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林业和环境资源研究

随着罗利地区的生长,气候温暖,森林可以帮助管理水

急流
kazuend摄影通过Unsplash

在罗利附近的地区,预计将来会看到更重的未来开发,保持树木的缓冲或水道周围的其他绿化可能有助于在潮湿的条件下慢慢匆忙的溪流,并在干燥时保持它们的流动。但是,北卡罗来纳州必威体育betway微博立大学的研究人员最近的研究背后警告这些所谓的“河岸缓冲区”并不是随着发展的增加,气候变得更加温暖和潮湿的魔力并不是一个神奇的子弹。

该研究的主要作者说:“缓冲区对流域有益 - 有很多文献表明它们非常适合水量和质量。”Elly T. Gay,北卡罗来纳州林业和环境资源的研究生。必威中文网址在线观看“但是将来,孤立的缓冲区可能不可行,因为唯一可以减轻负面后果的选择,即增加发育和更可变气候的水量可能会对水数量产生。他们需要与其他管理策略相结合。”

该研究的合着者说,森林可以过滤水,它们也可以减慢水以防止洪水或在干旱期间保持水位。凯瑟琳·马丁,北卡罗来纳州林业和环境资源助理教授。必威中文网址在线观看另外,在具有更多铺装表面的城市地区,溪流流可以更加极端。河岸缓冲区是帮助管理城市水域的一种工具。

马丁说:“城市水文学更加浮华。”“当下雨时,您有一个有很多建筑物和道路的区域,降雨立即进入溪流。它没有太多时间渗入地面。在森林中,水通过土壤过滤,并由植物使用。即使不下雨,这也是将水进入溪流的过程较慢。这对于水生物种很重要,因此它们有足够的水。当溪流水平较低时,污染物会浓缩。”

在这项研究中,研究人员预计,上Neuse River流域2017年至2060年之间的平均流流,从达勒姆(Durham)开始的流域,进食瀑布湖以向罗利(Raleigh)供水,并排入戈德斯伯勒(Goldsboro)。They modeled the impact of three different scenarios for riparian buffers to see how they’d impact stream flow: They tested a “business as usual” scenario with existing forest or greenspace, which includes a 50-foot state mandated buffer area, as well as many areas that were exempted. They also looked at a scenario with 50 feet of forested buffers throughout the entire watershed; and a scenario where forest buffers were extended to 100 feet.

他们还预测了气候变化对降水和温度的影响,以及如果低强度的发展继续增长。

马丁说:“我们模仿了更高的温室气体排放情况,但降水并不是特别极端。”“我们还有兴趣测试扩展的发展将如何影响流的流动,因为这种联系不透水的表面与其对水量和质量的影响之间存在这种联系。”

他们发现,平均而言,跨流域的每日流量将增加。他们预计,在没有缓冲区的某些地区,平均每日流量将增加28%。

在潮湿的条件下,他们看到一些最发达地区的缓冲区与较大的河流流量减少相关。

在干咒期间,他们看到缓冲区的结果不同。在某些地区,缓冲区实际上与在干咒语中的日常流量减少相关联 - 因此与他们希望看到的相反。但是,缓冲区似乎确实有助于维持开发频谱两端的水位:缓冲区帮助维持流域中的流量,并以未来开发的最高数量,它们还帮助维持水位尚未发展。

盖伊说:“我们发现缓冲区可以在最低流动事件期间增加流量,并且它们可以在更本地化的区域中最高流量事件中减少流量。”“这些局部区域通常位于发展水平最高的地方 - 我们发现缓冲区在这些地区的影响最大。”

但是,研究人员说,这种影响并不像他们预期的那样引人注目,当他们比较50英尺和100英尺的缓冲液时,几乎没有差异。

马丁说:“这表明缓冲液在减轻极端流的极端流中有角色,但这并不是唯一的策略。”“如果我们想维持不仅包括河岸缓冲液,而且更大,更大的绿色空间,我们需要一个全面的计划,如果我们想保持高水质,这些绿色空间不仅仅是水。”

这项研究“河岸缓冲区增加了未来的碱流量并减少了发展中流域的峰流”,在线发布总环境科学。合着者包括Peter V. Caldwell,Ryan E. Emanuel,Georgina M. Sanchez和Kelly M. Suttles。这项工作是由USDA森林服务合资企业协议资助的18-JF-11330155-036。

-oleniacz-

注释编辑研究摘要如下。

河岸缓冲区增加未来的碱流量并减少发展中的流域峰流量

作者:Elly T. Gay,Katherine L. Martin,Peter V. Caldwell,Ryan E. Emanuel,Georgina M. Sanchez和Kelly M. Suttles。

出版:2022年12月9日,总环境科学

doi10.1016/j.scitotenv.2022.160834

抽象的:土地转换和气候变化正在强调淡水资源。河岸地区,溪流植被/森林土地,对于调节水文过程至关重要,河岸缓冲液用作缓解土地转化效应的自适应管理策略。但是,我们在不断变化的条件下预期当前和替代河岸缓冲液的功效的能力仍然有限。为了解决此信息差距,我们在2060年的土地/气候变化的未来情况下模拟了不同级别的缓冲区保护的水文响应。我们使用土壤和水评估工具(SWAT)在上Neuse River的未来水流中投影美国北卡罗来纳州的分水岭。必威体育betway微博我们测试了河岸缓冲液在三种缓冲液处理下减轻未来土地使用和气候变化对每日平均水流的影响的能力:当前的缓冲宽度和整个盆地中完全森林的15 m和30 m缓冲液。使用未来气候变化方案和陆覆望预测的结合,表明2017年至2060年之间的低强度开发增加了一倍。在> 50%的开发区域,30 m的缓冲区在增加平均每日流量时特别有效在最低流量事件中,与没有缓冲区保护相比,在最高流量事件期间的流量减少了3%。在20%至50%的发展区域中,15 m和30 m的缓冲液都将低流量降低了8%,对高流量的影响最小。结果表明,标准化的缓冲区在本地规模上可能更有效,需要进一步的研究,需要专注于在流域量表上放置战略缓冲区的位置。 These findings highlight a novel approach for integrating buffers into hydrologic modeling and potential for improved methodology. Understanding the effects of riparian buffers on streamflow is crucial given the pressing need to develop innovative strategies that promote the conservation of invaluable ecosystem services.

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