Responses of evapotranspiration to droughts across global forests: a systematic assessment

Forest evapotranspiration (ET) is one of the most important factors influencing the terrestrial hydrological cycle and is prone to being influenced by increasing drought events. This highlights the need to understand the interaction between global forest ET and drought. Consequently, we drew 710 sets of ecosystem-scale ET observations from 69 forest sites around the world and then systematically assessed the ET anomalies during droughts across the dominant forest and climate types. Overall, the response of forest ET to drought is non-monotonic. Under severe and extreme droughts with long durations, ET was reduced in most of forests in the world. We attributed the decreased forest ET to both restricted water supply and restricted water consumption by forests; however, lower magnitude and short-term droughts generally increased forest ET, and in some cases, ET even exceeded precipitation during droughts. We attributed this to the increased surface evaporation and the utilization of deep water by deep root systems. Specifically, we find that the positive anomaly of ET under droughts implied the drought paradox, which acts to accelerate the terrestrial hydrological cycle and further amplify the drought. This study as a global synthetic analysis of case studies on the site scale may have great potential for understanding the importance of the drought-modulated forest water cycle and the possibility of increasing drought stress with the effects of the drought paradox. Key words: climate change, water balance, forest hydrology, drought paradox, evapotranspiration. L'evapotranspiration (ET) de la foret est un des plus importants facteurs qui influencent le cycle hydrologique terrestre tout en etant sujette a l'influence des episodes de secheresse de plus en plus frequents. Cela souligne la necessite de comprendre l'interaction entre l'ET globale de la foret et la secheresse. Par consequent, nous avons extrait 710 ensembles d'observations d'ET a l'echelle de l'ecosysteme dans 69 stations forestieres partout dans le monde et nous avons ensuite systematiquement evalue les anomalies de l'ET lors de secheresses parmi les types dominants de forets et de climats. Globalement, la reaction de l'ET de la foret a la secheresse n'est pas monotone. Lors de secheresses severes et extremes qui persistent longtemps, l'ET a diminue dans la plupart des forets dans le monde. Nous avons attribue la diminution de l'ET de la foret a l'approvisionnement restreint en eau et a la consommation reduite d'eau par les forets; cependant, les secheresses moins severes et de courte duree ont generalement augmente l'ET de la foret et dans certains cas l'ET a meme excede la precipitation durant les periodes de secheresse. Nous avons attribue cela a l'augmentation de l'evaporation superficielle et a l'utilisation de l'eau en profondeur par le systeme de racines profondes. Plus precisement, nous trouvons que l'anomalie positive de l'ET en periodes de secheresse implique le paradoxe de la secheresse qui accelere le cycle hydrologique terrestre et amplifie encore davantage la secheresse. Cette etude, en tant qu'analyse synthetique globale d'etudes de cas a l'echelle de la station peut avoir un potentiel eleve pour comprendre l'importance du cycle de l'eau en foret module par la secheresse et la possibilite que le stress du a la secheresse augmente a cause des effets du paradoxe de la secheresse. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: changement climatique, bilan hydrique, hydrologie forestiere, paradoxe de la secheresse, evapotranspiration.
Introduction Evapotranspiration (ET), which mainly includes soil evaporation and vegetation transpiration, is a critical component of the water cycle in terrestrial ecosystems (Kool et al. 2014) and links water and [...]