Anzeige
Ecologists have discovered that timber plantations in Hawaii use more than twice the amount of water to grow as native forests use. Especially for island ecosystems, these findings suggest that land management decisions can place ecosystems – and the people who depend on them – at high risk for water shortages.
"Scientists used to think that forests in same environments use water in the same way," says Lawren Sack of The University of California at Los Angeles, who coauthored the study with graduate student Aurora Kagawa in the September issue of the ESA journal Ecological Applications. "Our work shows that this is not the case. We need to know the water budget of our landscape, from gardens to forests to parks, because water is expensive."
Although forests like these Hawaiian timber plantations can be valuable for their contributions to human society, such as fiber, fuel and carbon sequestration, they are dominated by non-native vegetation.
Kagawa, Sack and their colleagues compared the water use of trees in native forests, composed mostly of native ohia trees, with water use in timber plantations containing exotic eucalyptus and tropical ash. The team inserted heated and unheated probes into the trees' trunks and monitored the temperature differences between the two as sap flowed past them. This technique allowed them to determine the rate of sap flow through the tree. A faster flow rate means that the tree is using more water.
"The way plants grow determines how fast they can take up water," says Sack. "Plants open their leaf pores, called stomata, to take in carbon dioxide. But when these pores are open, the plants also lose water. Like a wet towel on a clothesline, the insides of the leaf can dry pretty quickly." Since fast-growing exotic plants typically have more open leaf pores than native, slow-growing trees, Sack says, they lose more water in less time.
The researchers found that individual eucalyptus and tropical ash used three and nine times more water, respectively, than individual ohia trees. Since each of these forests is dominated by these three species, the team was able to scale up their results to predict how much water a whole section of forest uses. Even when including other native plants that use water quickly, such as tree ferns, the tropical ash forests still used water at a rate of 1,800 kilograms of water per square meter per day, more than 2.5 times that of the other forests. The researchers found, however, that the non-native eucalyptus plantation used similar amounts of water as native forest. This is because water use depends on the specific tree species, stand organization and age, and location and climate, says Sack.
Hawaii's non-native tree plantations were originally intended for timber production and to conserve the islands' top soil. In the early part of the 20th century, ranches and plantations producing sugar cane and pineapple covered much of Hawaii's agricultural areas. But years of these practices led to increased soil erosion, and fast-growing non-native trees were planted to hold the soil in place and to preserve water by preventing runoff. At the time, however, the importance of biodiversity and the dangers of exotic species weren't as clear as they are today.
Especially with climate change rapidly changing many ecosystems, Sack says, it's vital that land management plans recognize and integrate the fact that water use by plants can affect the clean water supply.
"When making decisions to restore a native forest or preserve or establish a plantation, we need to do a more detailed valuation that includes the cost of water they're using," he says. "There are a lot of reforestation projects underway to take up carbon dioxide from the atmosphere, where people are prioritizing fast-growing trees. But we shouldn't let alien plants sweep over native forests. Our findings make a clear case that we need to know how much water landscapes are using and conserving."
The Ecological Society of America is the world's largest professional organization of ecologists, representing 10,000 scientists in the United States and around the globe. Since its founding in 1915, ESA has promoted the responsible application of ecological principles to the solution of environmental problems through ESA reports, journals, research, and expert testimony to Congress. ESA publishes four journals and convenes an annual scientific conference.
Christine Buckley | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.esa.org
Weitere Berichte zu: carbon dioxide > Ecological Applications > Ecological Impact > ecosystems > ESA > exotic > exotic eucalyptus > exotic plant > land management > native forests > timber plantation > tropical ash
Untersuchung belegt: Haussanierung und Artenschutz passen unter ein Dach
08.02.2012 | Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Auen- und Hochwasserschutz effektiv miteinander verbinden
08.02.2012 | Bundesamt für Naturschutz
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.
Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.
In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...
Anzeige
Anzeige

Zwerggalaxie hat großen Hunger
08.02.2012 | Physik Astronomie
Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert
08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms
08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
»Jede Sekunde zählt« Erster Internationaler Kongress zu Rettungsdienstsystemen in Neu Delhi
08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Bauwerke gebrauchstauglich halten
08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Wissenschaft im Dialog-Veranstaltungen im Wissenschaftsjahr 2012
08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten