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研究发现,维多利亚的观测集水区可能无法从干旱中恢复过来

时间:2021-07-22 11:18

Victoria's watch catchments may not recover from drought: Study

澳大利亚莫纳什大学的一项研究否定了河流和地下水在干旱或洪水之后最终会补充的理论。在澳大利亚千年干旱之后,近八年过去了,维多利亚三分之一的流域仍然没有从干旱中恢复过来。至于那些没有恢复的集水区,大约80%的集水区没有迹象显示会在短期内恢复。

澳大利亚莫纳什大学的一项首次研究显示,维多利亚时期的一项研究中包括的三分之一的集水区在近八年后还没有从严重的干旱中恢复过来。

在全球范围内,科学界普遍认为,河流和地下水的供应最终会在严重的干旱或洪水之后得到补充。

这项研究由莫纳什大学土木工程系的蒂姆·彼得森博士领导,并于今天发表在著名的国际期刊《科学》上,这是世界上第一次挑战这种被广泛接受的观点。

研究人员使用了横跨维多利亚的161个集水区的降雨和水流的统计模型,每个集水区都有超过30年的数据,而且没有在上游修建水坝或抽取水。被调查的地区大约是英国的大小或美国加利福尼亚州的一半。

彼得森博士和墨尔本大学的研究同事们发现,当干旱结束时,一些河流在之后的几年里仍然表现得像干旱一样,许多河流还没有恢复过来。

具体来说,径流量作为降水的一部分,在澳大利亚千年干旱之后,维多利亚37%的集水区没有恢复,恢复的集水区数量仍然停滞不前。

这意味着1990年干旱前100毫米的降水比2017年同样100毫米的降水产生了更多的河流流量,因此干旱后的径流量减少了30%。

从1996年到2010年夏季气象干旱结束期间,径流状态为低或极低的流域数量迅速增加。到2011年,只有15%的集水区恢复。

千年干旱被认为是袭击澳大利亚现代史上最严重的干旱之一,使默里-达令盆地瘫痪,并对该国东南部的生态系统、农业生产和城市供水造成极端压力。它以2010年的拉尼娜天气事件而结束。

集水区,或分水岭,是任何捕获降水的土地,然后流入公共出口,如河流、小溪、海湾或湖泊。维多利亚几乎所有的水源都来自小溪。

彼得森博士说,严重干旱后的流域再生对全球长期水资源规划和水生环境有重大影响,尤其是在他们的研究结果加上气候变化的情况下。

“我们的发现表明,水文干旱可以在气象干旱之后无限期地持续下去,恢复的机制仍然是一个悬而未决的问题,”彼得森博士说。

“这个新发现似乎是集水区的自然行为方式。这不能用土地使用等因素来解释。他们只是比我们想象的要复杂。”

本研究分析的每个流域分别在千年干旱之前、期间和之后进行了至少15年、7年和5年的水流观测,并且没有主要的上游水库或河流提取。

研究人员发现,在干旱的8年里,所有161个集水区中,有51%的集水区变成了低径流或极低径流状态。2010年旱情结束后,主要是东部流域恢复了正常的径流状态(见图)。

重要的是,到2017年年中,在干旱近8年后,超过三分之一的流域仍然处于低径流状态,并没有恢复到干旱前的状态。

彼得森博士说,证据还表明,植被对干旱的反应是增加了降水蒸腾的比例,蒸腾是指水通过植物流动和从叶子蒸发的过程。

他说:“实际上,这意味着在对千年干旱的反应中,选定的流域的植被通过保持相似的蒸腾速率来做出反应。”

研究人员说,他们已经表明,集水区比以前认为的更复杂,这些发现有助于水务机构更好地规划未来。

彼得森博士和他在墨尔本大学的合著者一直在与维多利亚和国家水资源机构合作,并将研究结果传达给他们;最近通过维多利亚水和气候倡议的更广泛的发现。

他说:“令人兴奋的是,这些发现已经开始用于水资源管理。我们现在正在开发数学工具,以进一步帮助水资源管理利用这些发现,确保在具有挑战性和不断变化的气候下的长期供水。”