Les chercheurs de l'UC Merced ont des preuves que les forêts californiennes sont particulièrement vulnérables aux sécheresses pluriannuelles, car leur santé dépend de l'eau stockée à plusieurs mètres sous terre.

"Chaque année nos forêts, les prairies et les arbustes dépendent de l'eau stockée sous terre pour survivre aux étés secs, mais pendant les périodes sèches pluriannuelles, il n'y a pas assez de précipitations pendant la saison hivernale des pluies pour reconstituer cet approvisionnement, " dit Joseph Rungee, Étudiant diplômé de l'UC Merced et auteur principal d'un nouvel article publié dans la revue Processus hydrologiques .

Les arbres ont généralement besoin d'environ la même quantité d'eau chaque année, plus les années les plus chaudes. Lors d'une sécheresse, cette réserve d'eau souterraine s'épuise progressivement, causer du stress aux arbres et à d'autres végétaux. Si la sécheresse est assez longue et particulièrement chaude, comme ce fut le cas de l'automne 2011 à 2015, un grand nombre d'arbres manquent d'eau et meurent.

En analysant les données du réseau d'observatoires des zones critiques de la National Science Foundation, Rungee a travaillé avec le professeur de l'UC Merced Roger Bales, avec la School of Engineering et le Sierra Nevada Research Institute, pour mieux comprendre où et dans quelle mesure la roche souterraine altérée offre une résistance à la sécheresse sur plusieurs années. Les chercheurs ont puisé dans les données de sites à travers l'ouest semi-aride pour déterminer la quantité d'eau de stockage disponible dans les zones racinaires de différentes zones.

Balles, Rungee et leurs collègues voulaient savoir dans quelle mesure différentes zones de l'Ouest dépendent de ce stockage d'eau souterraine et combien d'années sèches les plantes peuvent survivre.

Certaines zones pourront tolérer un ou deux ans, tandis que d'autres peuvent résister à cinq ou six ans. Cependant, quand il fait plus chaud, les plantes ont besoin de plus d'eau pour vivre, et le climat se réchauffe.

Bales a expliqué que les régions au climat méditerranéen, comme la Californie, sont particulièrement vulnérables en raison de leur variabilité climatique, même s'ils ont un stockage souterrain considérable. Zones avec des précipitations toute l'année, comme le Colorado, sont vulnérables, trop, parce qu'ils ont moins de stockage souterrain, même si leurs précipitations d'une année à l'autre sont moins variables que celles de la Californie.

"Habituellement, les précipitations toute l'année verraient ces régions traverser des années de sécheresse, mais plus longtemps, des sécheresses plus chaudes vont poser plus de problèmes, ", a déclaré Bales.

« À certains égards, nous sommes plus vulnérables que les zones avec des précipitations toute l'année parce que nous dépendons tellement du stockage, " dit-il. " En Californie, plus de la moitié de l'eau consommée par les forêts, les prairies et les broussailles viennent pendant la saison sèche, et il provient de l'eau stockée dans la zone racinaire après la fin des pluies et de la fonte des neiges au printemps."

En revanche, moins d'un tiers de l'eau utilisée par la végétation sur les sites qu'ils ont étudiés au Colorado, Le Nouveau-Mexique et l'Arizona ont été extraits du stockage souterrain pendant les périodes sèches.

"Nos saisons humides raccourcissent, ce qui signifie que les saisons sèches deviennent plus longues et plus sèches - nous recevons moins de neige que de pluie - et les saisons humides sont plus chaudes, ce qui signifie que l'eau stockée est utilisée plus tôt dans l'année, en laissant moins pour les périodes les plus chaudes de l'année, ", a déclaré Bales.

Sur un site forestier du sud de la Sierra, Rungee a déterminé que la quantité d'eau que les arbres ont puisée dans le sous-sol pendant la sécheresse de 2011-2015 est équivalente à celle stockée jusqu'à une profondeur d'au moins 25 pieds sous terre.

Une prochaine étape consiste à étendre les calculs effectués par Rungee sur des sites de recherche à travers l'Ouest, où le bilan hydrique peut être mesuré avec précision à l'aide de données satellitaires, calibré avec des données détaillées au sol.

« Cela fournira une projection de la vulnérabilité relative à la sécheresse, ce qui est particulièrement intéressant pour les gestionnaires des terres qui doivent prioriser les endroits où éclaircir les forêts surpeuplées avant qu'elles ne subissent une nouvelle mortalité généralisée des arbres au cours de la prochaine sécheresse pluriannuelle, " Expliqua Rungee.

La clé pour que les forêts survivent à la prochaine sécheresse est de trouver un équilibre entre l'utilisation de l'eau par la forêt et la quantité d'eau souterraine stockée au cours de l'année qui est disponible pour compenser les faibles précipitations pendant les années de sécheresse.

"Dans certaines régions, cela signifie éclaircir les forêts surpeuplées pour éviter une nouvelle mortalité des arbres, ", a déclaré Bales.