У посушливий літній період рослинність споживає підземні води, зменшуючи обсяг води для річки та, як наслідок, для населення.
Річка Колорадо, значна за розміром, плине біля Моава, штат Юта. (Фото: Майк Лайверс через Getty Images) Підпишіться на нашу електронну розсилку
Відповідно до нового аналізу, рослини, які відчувають нестачу вологи, поглинають обсяг води, який за інших обставин надходив би до річки Колорадо. Висновки цього дослідження можуть мати важливе значення для регулювання водних ресурсів у регіонах, де велика залежність від танення снігу як джерела води, включаючи Аризону та Каліфорнію.
У світі понад 1,4 мільярда людей покладаються на воду з гірських річок, що виникають у результаті танення снігу. У Сполучених Штатах більше 10% жителів отримують значну частку води виключно з річки Колорадо.
Значна частина води в гірських екосистемах втрачається через поєднання випаровування з ґрунту та процесу, відомого як транспірація рослин, коли рослини виділяють водяну пару зі свого листя. Цей поєднаний процес відомий як евапотранспірація. Науковці припускали, що рослини переважно використовують вологу з верхніх шарів ґрунту, що походить від недавніх опадів або снігу, що свідчило б про те, що спекотні та сухі умови повинні знижувати евапотранспірацію, залишаючи при цьому відносно стабільним обсяг річкового стоку.
Проте, останні дослідження виявили «парадокс посухи»: рослини фактично підтримують або навіть збільшують рівень транспірації протягом періодів посухи.
З метою розв’язання цього парадоксу Рід Максвелл і Гаррі Стоун, інженери-екологи з Інституту навколишнього середовища Хай-Медоуз при Прінстонському університеті, встановили мережу датчиків на території площею 200 акрів (81 гектар) у водозбірному басейні річки Іст-Рівер у штаті Колорадо, яка впадає в річку Колорадо. Протягом двох років, 2023-го, коли сніговий покрив був великий, але літо було спекотним і сухим, та 2024-го, коли сніговий покрив був помірним, а літо було прохолодним і вологим, датчики фіксували рух води на шляху від танення снігу до течії.
Вони встановили, що навіть у спекотні, посушливі періоди, коли рівень вологості ґрунту був надзвичайно низьким, евапотранспірація залишалася інтенсивною. Це вказує на те, що при низькій вологості ґрунту рослини використовували запаси підземних вод, споживаючи воду, яка в інших обставинах потрапила б до річки.
Знімок з дрона демонструє Іст-Рівер, притоку річки Колорадо, неподалік від місця, де команда проводила свої дослідження. (Фото: Brad McGinley Photography via Getty Images)
«У будь-якому випадку, сухе літо чи вологе, вони отримують достатньо води», – розповів Максвелл Live Science. «Проте, вони знаходять її з інших джерел. Вони беруть її з неглибоких ґрунтових вод».
Історичні дані щодо температури та стоку також виявили, що літні температури впливали на стік незалежно від кількості снігу, що випав попередньої зими. Ефективність танення снігу, тобто здатність певної кількості талого снігу генерувати певний обсяг стоку, знизилася протягом останнього століття, отже, один і той самий шторм з часом забезпечує меншу кількість води у водосховищах. Наразі незрозуміло, що саме викликає цю зміну, проте зміна клімату відіграє в цьому роль.
«Ми бачимо це по всьому басейну річки Верхній Колорадо; спекотне літо фактично провокує активне танення снігу, і воно нагадує звичайне через додаткові потреби рослин у воді», – заявив Максвелл. «Рослини все ще задовольняють свої потреби; вони просто споживають інші джерела води, і ці джерела виснажують воду, яка в іншому випадку потрапила б до наших водосховищ».
Ми можемо зафіксувати спад на 40% до середини століття
Бред Юдалл, старший науковий співробітник з досліджень води та клімату в Університеті штату Колорадо
Дана праця була оприлюднена як препринтна стаття, що означає, що вона ще не пройшла рецензування або не була опублікована в науковому журналі.
Бред Юдалл, старший науковий співробітник з питань води та клімату в Університеті штату Колорадо, який не брав участі в дослідженні, зазначив, що головною перевагою роботи є те, що дослідники безпосередньо реєстрували зміни евапотранспірації щогодини, а не покладалися виключно на комп’ютерні моделі.
Отримані відомості підтверджують гіпотезу, яку активно досліджують Удалл та інші: за його словами, збільшена евапотранспірація, викликана підвищеними температурами, сприяє зменшенню річкового стоку.
Відповідно до результатів аналізу, за останнє століття температура в басейні річки Колорадо збільшилась на 2,5 градуса за Фаренгейтом (1,4 градуса за Цельсієм). За останні сім років обсяг потоку води в басейні зменшився на 35%, повідомив Удалл. Він та інші припускають, що в майбутньому відбудеться «ще більш значне скорочення потоку через ці вищі температури», – додав Удалл Live Science.
Це може істотно вплинути на обсяг води, який буде доступний людям, що покладаються на річку Колорадо, в майбутньому. «Це означає, що води стане значно менше, і ми вже це бачимо», – підкреслив Юдалл. «До середини століття ми можемо побачити зменшення на 40%».
Нові правила щодо регулювання розподілу води між верхнім і нижнім басейнами мають набути чинності в наступному році. Проте, наразі немає згоди щодо того, якими саме повинні бути ці правила, зауважив Удалл. Збільшення температури, зниження річкового стоку та зменшення кількості опадів лише ускладнять ці перемовини.
Незважаючи на те, що дане дослідження є лише одним із прикладів функціонування кругообігу води у верхньому басейні річки Колорадо, воно може мати важливий вплив на рішення щодо використання води в майбутньому, зауважив Максвелл. Зважаючи на те, що літо стає більш сухим і теплим, необхідно переглянути уявлення про те, скільки води може бути доступним у річці Колорадо, навіть у роки зі значними снігопадами.
«Більш точний водний баланс, який враховує збільшення літньої транспірації, є дійсно важливим фактором під час визначення обсягу води в басейні, перш ніж розпочати її розподіл», – резюмував він.
Примітка редактора: Цю статтю було оновлено о 8:39 ранку за східним часом 19 березня, щоб виправити підпис до другого зображення, в якому було помилково зазначено, що на ньому зображено річку Колорадо, а натомість було вказано Іст-Рівер, притоку річки Колорадо. Статтю було повторно оновлено о 12:50 дня за східним часом 19 березня, щоб замінити верхній підпис з Колорадо на Юту.
Sourse: www.livescience.com