Недавно опубликованное исследование Лесной службы США показывает, что объемы воды из неуправляемых лесных водоразделов в южных Аппалачских горах снижаются до 22 процентов в год с 1970-х годов. Изменения в водоотдаче были в значительной степени связаны с изменениями климата, но связанные с нарушениями изменения в составе и структуре лесных пород с течением времени также сыграли свою роль. Результаты исследования имеют значение для управления лесным составом водосборов для обеспечения водоснабжения в условиях будущего изменения климата.«Изменение климата и землепользования уже давно связано с изменениями водоотдачи», — сказал Питер Колдуэлл, гидролог-исследователь Южного исследовательского центра Лесной службы (SRS) и основной автор статьи, недавно опубликованной в журнале Global Change Biology. «Это исследование является одним из первых, показывающих, что постепенные и незначительные изменения в структуре леса и составе видов, вызванные изменением климата, а также инвазивными насекомыми и патогенами, которые действуют на часть видов деревьев в лесу, также могут влияют на выход воды ".
Ученые проанализировали данные за 76 лет (с 1938 по 2013 год), собранные с шести неуправляемых контрольных водосборов в Гидрологической лаборатории SRS Coweeta, расположенной в южных Аппалачских горах в Северной Каролине, чтобы определить, изменился ли годовой объем воды из этих водосборов с течением времени, и если да, то определить причины значительных изменений. Они связали измерения климата и стока с данными, собранными на участках долгосрочной растительности, и измерениями водопользования отдельными видами деревьев.«Мы обнаружили, что с 1938 до середины 1970-х годов годовой выход воды увеличился на 55 процентов, но за этим последовало снижение до 22 процентов к 2013 году», — сказал Колдуэлл. "Обследование растительности показало увеличение базальной площади леса (площади, выраженной как площадь поперечного сечения всех деревьев в насаждении) с середины 1970-х годов и переход от пород дуба и гикори к тополям и кленам, которые могут использовать до в четыре раза больше воды, чем у дубов и гикориев того же размера. Только изменения в структуре леса и породном составе привели к снижению водоотдачи на целых 18 процентов в конкретный год с 1970-х годов с учетом климата ».
Леса в бассейне Коуэта отражают историю нарушений в регионе, который, помимо изменения климата, пережил вырубку леса в начале 20-го века, засуху, ураганы, вспышки насекомых и болезней, последние из которых включают уничтожение американского каштана, когда-то самого сильного. важный вид в лесах южных Аппалачей. Кроме того, появление болиголова шерстистого адельгида в начале 2000-х годов означало в Коуэте почти полную потерю основных прибрежных видов и усиление доминирования клена и тополя в надземном ярусе и рододендрона в подлеске.
«До этой работы потребовались большие, резкие изменения в структуре леса и составе пород, чтобы вызвать изменение водоотдачи, которое мы могли обнаружить», — сказал Колдуэлл. «С появлением экогидрологии как дисциплины, теперь мы можем работать в разных масштабах — от отдельного дерева до горного ручья — чтобы увидеть фактические последствия изменения видов в зависимости от климата».