山地植被使高山融水干涸

时间:2020-02-28 19:27 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

山地植被使高山融水干涸

联邦理工学院的研究人员证实了这一悖论:正如刚刚发表在《自然气候变化》杂志上的一项研究显示的那样,高海拔地区的植物绝对会茁壮成长,而不是在干旱期间枯萎。

到目前为止,科学家们一直认为大多数植物在干旱期间会遭受水分压力:它们关闭气孔以保持水分,停止生长,在最坏的情况下,枯萎。结果,来自植被、土壤和水面的水分的蒸发和蒸腾减少了——这个过程被专家称为蒸发蒸腾。苏黎世联邦理工学院环境工程学院的高级助理西蒙尼·法蒂奇说:“尽管气候干燥温暖,但在森林覆盖的高海拔地区,比如山区,不会发生干旱。”

对2003年夏季热浪(以及最近炎热干燥的夏季)的观察分析和计算机模型模拟表明,在干旱期间,高海拔的山地森林和草地向空气中释放的水分甚至比在平均气温和充足降水的“正常”生长时期还要多。

这是因为温暖和充足的阳光促进了植被的生长。但与此同时,植物有更高的新陈代谢,所以它基本上从地面吸取每一滴水来生长。因此,在研究干旱期间,高海拔地区的蒸散量比预期的要大得多。

绿色的水在干燥和温暖的夏季占主导地位

在计算机模型的帮助下,Fatichi和他的同事现在已经在欧洲阿尔卑斯山的大片地区首次调查了这一现象。这使他们能够量化“绿色”水的比例,即通过蒸发蒸腾作用到达空气中的水,与“蓝色”水的比例,即流入小溪、河流和湖泊的水。

山地植被使高山融水干涸

研究人员在他们的模型中加入了阿尔卑斯地区1200多个监测站的数据,这些数据测量的内容包括气象参数和河流径流。

根据他们的模拟,Fatichi和他的博士生Theodoros Mastrotheodoros计算出,在海拔1300 - 3000米的森林覆盖山区,在2003年的热浪中,大部分阿尔卑斯山的蒸发蒸腾速率高于平均值。

那年夏天,阿尔卑斯山的水通量平均只有平时的一半,根据联邦理工学院研究人员的计算,这种径流损失的三分之一是由蒸发蒸腾造成的。Fatichi强调,“因此,正是在这个海拔高度的植被帮助了半干旱的河流和小溪的排水。”

全球变暖扩大了蒸发蒸腾

作为研究的一部分,研究人员还模拟了阿尔卑斯地区气温上升3度的情景,这一情景可能在本世纪末成为现实,并可能使年蒸发量进一步增加6%。就降水量而言,蒸发的水量相当于阿尔卑斯山脉每年平均每平方米45升的降水量——相当于年降水量的3 - 4%。这表明,在年尺度上——不同于温暖的夏季——降水及其变化是迄今为止决定径流量的最重要因素。

因此,未来河流和小溪的流量将面临更大的压力。Fatichi说:“随着夏季变得越来越暖和和干燥,我们将看到更多的绿色水和更少的蓝色水的转变。”他解释说,从长远来看,这将危及阿尔卑斯山脉及其周围地势较低地区的水源供应。

在这种情况下有几个因素在起作用:全球变暖预计将导致降水普遍减少,冰川将缩小,在干燥和温暖的夏季,蒸发蒸腾将加剧径流量减少的问题。这种情况可能会让人对阿尔卑斯山作为“欧洲水塔”的角色产生一些怀疑。欧洲的四条主要河流:莱茵河、罗纳河、因河和波河发源于阿尔卑斯山。它们为大约1.7亿人提供了水,在发电和农业方面发挥着至关重要的作用。因此,欧洲很大一部分地区依赖阿尔卑斯山的蓝色海水,这就导致Fatichi提出了这样一个问题:“我们真的能够承受海水减少的后果吗?”

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