Некоторые виды жуков, например, горный сосновый жук, нападают и убивают живые деревья. Другие живут в мертвых, ослабленных или умирающих хозяевах.Только в Колорадо горный сосновый жук стал причиной гибели более 3,4 миллиона акров сосен.Как все эти мертвые деревья влияют на сток и качество воды?
Согласно новому исследованию, опубликованному на этой неделе, много.Мертвые деревья не пьют воду«Беспрецедентная гибель деревьев, вызванная этими жуками, предоставила новый подход к оценке взаимодействия деревьев с круговоротом воды в горных истоках, таких как реки Колорадо и Платт», — говорит гидролог Рид Максвелл из Колорадской горной школы.
Максвелл и его коллеги опубликовали результаты своего исследования воздействия жуков на водотоки в выпуске на этой неделе журнала Nature Climate Change.Когда деревья умирают, они перестают поглощать воду из почвы, что называется транспирацией. Транспирация — это процесс движения воды через растение и ее испарения с листьев, стеблей и цветов.
Затем «неиспользованная» вода становится частью местных грунтовых вод и приводит к увеличению стока воды в близлежащих ручьях.Исследование финансируется программой Национального научного фонда (NSF) по воде, устойчивости и климату (WSC). WSC является частью инициативы NSF «Наука, инженерия и образование в интересах устойчивого развития».
«Крупномасштабная гибель деревьев из-за сосновых жуков имеет множество негативных последствий, — говорит Том Торгерсен из Директората наук о Земле NSF и ведущий директор программы WSC.«Эта потеря деревьев увеличивает поток грунтовых вод и доступность воды, что, по-видимому, является положительным моментом», — говорит Торгерсен.«Однако общий эффект от обширной гибели деревьев и увеличения потока воды должен быть оценен на предмет того, насколько увеличится, когда такое увеличение произойдет и каково качество воды в результирующем потоке?»
Ответы не всегда хорошие.Зеленый означает идти, красный означает стоп, даже для деревьевВ нормальных условиях зеленые деревья используют неглубокие грунтовые воды в конце лета для транспирации.
Деревья с красной и серой фазой — затронутые заражением жуками — перестают прорастать, что приводит к повышению уровня грунтовых вод и большей доступности воды для стока грунтовых вод в ручьи.Новые результаты показывают, что доля потоков подземных вод в конце лета из затронутых водосборов примерно на 30 процентов выше после того, как жуки заселили территорию, по сравнению с водоразделами с менее серьезными атаками жуков.
«Анализ баланса воды подтверждает, что потеря транспирации в результате гибели жуков может объяснить увеличение вклада грунтовых вод в водотоки», — пишут Максвелл и ученые Линдси Беруп и Джон МакКрей из Колорадской горной школы и Дэвид Клоу из Геологической службы США в их бумага.Мертвые деревья влияют на качество воды«Используя« отпечатки пальцев »различных источников воды, определяемые химическим составом воды, мы обнаружили, что большая часть речного стока в конце лета в затронутых водоразделах происходит из грунтовых вод, а не из поверхностных потоков», — говорит Беарэп.
«Увеличение стока и уровня грунтовых вод очень трудно обнаружить из-за колебаний климата и топографии. Наш подход, основанный на химии воды, позволяет нам« расчленять »воду в ручьях и лучше понимать ее источник».С миллионами мертвых деревьев, добавляет Максвелл, «мы спросили: каков будет потенциальный эффект, если деревья перестанут использовать воду?
Наши результаты не только идентифицируют это изменение, но и количественно определяют, сколько воды используют деревья».По словам Берупа, важным выводом исследования является то, что это изменение может повлиять на качество воды.
По ее словам, новые результаты помогают объяснить более раннюю работу ученых Колорадской горной школы. «Это исследование обнаружило неожиданный всплеск канцерогенных побочных продуктов дезинфекции в конце лета на водоочистных сооружениях».Где были расположены эти водоочистные сооружения?
В водоразделах, населенных короедами.