การเก็บน้ำใต้ดินที่จำกัดทำให้พืชอ่อนแอต่อภัยแล้งหรือไม่?

แต่ชุมชนพืชที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในรัฐนี้ และอาจอยู่ในภูมิอากาศแบบเมดิเตอร์เรเนียนทั่วโลก ซึ่งมีลักษณะเฉพาะในฤดูหนาวที่เปียกชื้นและฤดูร้อนที่แห้งแล้งได้ใช้วิธีการที่ต่างออกไป พวกเขาเรียนรู้ที่จะเติบโตในพื้นที่ที่มีความจุเก็บน้ำใต้พื้นดินที่ใหญ่พอที่จะกักเก็บน้ำที่ตกลงมาได้แม้ในช่วงไม่กี่ปี น่าแปลกที่พืชเหล่านี้เติบโตได้ดีทั้งในปีที่มีน้ำน้อยและฝนตก เนื่องจากดินและหินที่ผุกร่อนใต้พื้นดินกักเก็บน้ำไว้น้อยมากเมื่อเทียบกับฝนที่ตกลงมา "ประเด็นสำคัญจากการศึกษาของเราคือ ในพื้นที่หลายแห่งบนชายฝั่งทางตอนเหนือ ความจุในการจัดเก็บมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับปริมาณน้ำฝน" Jesse Hahm นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก University of California, Berkeley และหนึ่งในสองกล่าว ผู้เขียนคนแรกของการศึกษา "เนื่องจากความจุของชั้นใต้ดินในการเก็บกักน้ำในช่วงฤดูฝนมีน้อย ฝนจึงยังคงเพียงพอแม้ในปีที่แห้งแล้ง เพื่อเติมน้ำ ความจุของชั้นเก็บกักน้ำใต้พื้นดินที่จำกัดเป็นกลไกสำคัญที่แยกส่วนของพืชและ พวกเขามีน้ำมากน้อยเพียงใดในฤดูร้อนจากปริมาณน้ำฝนที่ไหลเชี่ยวในฤดูหนาว" เป็นผลให้พืชเหล่านี้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในปีที่แห้งแล้ง เห็นได้จากชายฝั่งทางเหนือของรัฐแคลิฟอร์เนียที่ค่อนข้างไม่เสียหายในช่วงภัยแล้งเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งได้คร่าชีวิตต้นไม้ไปหลายร้อยล้านต้นในเซียร์รา เนวาดา Hahm กล่าวว่า "เนื่องจากน้ำใต้ผิวดินได้รับการเติมเต็มแม้ในปีที่แห้งแล้ง ในฤดูร้อนพืชเหล่านี้รู้สึกถึงปริมาณน้ำใต้พื้นดินที่เท่ากัน ไม่ว่าฝนจะตกมากเพียงใดในฤดูหนาว" Hahm กล่าว "พวกเขาไม่รู้จริง ๆ ว่าฝนตกมากหรือน้อย เพราะพวกเขามีน้ำกักเก็บใต้พื้นดินในปริมาณที่เท่ากันทุกฤดูร้อน" ในทางกลับกัน พืชที่เติบโตบนพื้นดินในทุกวันนี้ที่สามารถดูดซับน้ำได้มากเท่าที่ฝนในฤดูหนาวจะจัดหาได้คือพืชที่เป็นเจ้าภาพซึ่งจะต้องรับมือกับสภาพอากาศที่แห้งมากขึ้นของรัฐ ทำให้พวกมันตกอยู่ในความเสี่ยงเมื่อสภาพอากาศเปลี่ยนแปลง นี่อาจเป็นปัญหาสำหรับชุมชนโรงงานในเซียร์ราเนวาดาที่พึ่งพาก้อนหิมะแบบถาวรน้อยลงและกักเก็บน้ำใต้ผิวดินมากขึ้นเพื่อคงอยู่ตลอดฤดูร้อนที่แห้งแล้ง Hahm และ David Dralle ผู้เขียนคนแรกอีกคนหนึ่งและอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Berkeley ซึ่งเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ Sacramento State University อธิบายการค้นพบของพวกเขาพร้อมกับเพื่อนร่วมงานของพวกเขาในบทความที่เพิ่งได้รับการยอมรับจากวารสาร Geophysical Research Letters และขณะนี้ออนไลน์ ความชื้นของหิน ในขณะที่คนส่วนใหญ่คิดว่าพืชอาศัยเพียงน้ำที่เก็บไว้ในดินชั้นบนเท่านั้น William Dietrich จาก Berkeley ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์ และ Daniella Rempe บัณฑิตล่าสุด ผู้ช่วยศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเทกซัส ออสติน เพิ่งค้นพบว่าน้ำที่เก็บไว้ในส่วนที่แตกและ หินผุกร่อนใต้ดินมีบทบาทเท่ากันหรือมากกว่า สิ่งที่ Dietrich และ Rempe เรียกว่า "ความชื้นในหิน" สามารถคิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของสิ่งที่พืชพึ่งพาในแต่ละปี นัยสำคัญของการศึกษาใหม่ Dietrich กล่าวว่าแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกจำเป็นต้องรวมความชื้นของหินไว้ในการคำนวณเพื่อแสดงและทำนายผลกระทบของภัยแล้งหรือฝนตกหนักได้อย่างแม่นยำ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ต้นไม้ที่แห้งแล้งหรือถูกฆ่าตายได้ก่อให้เกิดไฟป่าที่รุนแรงในแคลิฟอร์เนีย สเปน กรีซ ออสเตรเลีย น้ำใต้ดิน และหลายภูมิภาคที่มีภูมิอากาศแบบเมดิเตอร์เรเนียนแห้ง Hahm กล่าวว่า "การทำความเข้าใจว่าน้ำถูกกักเก็บไว้ในส่วนลึกของชั้นหินที่ผุกร่อนอย่างไร และการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำและปริมาณน้ำฝนที่ส่งผลต่อปริมาณน้ำของพืชในเขตนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในสภาพอากาศที่แห้งตามฤดูกาลอย่างไร" Hahm กล่าว ในการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยได้ตรวจสอบไซต์ 26 แห่งทั่วทั้งรัฐ ทั้งหมดอยู่ใต้แถบหิมะ ดังนั้นฝนฤดูหนาวที่กักเก็บไว้ใต้พื้นดินจึงเป็นแหล่งน้ำหลักสำหรับพืชในช่วงฤดูร้อนฤดูแล้ง การใช้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนและข้อมูลการไหลของกระแสน้ำของการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐเพื่อคำนวณปริมาณน้ำที่เก็บกักไว้ใต้ดินในแต่ละปี พวกเขาสามารถประเมินความสามารถในการกักเก็บใต้พื้นดินของดินและหินที่ผุกร่อนได้ จากทั้งหมด 26 แห่ง มีเพียง 7 แห่งซึ่งทั้งหมดอยู่ใน Northern Coast Ranges ที่มีความจุกักเก็บน้ำใต้ผิวดินจำกัดและมีอาการดีในช่วงฤดูแล้งที่ยืดเยื้อของรัฐระหว่างปี 2554-2559 แหล่งเหล่านี้มีตั้งแต่หญ้าและทุ่งหญ้าสะวันนาต้นโอ๊ก และพุ่มไม้เตี้ยไปจนถึงป่าทึบ ป่าดักลาสเฟอร์ แต่ทั้งหมดมีลักษณะเด่นคือชั้นเก็บน้ำใต้ผิวดินต่ำเมื่อเทียบกับปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีในพื้นที่ ซึ่งมีแนวโน้มสูง น้ำส่วนเกินที่ใต้ผิวดินไม่สามารถกักเก็บไว้ได้ในฤดูหนาวไหลซึมผ่านดินและหินที่แตกร้าวและจบลงที่ลำธาร ไซต์อื่นๆ รวมถึงไซต์ส่วนใหญ่ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ ประสบภัยแล้ง พืชล้มตายและพืชที่ไม่แข็งแรงและไม่เขียว ทั้งหมดมีลักษณะเป็นที่เก็บน้ำใต้ดินซึ่งเพียงพอที่จะรองรับปริมาณน้ำฝนส่วนใหญ่ที่ตกลงมาทุกปี แต่ถูกทิ้งไว้ในปีที่แห้งแล้ง นักวิจัยสรุปว่าการใช้ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อวัดผลผลิตและความสมบูรณ์ของพืชในแต่ละพื้นที่ นักวิจัยสรุปว่าพื้นที่ที่มีความจุสัมพัทธ์สูงเป็นพื้นที่ที่มีความเขียวของพืชแตกต่างกันมากที่สุดระหว่างปีที่เปียกและแห้ง ไซต์ที่มีความจุใต้พื้นดินต่ำเมื่อเทียบกับปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีจะดีขึ้น ยังคงเป็นสีเขียวและมีสุขภาพดีในทำนองเดียวกันในปีที่แห้งแล้งและปีที่เปียกชื้น Hahm สังเกตว่าพืชหลายชนิดใน Sierra Nevada อาศัยก้อนหิมะเพื่อดับกระหายในช่วงฤดูร้อนที่ไม่มีฝนตกโดยทั่วไป แต่เมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นพร้อมกับภาวะโลกร้อน ฝนในฤดูหนาวก็จะเกิดขึ้นเป็นฝนมากขึ้น “ในแง่หนึ่ง นี่เป็นการมองไปยังอนาคต” ฮาห์มกล่าว "ในขณะที่สภาพอากาศอุ่นขึ้นและความสูงของแนวหิมะเพิ่มขึ้นในเทือกเขาเหล่านี้ สถานที่จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ จะเปลี่ยนจากการพึ่งพาถุงเก็บหิมะเป็นการพึ่งพาน้ำที่กักเก็บไว้ใต้ผิวดิน การทำความเข้าใจว่าข้อจำกัดของความจุในการจัดเก็บนี้จะส่งผลกระทบต่อพืชทั่วทั้งรัฐอย่างไร ในพื้นที่ภูเขาสูงจะต้องมีการสำรวจเพิ่มเติม"