Asignación de agua en el clima actual y dos climas futuros con alto contenido de dióxido de carbono. Clima futuro 1:donde los estomas de las plantas se cierran en respuesta al alto contenido de dióxido de carbono, aumento de agua en ríos y suelos, haciendo la tierra más húmeda. Clima futuro 2:donde las estaciones de crecimiento más largas y cálidas y el crecimiento adicional de las plantas disminuyen el agua en los ríos y suelos, haciendo la tierra más seca. Crédito:Justin S. Mankin.
Con el cambio climático, las plantas del futuro consumirán más agua que en la actualidad, lo que lleva a menos agua disponible para las personas que viven en América del Norte y Eurasia, según un estudio dirigido por Dartmouth en Naturaleza Geociencia . La investigación sugiere un futuro más seco a pesar del aumento anticipado de las precipitaciones en lugares como Estados Unidos y Europa. regiones pobladas que ya enfrentan estrés hídrico.
El estudio desafía la expectativa de la ciencia climática de que las plantas harán que el mundo sea más húmedo en el futuro. Los científicos han pensado durante mucho tiempo que a medida que aumentan las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera, las plantas reducirán su consumo de agua, dejando más agua dulce disponible en nuestros suelos y arroyos. Esto se debe a que a medida que se acumula más dióxido de carbono en nuestra atmósfera, las plantas pueden realizar la fotosíntesis en la misma cantidad mientras cierran parcialmente los poros (estomas) de sus hojas. Los estomas cerrados significan menos pérdida de agua de la planta a la atmósfera, aumentando el agua en la tierra. Los nuevos hallazgos revelan que esta historia de plantas que humedecen la tierra se limita a los trópicos y las latitudes extremadamente altas. donde la disponibilidad de agua dulce ya es alta y las demandas competitivas son bajas. Para gran parte de las latitudes medias, el estudio encuentra, Las respuestas proyectadas de las plantas al cambio climático no harán que la tierra sea más húmeda sino más seca. lo que tiene enormes implicaciones para millones de personas.
"Aproximadamente el 60 por ciento del flujo de agua global desde la tierra a la atmósfera pasa por las plantas, llamado transpiración. Las plantas son como la paja de la atmósfera, dominando cómo el agua fluye de la tierra a la atmósfera. Entonces, la vegetación es un determinante masivo de la cantidad de agua que queda en la tierra para las personas, "explicó el autor principal Justin S. Mankin, profesor asistente de geografía en Dartmouth e investigador científico adjunto en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty en la Universidad de Columbia. "La pregunta que nos hacemos aquí es:¿Cómo cambian el tamaño de esa pajita los efectos combinados del dióxido de carbono y el calentamiento? "
La escorrentía futura perdida por la vegetación futura a finales de siglo (según las proyecciones del modelo climático). Los colores marrones representan la cantidad de agua por año en precipitación que probablemente irá al dosel futuro en lugar de a la escorrentía. coherente con "Clima futuro 2". Los colores azules representan lo contrario, coherente con "Clima futuro 1". La trama azul muestra las regiones donde los modelos proyectan aumentos significativos en la escorrentía anual. Crédito:Justin S. Mankin.
Usando modelos climáticos, el estudio examina cómo la disponibilidad de agua dulce puede verse afectada por los cambios proyectados en la forma en que la precipitación se divide entre las plantas, ríos y suelos. Para el estudio, el equipo de investigación utilizó una contabilidad novedosa de esta partición de precipitación, desarrollado anteriormente por Mankin y sus colegas para calcular la pérdida de escorrentía futura a la vegetación futura en un clima más cálido, clima enriquecido con dióxido de carbono.
Los hallazgos del nuevo estudio revelaron cómo la interacción de tres efectos clave de los impactos del cambio climático en las plantas reducirá la disponibilidad regional de agua dulce. Primero, a medida que aumenta el dióxido de carbono en la atmósfera, las plantas requieren menos agua para realizar la fotosíntesis, mojando la tierra. Todavía, segundo, a medida que el planeta se calienta, las temporadas de crecimiento se vuelven más largas y cálidas:las plantas tienen más tiempo para crecer y consumir agua, secando la tierra. Finalmente, a medida que aumentan las concentraciones de dióxido de carbono, es probable que las plantas crezcan más, a medida que la fotosíntesis se amplifica. Para algunas regiones, estos dos últimos impactos, temporadas de crecimiento prolongadas y fotosíntesis amplificada, superará los estomas que se cierran, lo que significa que más vegetación consumirá más agua durante más tiempo, secando la tierra. Como resultado, para gran parte de las latitudes medias, las plantas dejarán menos agua en suelos y arroyos, incluso si hay lluvias adicionales y la vegetación es más eficiente con el uso del agua. El resultado también subraya la importancia de mejorar la forma en que los modelos climáticos representan los ecosistemas y su respuesta al cambio climático.
El mundo depende del agua dulce para el consumo humano, agricultura, energía hidroeléctrica, e industria. Todavía, por muchos lugares, hay una desconexión fundamental entre el momento en que cae la precipitación y el momento en que la gente usa esta agua, como es el caso de California, que recibe más de la mitad de sus precipitaciones en invierno, pero las demandas máximas están en el verano. "Alrededor del mundo, diseñamos soluciones para mover agua del punto A al punto B para superar esta desconexión espacio-temporal entre el suministro de agua y su demanda. La asignación de agua es políticamente polémica, intensivo en capital y requiere una planificación realmente a largo plazo, todo lo cual afecta a algunas de las poblaciones más vulnerables. Nuestra investigación muestra que no podemos esperar que las plantas sean una panacea universal para la disponibilidad de agua en el futuro. Entonces, Ser capaz de evaluar claramente dónde y por qué deberíamos anticipar los cambios de disponibilidad de agua que ocurrirán en el futuro es crucial para garantizar que podamos estar preparados. "añadió Mankin.
