Pastagens em todo o mundo, que sustentam a maioria dos animais de pasto do mundo, têm feito a transição para arbustos em um processo que os cientistas chamam de "usurpação de plantas lenhosas".

O pastoreio gerenciado de terras áridas é a forma mais extensa de uso da terra no planeta, o que levou a esforços generalizados para reverter essa tendência e restaurar a cobertura de grama, devido à crença de que isso resulta em menos água entrando nos córregos e nos lençóis freáticos.

Um novo estudo liderado por Adam Schreiner-McGraw, um pesquisador de pós-doutorado em hidrologia na Universidade da Califórnia, Riverside, modelou a invasão de arbustos em uma paisagem inclinada e chegou a uma conclusão surpreendente:a invasão de arbustos em encostas pode aumentar a quantidade de água que vai para o armazenamento de água subterrânea. O efeito dos arbustos é tão poderoso que até contrabalança as menores quantidades anuais de chuvas esperadas durante as mudanças climáticas.

Até agora, os pesquisadores acham que as plantas lenhosas, como árvores e arbustos, têm raízes mais profundas do que a grama. Essa crença originou-se de cientistas realizando seus estudos relacionados em terreno plano.

"É impressionante que a composição do ecossistema é o que controla as mudanças futuras projetadas para a recarga das águas subterrâneas, "Schreiner-McGraw disse." Isso não significa que a mudança climática não seja importante, mas essa mudança na vegetação é potencialmente mais importante e algo que os cientistas e administradores de terras devem se concentrar mais na compreensão. "

Coautor Hoori Ajami, professor assistente de hidrologia de águas subterrâneas na UC Riverside, disse que o artigo analisa os efeitos combinados das mudanças climáticas e da vegetação nos processos de recarga das águas subterrâneas em ambientes áridos.

"A maioria dos estudos até agora analisou essas mudanças isoladamente, "Ajami disse." Aqui ilustramos que os efeitos combinados das mudanças na vegetação e nas mudanças climáticas podem ser maiores ou menores do que a soma de suas partes.

A intrusão de arbustos nas pastagens é frequentemente considerada um problema porque reduz a quantidade de forragem disponível para o pastoreio do gado e pode levar a mais manchas de solo descoberto e subsequente aumento da erosão do solo. Este processo de criação de um terreno mais vazio é chamado de "xerificação". A mudança climática contribui para a xerificação, mas a supressão de fogo e o sobrepastoreio desempenham os papéis principais.

Faz sentido que os arbustos, que têm sistemas radiculares profundos juntamente com caules grossos e muitas folhas, capturar mais água do que a grama, pois ela se infiltra no solo, deixando menos água disponível para reabastecer os aqüíferos subterrâneos. Pesquisa sobre "recarga difusa, "o processo pelo qual a água reabastece os lençóis freáticos em uma grande área, parece confirmar isso para paisagens planas. A xerificação das pastagens tem sido considerada ruim tanto para o gado quanto para o ciclo da água.

"Abordamos esta pesquisa com uma premissa simples de que a topografia desempenha um papel na redistribuição da água disponível, e isso deve afetar os resultados da xerificação, "disse o co-autor Enrique R. Vivoni, professor da Arizona State University.

O grupo olhou para recarga focada, que ocorre quando as encostas canalizam a água para áreas concentradas, como leitos de riachos. Os leitos dos riachos costumam ter fundos arenosos, que permitem que a água se infiltre rapidamente e evitem que os arbustos de raízes profundas a sugem.

Dados de uma encosta de montanha do deserto altamente monitorada no Novo México foram usados ​​para simular os efeitos da invasão de plantas lenhosas e das mudanças climáticas nos recursos hídricos. A equipe descobriu que não apenas os arbustos aumentaram a recarga de água subterrânea concentrada, mas o fizeram mesmo em condições em que as mudanças climáticas reduziram a quantidade de chuvas.

Eles também modelaram uma forma mais extensa de invasão de arbustos chamada espessamento, em que as plantas crescem em áreas densas sem manchas nuas, e encontrou, como na pesquisa anterior de paisagem plana, os arbustos também reduziram a quantidade de recarga de água subterrânea nas encostas.

Em encostas, o solo descoberto entre manchas de arbustos é necessário para levar a água para os leitos dos rios. O aumento do escoamento aumenta a recarga concentrada da água subterrânea.

"Ficamos surpresos ao descobrir que uma transição de pastagens para matagais pode aumentar a sustentabilidade dos aquíferos subterrâneos, "disse Schreiner-McGraw." A melhor maneira de aumentar a recarga focada neste sistema é aumentar a quantidade de escoamento das encostas que fica concentrada nos leitos dos rios. "

A mudança climática provavelmente aumentará a recarga das águas subterrâneas, tornando as tempestades maiores, mas menos frequente. Tempestades maiores aumentam a quantidade de escoamento que atinge os canais de fundo arenoso e aumenta a recarga da água subterrânea. Os resultados deste estudo sugerem que a vegetação também terá um papel importante na recarga das águas subterrâneas no futuro.

Embora o estudo tenha ocorrido no Novo México, Schreiner-McGraw disse que se aplica a ambientes semelhantes. Grandes partes da Califórnia também são savanas do deserto. O sul da Califórnia e o Vale Central têm formas de relevo semelhantes às encontradas no local de estudo do Novo México. Essas áreas podem experimentar processos hidrológicos semelhantes, embora os rios atmosféricos criem tempestades muito diferentes das tempestades das monções, então mais pesquisas são necessárias.

“O estudo destaca o papel do monitoramento de longo prazo na compreensão da dinâmica do balanço hídrico de bacias hidrográficas, e o papel que a modelagem baseada em processos desempenha na compreensão da dinâmica do sistema, "Disse Ajami.