你可能会认为，希望在加利福尼亚繁荣或萧条的雨水循环中茁壮成长的植物会选择在一个可以储存大量地下水的地方扎根，持续干旱年。
但是，该州一些最成功的植物群落 - 可能在全球的地中海气候 - 以湿润的冬季和干燥的夏季为特征，采取了不同的方法。他们已经学会了在地下水储存量足够大的地区茁壮成长，即使在贫瘠的年份也能保持下降的水量。
令人惊讶的是，这些植物在低水位和多雨年都表现良好，正是因为土壤和地下风化的岩石储存的水相对于雨水而言相当少。
“我们研究的关键点在于，在北海岸的许多地方，存储容量相对于下雨的程度而言很小，”加州大学伯克利分校的研究生Jesse Hahm说道。该研究的第一作者。“因为在雨季储存水的地下容量很小，即使在干旱的年份，它仍然会下雨，以补充供水。有限的地下储存容量是解除植物和植物分离的关键机制。他们在夏季从冬季降雨量的大幅波动中获得了多少水资源。“
因此，这些植物在干旱年份的恢复能力更强，加利福尼亚相当没有受伤的北海岸在最近的干旱期间证明了它们在内华达山脉造成数亿棵树死亡。
“因为即使在干旱年份，地下水也会得到补充，在夏季，无论冬季多少降雨，这些植物都会感受到与地下相同的供水量，”哈姆说。“他们真的不知道下雨了不少，因为他们每年夏天都会在地下储存相同数量的水。”
另一方面，今天在地面上生长的植物可以吸收尽可能多的水，就像冬天的降雨所能提供的那样，这些植物将需要处理这个国家日益干燥的气候，随着气候变化将它们置于危险之中。对于内华达山脉的植物群落而言，这可能是一个问题，因为它们依赖于持久的积雪，并且越来越多地依靠储存的地下水来度过干燥的夏季。
Hahm和David Dralle是另一位第一作者和前伯克利研究生，他是萨克拉门托州立大学的助理教授，他在最近被地球物理研究快报和网上发表的一篇论文中描述了他们的研究结果以及他们的同事。
岩石水分
虽然大多数人认为植物只依赖于存在于表土中的水，伯克利的地球和行星科学教授威廉·迪特里希以及德克萨斯大学奥斯汀分校助理教授最近毕业的丹尼拉·雷佩最近发现存在于裂缝中的水。土壤下面的风化岩石起着相同或更大的作用。Dietrich和Rempe所说的“岩石水分”可以占植物每年所依赖的很大比例。
迪特里希说，这项新研究的一个主要含义是全球气候模型需要将岩石水分纳入其计算中，以准确地表示和预测干旱或强降雨的影响。近年来，干旱或热死树木加剧了加利福尼亚州，西班牙，希腊，澳大利亚和许多地区干旱的地中海气候的灾难性野火。
“了解如何将水储存在风化的基岩深处，以及在季节干燥的气候条件下，供水和降雨对该地区植物供水的影响非常重要，”Hahm说。
在他们的研究中，研究人员调查了全州的26个站点。所有都在雪带之下，因此在夏季干旱季节，地下储存的冬季雨水是植物的主要水源。利用降雨数据和美国地质调查局的流量数据来计算每年在地下储存的水量，他们能够评估土壤和风化岩石的地下储存能力。
在这26个地点中，只有7个 - 全部位于北部海岸山脉 - 的地下蓄水能力有限，并且在2011年至2016年该州最近的长期干旱期间表现良好。这些地点包括草地和橡树热带草原以及丛林到密集地区。道格拉斯冷杉林，但都表现为地下储存量低，相对于该地区的年平均降雨量，往往很高。地下无法在冬季储存的多余水分穿过土壤和破碎的基岩，最终流入溪流。
其他地点，包括南加利福尼亚州的大多数地点，在干旱中受到影响，植被死亡，健康较少，绿色植物较少。所有这些都以地下储存为特征，足以弥补每年降雨的大部分降雨量，但在干旱年份已经枯竭。
利用卫星图像来衡量每个地点植被的生产力和健康状况，研究人员得出结论，具有较高相对储存容量的地点是湿润和干燥年份之间变化最大的地点，植物的绿化程度如何。相对于年平均降水量而言地下储存容量低的地点表现更好，在干旱年份和潮湿年份同样保持绿色和健康。
哈姆指出，在典型的无雨夏季，内华达山脉的许多植物依靠积雪来解渴。但随着气温随着全球变暖而上升，冬季降水将越来越多地发生在降雨中。
“在某种程度上，这是对未来的一瞥，”哈姆说。“随着气候变暖，随着这些山脉的雪线高度增加，越来越多的地方将从依赖积雪转向依赖储存在地下的水。了解这种储存容量限制将如何影响整个州的植物在高山地区需要进一步探索。“
关于岩石水分的见解来自加利福尼亚州北部安吉洛海岸保护区的一个长期项目，该项目是加州大学自然保护区系统的一部分，鳗鱼河临界区天文台的科学家们通过植被，土壤和岩石跟踪天空中的水。进入溪流并通过蒸发和蒸腾回到大气中，以绘制环境中水的生命周期。迪特里希指导的天文台的主要资金来自国家科学基金会(EAR 1331940)。