在干旱中因口渴而死亡的树木的脉内发生了什么?

垂死的树木
亚利桑那州普雷斯科特国家森林中常见的杜松树因干旱而死亡。
本杰明·罗/美国农业部林务局通过美联社

像人类一样,树木在炎热干燥的日子里需要水才能生存,而且它们在极端炎热和干燥的条件下只能存活很短的时间。

长期干旱 和极端 热浪 就像美国西部正在经历的那样,即使是适应当地气候的本土树木也会开始死亡。

最近几个月,亚利桑那州中部和北部已经见证了这一点。 长期干旱和由此产生的水资源压力导致 多达 30% 的杜松死亡 那里,根据美国林务局。 在加利福尼亚, 超过129百万棵树 在过去十年中,由于严重干旱而死亡,留下高度易燃的干木,可以为未来的野火提供燃料。

消防员现在正在密切关注这些和其他有枯死或垂死树木的地区 又是极度干旱的一年 提高 火灾风险.

树木在西部干旱中因口渴而死亡——这是它们的血管内发生的事情

干旱期间树木会发生什么?

树木通过将水从根部转移到叶子来生存,这一过程称为维管水运输。

水通过小的圆柱形管道流动,这些管道称为管胞或容器,它们都是相连的。 干旱通过减少树木可用的水量来破坏水的运输。 随着空气和土壤中的水分减少,植物的血管系统中会形成气泡,从而形成阻塞水流的栓塞。

在干燥和炎热时期可用于树木的水越少,在这些水管中形成栓塞的机会就越大。 如果一棵树不能把水吸到它的叶子上, 它无法生存.

影响
黄松树苗的染色横截面显示了水运输组织和管道。
拉奎尔·帕特利·费尔特林

有些物种比其他物种更能抵抗栓塞。 这就是为什么 更多的松树死亡 在 2000 年代初干旱期间的西南部比杜松 – 杜松更具抵抗力.

干旱压力也会削弱树木,使它们容易受到树皮甲虫的侵袭。 在 2012-2015 年的内华达山脉干旱期间, 近 90% 的黄松死亡,主要是由于西部松甲虫的侵扰。

火灾+干旱也会削弱树木

虽然火是 有利于火灾多发森林 为了控制它们的密度并保持它们的健康,我们的研究表明,处于干旱压力下的树木更有可能死于火灾。 在干旱期间,树木用于绝缘和冷却火灾的水较少。 他们还可能在干旱期间减少碳水化合物(树木食物)的产量,这使他们变得虚弱,使其 他们更难从火灾中恢复过来.

在火灾中遭受树干损坏的树木也是 在接下来的几年中生存的可能性较小 如果干旱随之而来。 当树木有火疤时,它们的血管在这些疤痕周围的水传输功能往往会减弱。 对血管组织的创伤性损伤也会降低它们对栓塞的抵抗力。

因此,被烧毁的树木更有可能死于干旱; 干旱的树木更容易死于火灾。

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这对未来的森林意味着什么?

西部森林中的树木已经死亡 惊人的速度 过去二十年来,由于干旱、高温、虫害和火灾。 随着持续的温室气体排放使地球变暖并导致水分流失, 增加干旱的频率、持续时间和强度,研究表明美国和世界大部分地区可能会目睹更广泛的树木死亡。

的影响 不断变化的干旱和火灾状况 将来会在更远的地方对森林有什么影响还有些不清楚,但一些观察可能会提供一些见解。

有证据表明 从森林过渡 到美国西部部分地区的灌木丛或草原 在同一地区频繁燃烧可以加强这种转变。 当干旱或火灾单独杀死一些树木时,森林通常会再生,但在大规模死亡或严重火灾后,森林需要多长时间才能恢复到火灾前或干旱前的状态。

在过去的十年中,美国西部经历了 1,000 多年来最严重的干旱, 包括在西南部和加利福尼亚. 最近的一项研究发现落基山脉中部的亚高山森林现在比以前更容易发生火灾 至少2,000年.

如果温室气体排放量没有变化,温度将继续升高,并且 严重干旱胁迫 以及 火灾危险日 结果会上升。

关于作者

Daniel Johnson,乔治亚大学树木生理学和森林生态学助理教授

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