הקשר בין משטר הגשמים ליצרנות במערכות אקולוגיות לאורך ישראל

ד"ר יעל גרונוולד, מכון וולקני

המחקר האקולוגי מבקש להבין כיצד משטר הגשמים, לא רק כמות המשקעים השנתית, אלא גם עיתוי, עוצמה, תדירות ופיזור אירועי הגשם, מעצב את המבנה, התפקוד והיציבות של מערכות אקולוגיות מוגבלות מים. שאלה זו מקבלת חשיבות מיוחדת בישראל, שבה מפל יובש חד ושינויים צפויים במשטר הגשמים מציבים אתגר משמעותי לניהול יערות ומערכות טבעיות בתנאי אקלים משתנים.

במחקר זה בחנו את יחסי הגומלין בין פעימות גשם לפעימות יצרנות ראשונית לאורך מפל היובש בישראל, מכ־40 ועד 700 מ״מ גשם בשנה, תוך שימוש ב״תורת הפעימה–עתודה״ כמסגרת מושגית. יצרנו סדרות זמן של מדדי צומח מחישה מרחוק על בסיס נתוני Sentinel-2 לשנים 2017–2024 עבור שבעה אתרי LTER בישראל, המייצגים חורש ים־תיכוני, יערות אורן נטועים, יערות קציר־נגר, בתה צחיחה־למחצה, ומערכות שיטים במדבר קיצון. בחלק מהאתרים נבחנו גם השפעות ממשק, כגון דילול יער וקציר נגר. עבור כל אתר הופקו מדדים המתארים את פעימות הגשם ואת התגובה היצרנית של הצמחייה, ובהם מועד תחילת העונה, אורך העונה, קצב העלייה בעונת הצימוח ועוצמת הפעימה. קשרים אלה נותחו באמצעות למידת מכונה.

הממצאים מראים כי במערכות מוגבלות מים הנשלטות על ידי עצים, גורם המרכזי המשפיע על היצרנות הוא אפקט המורשת - עוצמת פעימת הגשם בשנה הקודמת. במערכות אלה העצים נשענים במידה רבה על עתודות מים קודמות להתנעת הצימוח לאחר הקיץ, עוד לפני תחילת עונת הגשמים הנוכחית. בנחלי הדרום הצחיחים נמצא כי שיטפונות גדולים יכולים לספק לעצי השיטה עתודות מים תת־קרקעיות לשנתיים ואף יותר. לעומת זאת, במערכות עשבוניות חד־שנתיות ושיחניות, היצרנות מוכתבת בעיקר על ידי גשמי העונה הנוכחית, ונדרשת הצטברות של כ־20 מ״מ באירוע יחיד או במספר אירועים סמוכים להתנעת הצימוח.

ממצאים אלה מדגישים כי תגובת האקוסיסטמות לשינוי במשטר הגשמים תלויה במבנה הצומח ובתלות ההידרולוגית של המערכת, ומספקים בסיס לשיפור ממשק יערות, נטיעות ומערכות טבעיות בישראל תחת אקלים משתנה.