Приток пресной воды - Википедия - Freshwater inflow

Относящийся к окружающей среде Как показано на рисунке ниже, потоки могут быть разбиты на поток внутри потока, приток пресной воды и отток пресной воды. Поток - это пресная вода, текущая в реках или ручьях. Приток пресной воды пресная вода, которая впадает в устье. Отток - это течение из устья в океан. Эта статья посвящена притоку пресной воды.

Эстуарии

Приток пресной воды: Пресная вода течет в устье и смешивается с морской водой эстуарная экосистема. Смешивание притока пресной воды и морская вода из эстуарная экосистема происходит в пространстве и во времени из-за климатических воздействий, включая приливы, сезонную изменчивость и штормы.[1] На перемешивание влияет количество устьевой системы. В приливы и объем принимающего лимана регулируют объем морской воды. Приливы определяются как периодические подъемы и опускания поверхности моря вдоль побережья, которые вызываются гравитационным притяжением Луны и Солнца.[2] Хотя эстуарии подвержены влиянию приливов, они часто в некоторой степени защищены от штормов и приливов буферами, расположенными дальше от берега, включая барьерные острова и полуострова.[1]

В условиях низкой солености морская вода создаются, когда пресная вода смешивается с соленой водой эстуарной системы. Средняя [соленость] пресной воды составляет около 0,5 частей на тысячу (ppt), тогда как средняя соленость океана составляет 35 ppt.[3] Соленость не будет постоянной на протяжении конкретного устья и будет различаться от одного устья к другому, но ее уровень будет колебаться от 0,5 до 35 частей на миллион.[3] В эстуариях первичные производители занимаются питательные вещества Такие как азот и фосфор.[4] Пресноводные притоки несут эстуарии, пополняя запасы фитопланктона.[4] Отложения расселение и формирование берегов, прибрежных полуостровов и барьерных островов, которые защищают эстуарий от сильных приливов и течений. Осадки также поддерживают пляжи и обеспечивают водно-болотные угодья между приливами и отливами. Органический материал, доставляемый в устья с притоком пресной воды, является основным источником энергии для организмов, живущих в устье.[5] Эстуарные экосистемы нуждаются в притоке пресной воды для поддержания своей продуктивности или для продолжения производства биомассы.

Эстуарные экосистемы фундаментально важны и необходимы для защиты путем регулирования притока пресной воды из-за множества экосистемные услуги они производят. Экосистемная услуга - это то, что предоставляется природой и представляет ценность для человека. Экосистемы эстуариев являются одними из самых продуктивных экосистем на планете. В эстуариях обитают такие виды, как синий краб, красная рыба, камбала, пятнистая форель и многие другие на определенном этапе жизненного цикла вида. Морские среды обитания, такие как те, что встречаются в эстуарных экосистемах, оцениваются как обеспечивающие ежегодно экосистемные товары и услуги на сумму около 14 триллионов долларов США, или 43% от общемирового показателя.[6] Некоторые экономически важные среды обитания эстуариев включают приливные отмели, солончаки, заросли морской травы, устричные рифы и мангровые заросли. Вот почему эстуарии важно защищать и сохранять.

Глобальное изменение

Глобальные изменения вызвано в основном антропогенные воздействия, или антропогенное воздействие, изменяют объем притока пресной воды в эстуарии.[7] Люди отводят воду из рек и ручьев, уменьшая количество потоков, попадающих в эстуарные экосистемы. С 1960-х годов обезвоживание или удаление воды из ручьев и рек увеличилось вдвое, и около 60% стока Земли улавливается.[8] Удаление пресной воды из рек и ручьев для антропогенный использование до того, как он достигнет побережья, оказывает негативное влияние на многие эстуарии. Половина крупных городов мира находятся в пределах 50 км от побережья, а население прибрежных районов в 2,6 раза плотнее, чем жителей, находящихся дальше от побережья.[9] Технологические достижения в сборе пресной воды постоянно улучшаются, что еще больше ограничивает доступные ресурсы пресной воды. По мере роста численности населения и продолжающейся нагрузки на водные ресурсы способность эффективно управлять притоком пресной воды в эстуарии становится приоритетом во всем мире.[1]

Обезвоживание

Изменения в притоке пресной воды привели к утрате среды обитания, биоразнообразия и продуктивности.[10] Исследования также обнаружили, что изменения в биомассе сообщества видов-биоиндикаторов коррелируют с изменением притока пресной воды, что указывает на вторичные производственные изменения с изменением притока.[11] Эти исследования показывают, что здоровье эстуария зависит от притока пресной воды.

Ниже приведен пример того, как перенаправление человека вверх по течению создает каскадные эффекты вниз по течению.

Управление притоком пресной воды

Множество различных методологий, направленных на управление притоком пресной воды для поддержания устье внедрены во всем мире. Исследования направлены на определение объема притока пресной воды, необходимого для поддержания эстуарная экосистема. Одна из распространенных методологий, применяемых в исследованиях в нескольких штатах США, включая Техас, Флориду и Калифорнию, состоит в том, чтобы косвенно связать ресурсы эстуариев (т.е. целостность - видовой состав, биомасса, разнообразие; функция - первичное производство, вторичное производство, рециркуляция питательных веществ; устойчивость - среды обитания, ценится ресурсы, экосистемные услуги) к притоку пресной воды (т.е. количество - время, частота, продолжительность, масштабы; качество; связи приливов) через устьевые условия (т.е. соленость; отложения; растворенный материал; твердые частицы).[1][12] В устье реки Мтата в Южной Африке Индекс здоровья эстуариев используется для сравнения текущего состояния устье в предсказанное эталонное состояние.[13] В устье Калузахатчи во Флориде диапазон притока, который защищает ключевую биоту или животный и растительный мир региона, определяет необходимый объем притока пресной воды.[14] Методологии управления притоком пресной воды немного различаются, но главная цель - в конечном итоге создать или поддерживать устойчивый устье.

Использование стратегий экосистемного управления (EBM) для надзора за притоком пресной воды

Стратегии управления притоком пресной воды требуют всеобъемлющего подхода, включающего большой объем данных на нескольких уровнях. Такой подход называется стратегией управления на основе экосистемы. Экосистемное управление (EBM) стратегии требуют комплексного подхода, включающего использование и распределение земли, энергии и природных ресурсов, включая управление видами, природные товары и человека в качестве компонентов.[15] EBM также включает анализ данных о различных взаимодействиях за разное время и пространство.[16] Это может быть направлено на поддержание или улучшение всей речной экосистемы, включая ее разнообразную водную и прибрежную биоту и компоненты от источника до моря.[17] Ниже приведены некоторые примеры текущих экосистемное управление ресурсы притока пресной воды из Техаса.

Экосистемное управление ресурсами притока пресной воды из Техаса

РесурсыОрганизацияОбзор
Инструмент притока пресной водыHRIПредоставляет информацию для понимания и управления притоком пресной воды
Программа экологических потоков TX (SB3)TCEQДает ссылки на все существующие отчеты о притоке пресной воды.
Законопроект Сената 3 Nueces BBASCBBASCОбъясняет процесс SB3 и предоставляет конкретные приложения Nueces (отчеты BBEST и BBASC)
Научное сотрудничество NERRМАНЕРРПроект по борьбе с изменением климата путем содействия установлению требований к притоку пресной воды
Приток пресной воды и эстуарииTPWDТематические исследования методологий оценки изменений, воздействия и потребностей притока пресной воды
Информационная система экологических потоков для ТехасаCRWRМодели данных и база данных для определения потребностей в экологических потоках

Рекомендации

  1. ^ а б c d Montagna, P.A .; Палмер, Т .; Поллак, Дж. (2013). Гидрологические изменения и динамика эстуариев. SpringerBriefs по науке об окружающей среде. 8. п. 94. Дои:10.1007/978-1-4614-5833-3. ISBN  978-1-4614-5832-6.
  2. ^ Сумич, J.L. (2004). Введение в биологию морской жизни, шестое издание. Джонс и Бартлетт Обучение. п. 449. ISBN  9780763733131.
  3. ^ а б Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA). «Лиманы». NOAA.
  4. ^ а б Д'Элия, К.Ф.; Sanders, J.G .; Бойнтон, W.R. (1986). "Исследования по обогащению питательными веществами в устье прибрежной равнины: рост фитопланктона в крупномасштабных, непрерывных культурах". Канадский журнал рыболовства и водных наук. 43 (2): 397–406. Дои:10.1139 / f86-050.
  5. ^ Кейт Р. Дайер и Роберт Джозеф Орт (1994). Влияние стока реки Атчафалая на залив Форлиг, Луизиана (США) Найдено в: Изменения потоков в эстуариях. Фреденсборг, Дания: Ольсен и Ольсен. С. 151–160. ISBN  9788785215222.
  6. ^ Costanza, R .; d'Arge, R .; de Groot, R .; Farber, S .; Grasso, M .; Hannon, B .; Limburg, K .; Naeem, S .; O'Neill, R. V .; Paruelo, J .; Раскин, Р. Г .; Sutton, P .; ван ден Белт, М. (1997). «Ценность мировых экосистемных услуг и природного капитала» (PDF). Природа. 387 (6630): 253–260. Дои:10.1038 / 387253a0. Архивировано из оригинал (PDF) на 30.07.2012.
  7. ^ «Сравнительный анализ организации морских экосистем (КАМЕО)». КАМЕЯ.
  8. ^ Crossland, C.J .; и другие. (2005). Прибрежные потоки в антропоцене. Глобальные изменения - серия МПГБ. Берлин, Германия: Springer-Verlag. п. 232. ISBN  978-3-540-27851-1.
  9. ^ Montagna, P.A .; Kalke, R.D .; Риттер, К. (2002). «Влияние восстановленного притока пресной воды на макрофауну и мейофауну в Верхнем Ринкон-Байу, Техас, США». Эстуарии. 25 (6): 1436–1447. Дои:10.1007 / bf02692237. JSTOR  1352870.
  10. ^ Kim, H.C .; Монтанья, П. А. (2009). «Влияние притока пресной воды реки Колорадо на динамику бентосной экосистемы: исследование с помощью моделирования». Эстуарии, прибрежные районы и шельфовые науки. 83 (4): 491–504. Дои:10.1016 / j.ecss.2009.04.033.
  11. ^ Альбер, Меррил (декабрь 2002 г.). «Концептуальная модель управления притоком пресной воды в устье» (PDF). Эстуарии. 25 (6B): 1246–1261. Дои:10.1007 / bf02692222.
  12. ^ Adams, J.B .; Bate, C.G .; Харрисон, Т.Д .; Huizinga, P .; Taljaard, S .; Niekerk, L.V .; Plumstead, E. E .; Whitfield, A.K .; Вулдридж, Т. Х. (декабрь 2002 г.). «Эстуарии и приложение к устью Мтата, Южная Африка». Эстуарии. 25 (6B): 1382–1393. Дои:10.1007 / bf02692232.
  13. ^ Чемберлен, R.H .; Деринг, П. (1998). «Предварительная оценка оптимального притока пресной воды в устье Калузахатчи: подход, основанный на ресурсах. В С.Ф. Трит (ред.), Труды общественной конференции и технического симпозиума в Шарлотт-Харбор 1997» » (PDF). Район управления водными ресурсами Южной Флориды и Национальная программа устья реки Шарлотт-Харбор. Технический отчет № 98-02: 121–130. Архивировано из оригинал (PDF) на 17.06.2010.
  14. ^ Arkema, K.K .; Abramson, S.C .; Дьюсбери, Б. (2006). «Управление на основе морских экосистем: от описания к реализации» (PDF). Границы экологии и окружающей среды. 4 (10): 525–532. Дои:10.1890 / 1540-9295 (2006) 4 [525: memfct] 2.0.co; 2.
  15. ^ Хатчисон, Л.М. (2011). Магистерская работа: Представления заинтересованных сторон об экосистемных услугах прибрежных местообитаний. Корпус-Кристи, Техас: Техасский университет A&M - Корпус-Кристи. п. 107.
  16. ^ Tharme, R.E. (2003). «Глобальный взгляд на оценку экологического стока: новые тенденции в разработке и применении методологий экологического стока для рек». Речные исследования и приложения. 19 (5–6): 397–441. Дои:10.1002 / rra.736.

внешняя ссылка