在乾旱中因口渴而死亡的樹木的脈內發生了什麼?

垂死的樹木
亞利桑那州普雷斯科特國家森林中常見的杜松樹因乾旱而死亡。
本傑明·羅/美國農業部林務局通過美聯社

像人類一樣,樹木在炎熱乾燥的日子裡需要水才能生存,而且它們在極端炎熱和乾燥的條件下只能存活很短的時間。

長期乾旱 和極端 熱浪 就像美國西部正在經歷的那樣,即使是適應當地氣候的本土樹木也會開始死亡。

最近幾個月,亞利桑那州中部和北部已經見證了這一點。 長期乾旱和由此產生的水資源壓力導致 多達 30% 的杜松死亡 那裡,根據美國林務局。 在加利福尼亞, 超過129百萬棵樹 在過去十年中,由於嚴重干旱而死亡,留下高度易燃的干木,可以為未來的野火提供燃料。

消防員現在正在密切關注這些和其他有枯死或垂死樹木的地區 又是極度乾旱的一年 提高 火災風險.

樹木在西部乾旱中因口渴而死亡——這是它們的血管內發生的事情

乾旱期間樹木會發生什麼?

樹木通過將水從根部轉移到葉子來生存,這一過程稱為維管水運輸。

水通過小的圓柱形管道流動,​​這些管道稱為管胞或容器,它們都是相連的。 乾旱通過減少樹木可用的水量來破壞水的運輸。 隨著空氣和土壤中的水分減少,植物的血管系統中會形成氣泡,從而形成阻塞水流的栓塞。

在乾燥和炎熱時期可用於樹木的水越少,在這些水管中形成栓塞的機會就越大。 如果一棵樹不能把水吸到它的葉子上, 它無法生存.

影響
黃松樹苗的染色橫截面顯示了水運輸組織和管道。
拉奎爾·帕特利·費爾特林

有些物種比其他物種更能抵抗栓塞。 這就是為什麼 更多的松樹死亡 在 2000 年代初乾旱期間的西南部比杜松 – 杜松更具抵抗力.

乾旱壓力也會削弱樹木,使它們容易受到樹皮甲蟲的侵襲。 在 2012-2015 年的內華達山脈乾旱期間, 近 90% 的黃松死亡,主要是由於西部松甲蟲的侵擾。

火災+乾旱也會削弱樹木

雖然火是 有利於火災多發森林 為了控制它們的密度並保持它們的健康,我們的研究表明,處於乾旱壓力下的樹木更有可能死於火災。 在乾旱期間,樹木用於絕緣和冷卻火災的水較少。 他們還可能在乾旱期間減少碳水化合物(樹木食物)的產量,這使他們變得虛弱,使其 他們更難從火災中恢復過來.

在火災中遭受樹幹損壞的樹木也是 在接下來的幾年中生存的可能性較小 如果乾旱隨之而來。 當樹木有火疤時,它們的血管在這些疤痕周圍的水傳輸功能往往會減弱。 對血管組織的創傷性損傷也會降低它們對栓塞的抵抗力。

因此,被燒毀的樹木更有可能死於乾旱; 乾旱的樹木更容易死於火災。

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這對未來的森林意味著什麼?

西部森林中的樹木已經死亡 報警頻率 過去二十年來,由於乾旱、高溫、蟲害和火災。 隨著持續的溫室氣體排放使地球變暖並導致水分流失, 增加干旱的頻率、持續時間和強度,研究表明美國和世界大部分地區可能會目睹更廣泛的樹木死亡。

的影響 不斷變化的干旱和火災狀況 將來會在更遠的地方對森林有什麼影響還有些不清楚,但一些觀察可能會提供一些見解。

有證據表明 從森林過渡 到美國西部部分地區的灌木叢或草原 在同一地區頻繁燃燒可以加強這種轉變。 當乾旱或火災單獨殺死一些樹木時,森林通常會再生,但在大規模死亡或嚴重火災後,森林需要多長時間才能恢復到火災前或乾旱前的狀態。

在過去的十年中,美國西部經歷了 1,000 多年來最嚴重的干旱, 包括在西南部和加利福尼亞. 最近的一項研究發現落基山脈中部的亞高山森林現在比以前更容易發生火災 至少2,000年.

如果溫室氣體排放量沒有變化,溫度將繼續升高,並且 嚴重干旱脅迫火災危險日 結果會上升。

關於作者

Daniel Johnson,喬治亞大學樹木生理學和森林生態學助理教授

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