長(zhǎng)期干旱對(duì)不同土地利用方式下景觀(guān)蓄水與恢復(fù)的影響
歐洲最近發(fā)生的極端干旱凸顯了迫切需要量化其對(duì)景觀(guān)生態(tài)水文通量(蒸散量、地下水補(bǔ)給)和水儲(chǔ)存(主要是土壤濕度)的影響。為此,結(jié)合基于EcH2O-iso和(NARX模型來(lái)估計(jì)長(zhǎng)期干旱對(duì)水通量和儲(chǔ)存的持久影響,并預(yù)測(cè)未來(lái)短期地下水位和各種降水條件下的恢復(fù)潛力場(chǎng)景。這項(xiàng)工作是在德姆尼茨米爾溪(DMC)進(jìn)行的,這是德國(guó)北部一個(gè)70平方公里的混合土地利用(耕作作物和林業(yè))集水區(qū)。模擬表明,2018年和2022年的極端干旱年份影響最為顯著,導(dǎo)致地下水補(bǔ)給量(>40%)、蒸散量(高達(dá)16%)和土壤濕度(高達(dá)6%)大幅下降。模擬表明,如果最近的降水異常持續(xù)存在,地下水位可能在未來(lái)15年內(nèi)不會(huì)恢復(fù)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)迫切需要增強(qiáng)抵御能力并促進(jìn)土地和水資源管理綜合戰(zhàn)略,以?xún)?yōu)化景觀(guān)保水并更好地應(yīng)對(duì)干旱。
量化長(zhǎng)期干旱對(duì)景觀(guān)水文通量(如蒸散發(fā)、地下水補(bǔ)給)和水儲(chǔ)存(主要是土壤濕度)的持久影響,并預(yù)測(cè)未來(lái)短期地下水位和恢復(fù)潛力。研究旨在評(píng)估不同降水情景下干旱對(duì)水資源恢復(fù)的影響,并提出增強(qiáng)抗旱能力和綜合管理土地與水資源的策略,以?xún)?yōu)化景觀(guān)中的水分保持并更好地應(yīng)對(duì)干旱。
采用基于EcH2O-iso和NARX模型相結(jié)合的方法來(lái)估計(jì)長(zhǎng)期干旱對(duì)水通量和儲(chǔ)存的持續(xù)影響,并預(yù)測(cè)未來(lái)地下水位。研究使用了位于德國(guó)北部一個(gè)70平方公里的混合土地利用(農(nóng)作物和林業(yè))流域作為研究區(qū)域。研究中還包括了對(duì)環(huán)境同位素示蹤劑的分析,以幫助更好地理解干旱條件下的生態(tài)水文通量、水分分配和景觀(guān)水儲(chǔ)存動(dòng)態(tài)。
如下圖所示,不同土地利用類(lèi)型和觀(guān)測(cè)點(diǎn)的同位素模擬結(jié)果與觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的比較,支持模型的準(zhǔn)確性和研究結(jié)論的有效性。
溪水同位素(δ2H和δ18O)在三個(gè)不同地點(diǎn)(Demnitz Mill、Bruch Mill 和 Peat North)的模擬與觀(guān)測(cè)值的對(duì)比。
地下水同位素在GW4觀(guān)測(cè)點(diǎn)的模擬與觀(guān)測(cè)值的對(duì)比。
土壤水同位素在森林地點(diǎn)的第1層(頂部15厘米)和第2層(頂部15-35厘米)的模擬與觀(guān)測(cè)值的對(duì)比。
通過(guò)這些數(shù)據(jù),研究者能夠確保模型在模擬干旱條件下的水分動(dòng)態(tài)時(shí)具有可靠性和有效性。
研究結(jié)果表明,最近的干旱對(duì)德國(guó)北部低地集水區(qū)的生態(tài)水文學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的負(fù)面影響。集水區(qū)規(guī)模的地下水補(bǔ)給、土壤濕度和蒸發(fā)量都大幅減少,特別是在2018年和2022年的主要干旱年份。當(dāng)時(shí)我們觀(guān)察到,在持續(xù)缺水的情況下,整個(gè)集水區(qū)的水通量表現(xiàn)出最小的空間變化(跨不同的土地用途)。然而,我們?nèi)匀挥^(guān)察到,農(nóng)田和針葉林的不同土地利用方式在干旱的生態(tài)水文途徑上存在明顯的脆弱性,這主要是由于它們的地下儲(chǔ)存能力不同。假設(shè)最近的負(fù)降水異常持續(xù)存在,我們對(duì)地下水恢復(fù)的預(yù)測(cè)是悲觀(guān)的,一口井不太可能恢復(fù),另外三口井可能平均需要6年才能恢復(fù)到干旱前的水位。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來(lái)源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。