圖片：Juan José Gaitán，INTA（阿根廷）
旱地覆蓋了地球約41％的陸地表面，並有三分之一的人類居住在那裡。在這些地區，生活受到乾旱的強烈影響，即雨水量與蒸發量之間的不平衡。從這個意義上講，由於氣候變化，全球乾旱正在增加。由費爾南多·T·梅斯特（Fernando T. Maestre）領導的阿利坎特大學（UA）旱地生態與全球變化實驗室進行的一項研究，並首次在《科學》雜誌上發表，該研究首次揭示，隨著乾旱的增加，地球上的旱地生態系統經歷了一系列突變。
“在研究中，我們發現許多生態系統特徵是對乾旱小幅度增加具有非線性響應。這意味著，由於乾旱小幅度增 加，在某些水平上會出現更快甚至突然的變化。因此，該研究的合著者聖地亞哥·索利弗斯（Santiago Soliveres）解釋說：“當超過某些乾旱閾值時，生態系統就會發生不成比例的變化，甚至變得更加乾旱。”
變化的三個階段研究人員確定了變化的三個階段。首先，當乾旱水平超過0.54左右時，“生態系統因缺水而受到限制。植被髮生變化，它成為適應乾旱的物種（如草叢和灌木）的主宰，許多地區已經如此。 梅斯特說。
在這些初始植被變化之後，當乾旱值超過0.7時，土壤變得更加貧瘠了。它失去了結構，變得更容易受到侵蝕。此外，在維持土壤養分中起關鍵作用的土壤生物受到根本影響，病原體佔具主導地位，但有益生物消失了。
最後，乾旱度超過0.8時，多樣性和植物覆蓋率突然喪失。“一旦超過此閾值，缺水將使植物無法在這些條件下繁衍生息。生物活動急劇減少，生命只有在偶然降雨才出現。生態系統已成為沙漠。”梅斯特說。
到2100年將影響全球土地的20％根據氣候預測，到2100年，地球上超過20％的土地可能會超過本研究確定的一個或幾個乾旱閾值。“生命不會消失，但我們的發現表明，這些生態系統可能會經歷突然的變化，這項研究的主要作者，UA旱地生態與全球變化實驗室的研究員米格爾·貝爾杜戈（Miguel Berdugo）表示，到2020年1月，將減少為超過20億人口提供生態系統服務的能力，例如土壤肥力和生物量生產。
減少負面影響這項研究的發現對於理解氣候變化對旱地生態系統的影響具有重要意義，因為它們可以幫助制定緩解措施。梅斯特說：“儘管我們不會阻止氣候變化，但我相信我們仍可以將其對這些生態系統的負面影響降至最低，這對於實現可持續發展至關重要。” 他說：“通過提供有關乾旱增加時植被和土壤特性如何變化的資訊，並通過繪製最敏感的地區圖，我們的結果可以用於優化監測和恢復工作，保護生物多樣性並避免這些生態系統的荒漠化。”。這項研究的合著者裡卡德·索萊（Ricard Solé），進化生物學研究所（IBE，UPF-CSIC）的ICREA研究員，龐培法布拉大學的講師，補充道：“這項研究將有助於開發潛在的干預方案，其中可能包括使用合成生物學來修改處於危險之中的生態系統。”