrice della Jackson School Dana Chadwick, insieme a David Dralle, un idrologo ricercatore presso la US Forest Service Pacific Southwest Research Station, e Jesse Hahm, un assistente professore alla Simon Fraser University.
