海狸水坝可能有助于减少面临由气候变化引起的破坏水质

随着气候变化的加剧水质和威胁的生态系统,著名的海狸水坝可能有助于减轻损害。

一项新研究的结论是由斯坦福大学的科学家和他的同事们,发布于11月8日自然通讯。研究显示,当涉及到山区流域的水质,海狸水坝比气候驱动可以有更大的影响,季节性极端降水。木制的壁垒提高上游水位,将水倒进周围的土壤和二级航道,统称为一个河岸区。这些区域像过滤器一样,紧张过度营养和污染物在水进入下游的主要通道。

这有益的影响大,长,两栖啮齿动物似乎将在未来几年生长。虽然炎热,干旱造成的气候变化将减少水质条件,这些条件也加剧了美国的海狸在美国西部,因此修建大坝的爆炸。

“当我们得到干燥和温暖的在美国西部山区流域,这应该导致水质恶化,”说,这项研究的资深作者Scott Fendorf,斯坦福大学地球系统科学教授。“但是不知道我们在这项研究之前,海狸活动的巨大影响水质是积极应对气候变化。”

一个幸运的自然实验

发现海狸水坝是偶然出现的深远的影响。作为博士生Fendorf 2017年的实验室,主要研究作者、基督教杜威开始沿东河领域工作,科罗拉多河附近的一个主要支流在科罗拉多州中部一个石英钟。

最初,杜威已经着手追踪季节性水文的变化,和河岸带对营养和污染物的影响在一个多山的分水岭。

“完全的运气,海狸决定在我们的研究站点建一座水坝杜威说:“他现在是俄勒冈州立大学的博士后学者(的吉祥物,顺便说一下,是一个海狸)。”这个海狸水坝的建设使我们有机会运行一个伟大的自然实验。”

大坝与干、湿年

在这项研究中,杜威和同事回顾了水位数据收集每小时通过传感器安装在河里和整个河岸区域。团队还收集水样,包括从地面以下的表面,监测营养和污染物的水平。

了解海狸水坝会影响水质在未来全球变暖产生更频繁的干旱和极端降水波动,研究人员比较了水质沿东河的一段在历史上干一年,2018年,第二年水质,当水位异常高。他们也比较这一数据集水质在近三个月期间,从2018年7月下旬开始,当海狸大坝阻止了这条河。

水质是衡量水是否适合一个特定的目的——生态系统健康和人类消费,例如。在干旱时期,由于更少的水流经的河流和溪流,污染物的浓度和多余的营养物质,如氮、上升。主要暴雨和季节性融雪然后需要清除污染物,恢复水质。

通过测量和计算机建模的相互关联的生物、化学和物理过程影响污染物集中或流下游,研究者发现海狸水坝显著增加硝酸盐的去除,氮的一种形式,通过创建一个惊人的急剧下降之间的水位上方和下方的大坝。

温暖干燥的夏天春天融雪后还生产大型水平变化,产生一个压力梯度,将水引入周围的土壤。梯度越大越大,水流和硝酸盐进入土壤,微生物将硝酸盐转化成一个无害的气体。

东河,研究人员发现梯度的增加相比,平均每天至少10倍,比夏季大坝峰值没有三峡大坝,高潮一年(2019年)和干旱年(2018)。声明否则,大坝的影响超过了极端气候水文-干旱方向或丰富的融雪的数量级。

海狸是应对水质恶化和改善水质的生产模拟水文极端矮气候做什么,”Fendorf说,他是斯坦福杜尔特里赫芬顿教授可持续性和学院的高级研究员斯坦福研究所森林环境。

在地方,海狸水坝移除多余的氮提高了研究东河区44%的季节性极端。水质氮是一个特别有害的问题,因为它促进了藻类的过度生长,当分解饿死水氧的需要支持不同动物的生活和一个健康的生态系统。

这项研究提醒我们,为未来气候变化的影响是全面评估,反馈还必须包括生态系统的变化。

我们预计气候变化会引起极端水文和水质恶化的干旱时期,”Fendorf说,“,在这项研究中,我们看到,确实是真的如果没有其他生态发生变化,海狸,增殖水坝,和日益增长的人口。”

研究的合著者是隶属于劳伦斯伯克利国家实验室。

这项研究受到了美国能源部和哥特式的落基山生物实验室,科罗拉多。

来源:https://www.stanford.edu/

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