Исчезновение лесов повлияет на качество воды в водохранилищах
Аномальная жара, засуха, наводнения, лесные пожары — последствия изменения климата усиливаются и меняют нашу окружающую среду. Ярким примером является сельская местность в районе водосбора водохранилища Раппбоде в восточной части региона Гарц. Это крупнейший резервуар питьевой воды в Германии, который обеспечивает питьевой водой около миллиона человек. Долгие периоды засухи с 2015 по 2020 год настолько сильно ослабили популяцию деревьев в районе Гарца, что такие паразиты, как жуки-короеды, смогли размножаться. Это еще больше усугубило эффект: деревья были еще больше повреждены и быстро погибли. «За последние четыре года водосборный бассейн Раппбоде, характеризующийся хвойными деревьями, в первую очередь елью, потерял более 50 процентов своего леса», — говорит гидролог UFZ и последний автор профессор Майкл Роде. " Это массовое вымирание лесов происходит быстро и драматично. Это будет иметь последствия для резервуара с питьевой водой».
Леса играют ключевую роль в круговороте воды. Они фильтруют воду и связывают питательные вещества, поэтому необходимы для хорошего качества воды. Чем меньше питательных веществ, т.е. соединений азота или фосфора, содержится в воде водохранилища, тем лучше она подходит для очистки питьевой воды. «Это затрудняет развитие водорослей, делая очистку питьевой воды в водопроводных сооружениях более рентабельной и простой», — объясняет исследователь озера UFZ и соавтор доктор Карстен Ринке. «Поэтому управление питательными веществами в водоохранных зонах очень важно. За последние десятилетия долгосрочные концепции тесного сотрудничества между лесным и водным хозяйством способствовали развитию больших площадей леса в водосборном бассейне Раппбоде».
Вдохновленная этим событием, команда UFZ исследовала влияние вырубки лесов, вызванной климатом, на качество воды в водохранилище в своем модельном исследовании. Это исследование было основано на данных сети экологических обсерваторий TERENO (Наземные экологические обсерватории), участником которой является UFZ вместе с обсерваторией Гарца/Центральногерманской низменности. «Мы смогли получить доступ к данным об окружающей среде за период более десяти лет, предоставив нам надежный набор данных», — говорит доктор Сянчжэнь Конг, также ученый-эколог UFZ и ведущий автор исследования. Команда использовала данные международного проекта ISIMIP (Inter-sectoral Impact Model Intercomparison Project) для прогнозирования будущих изменений климата. «Сначала мы ввели эти данные в модель, чтобы оценить влияние климата на баланс питательных веществ в водосборном бассейне.
Водохранилище Раппбоде снабжается тремя различными водосборными бассейнами, два из которых были включены в исследование. «Водосборный бассейн Хассель характеризуется сельским хозяйством, в то время как в Раппбоде преобладают леса — по крайней мере, так было до того, как исчезли еловые леса», — говорит Конг. Прежде чем вода из двух водосборных бассейнов попадет в большое водохранилище Раппбоде, она сначала задерживается преддамбой выше по течению. Влияние сельского хозяйства приводит к значительно более высокому содержанию питательных веществ в воде до плотины Хассель, чем до плотины Раппбоде. «Мы смогли продемонстрировать, что при ожидаемом обезлесении до 80 процентов в преддамбе Раппбоде всего за 15 лет концентрация растворенного фосфора увеличится на 85 процентов, а концентрация азота — более чем на 120 процентов.
Результаты для водохранилища Раппбоде могут быть применены к водосборным бассейнам других водохранилищ в аналогичных регионах. «Вымирание лесов как косвенное следствие изменения климата оказывает более выраженное влияние на качество воды в водохранилище, чем прямое воздействие изменения климата, такое как повышение температуры воды. Нас действительно удивила степень этого эффекта», — говорит Конг.