Seasonal water stress in a hyperhumid forest: evidence from multiple tree-ring variables and dekadal climate analysis
Ondanks het ontvangen van meer dan 4000 mm jaarlijkse neerslag, vertoont een Japans cederbos in Yanase, Japan, tijdens de voorgaande juli seizoensgebonden waterstress die de boomgroei aanzienlijk beïnvloedt, zoals blijkt uit correlaties tussen gemodelleerd bodemwater en meerdere boomringvariabelen.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
In de stille studie van hoe bossen groeien, kijken wetenschappers vaak naar de ringen binnenin een boomstam als een historisch verslag. Elke ring is een momentopname van een enkel jaar, die de weersomstandigheden vastlegt die de boom in staat stelden om zijn omvang te vergroten. Decennialang heeft een eenvoudige vuistregel dit vakgebied geleid: bomen in droge gebieden groeien meer wanneer het regent, terwijl bomen in koude gebieden meer groeien wanneer het warm is. Maar de natuur volgt zelden zulke eenvoudige regels, vooral niet op plaatsen waar de regen nooit lijkt op te houden. In de natste bossen ter wereld, waar duizenden millimeters regen elk jaar valt, was de aanname dat water nooit een beperkende factor is. Als de lucht altijd vol wolken is en de grond altijd vochtig, waarom zou een boom dan ooit moeite hebben om de vochtigheid te vinden die hij nodig heeft om te groeien? Deze vraag staat centraal in een nieuw onderzoek naar een specifiek bos in Japan, dat de opvatting uitdaagt dat overvloedige neerslag een overvloedige groei garandeert.
De onderzoekers richtten zich op een natuurlijk bos van Japanse cederbomen in het Yanase-district in Shikoku, een regio die bekend staat om zijn extreme natheid. Hier overstijgt de jaarlijkse neerslag 4.000 millimeter, een volume dat zo groot is dat het het gebied definieert als hyperhumide. Ondanks deze stortbuien vermoedden de onderzoekers dat de bomen nog steeds perioden van dorst kunnen ervaren. De logica is dat water niet simpelweg op de grond blijft liggen; het beweegt. Het stroomt weg, het verdampt in de lucht, en de lucht zelf kan zo droog worden dat het vocht uit de bladeren trekt sneller dan de wortels het kunnen vervangen. Om dit te testen, onderzochten de wetenschappers 18 specifieke bomen die decennia geleden waren omgezaagd en bewaard gebleven. Ze keken niet alleen naar de breedte van de ringen, wat laat zien hoeveel de boom in een jaar groeide. Ze maten ook de dichtheid van het hout en verdeelden de ringen in twee afzonderlijke delen: het vroeghout, dat in de lente wordt gevormd, en het late hout, dat later in het seizoen wordt gevormd. Door de ringen op deze manier op te splitsen, konden ze zien of verschillende delen van het jaar andere aanwijzingen bevatten over de gezondheid van de boom.
Om te begrijpen wat deze ringen zeiden, had het team een zeer nauwkeurige kaart van het weer nodig. Ze combineerden gegevens van lokale weerstations met geavanceerde computermodellen van de atmosfeer en het aardoppervlak. Ze keken naar temperatuur, neerslag en een maatstaf voor hoe dorstig de lucht was. Ze keken ook naar de bodem, waarbij ze een model gebruikten om te schatten hoeveel water er daadwerkelijk beschikbaar was voor de boomwortels in de weken en maanden voorafgaand aan het groeiseizoen. De sleutel tot hun ontdekking was het bekijken van de tijd in kleine stukjes. In plaats van alleen het weer voor een hele maand te middelen, onderzochten ze perioden van tien dagen. Dit stelde hen in staat om exact te bepalen wanneer het weer er het meest toe deed. Ze ontdekten dat de bomen niet reageerden op de regen van het huidige jaar, maar op de omstandigheden van de zomer ervoor. Specifiek was de hoeveelheid water die in de bodem was opgeslagen tijdens de derde tiendaagse periode van juli in het voorgaande jaar de sterkste voorspeller van hoe breed de boomringen het volgende voorjaar zouden zijn.
Deze bevinding was verrassend omdat juli in de regenperiode van dit deel van Japan valt. Toch toonden de gegevens een duidelijke link: wanneer de bodem in die specifieke periode van de vorige zomer natter was, groeiden de bomen het volgende jaar breder. Wanneer de bodem droger was, waren de ringen smaller. Dit suggereert dat zelfs in een bos dat jaarlijks meer dan 4.000 millimeter regen ontvangt, de bomen nog steeds seizoensgebonden waterstress kunnen ervaren. Het water kan wel aanwezig zijn in de wolken, maar als het te snel wegstroomt of als de lucht te droog is, kan de boom het niet bereiken wanneer hij het het hardst nodig heeft om zijn lentegroei te starten. De studie vond ook dat de relatie tussen het weer en de groei van de boom niet vaststond. Over de decennia heen veranderde de kracht van deze verbindingen. Soms maakte de temperatuur van de wintermaanden meer uit; andere keren was de beschikbaarheid van water de dominante factor. Deze verschuivende relatie geeft aan dat de bomen niet vastzitten in één enkele overlevingsmodus, maar zich voortdurend aanpassen aan een veranderend klimaat.
De onderzoekers merkten er zorgvuldig bij op dat hun bevindingen specifiek zijn voor dit bos en deze bomen. Ze beweerden niet dat elke boom in een nat bos zo reageert, noch bewezen ze precies hoe de boom water van de bodem naar de bladeren verplaatst. Wat ze wel bewezen, is dat de oude aanname — dat natte bossen nooit waterstress ervaren — incompleet is. Het bewijs uit de ringen, ondersteund door de gedetailleerde weergegevens, laat zien dat de bomen gevoelig zijn voor de vochtigheidsgraad van de vorige zomer. Deze gevoeligheid blijft bestaan, zelfs wanneer de totale neerslag enorm is. De studie benadrukte ook dat de reactie van de bomen op het weer complex is en in de loop van de tijd verandert. Een model dat voor één decennium werkt, werkt misschien niet voor het volgende, wat suggereert dat de relatie van het bos met zijn klimaat dynamisch is. Door het hout met zulke fijne details te bestuderen, hebben de wetenschappers een verborgen laag van strijd blootgelegd in een plek die een paradijs van water lijkt te zijn. De bomen groeien niet alleen in de regen; ze navigeren door een delicaat evenwicht tussen aanbod en vraag, een evenwicht dat zelfs in de natste plekken op aarde kan doorslaan.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.