«Этот синтез важен для того, чтобы научить принимать решения по управлению заливом, учитывая всю систему Саскуэханна-Коновинго-Верхний залив и объединяя выводы нескольких связанных исследований», – сказал Питер Гудвин, президент Центра экологических наук Университета Мэриленда. "Поскольку большинство рек по всему миру закрыты дамбами, понимание потенциальных воздействий на прилегающие эстуарии имеет большое значение для международного научного и управленческого сообщества."
Изначально плотины лишают экосистемы нижнего течения как наносов, так и питательных веществ в виде твердых частиц, задерживая их в водохранилищах, расположенных выше по течению. Однако в конечном итоге эти водохранилища наполняются, увеличивая доставку наносов и питательных веществ в экосистемы, расположенные ниже по течению, особенно во время штормов, когда накопленные отложения могут быть размыты. С момента своего строительства в 1928 году плотина Коновинго уловила большую часть наносов водосбора реки Саскуэханна и связанных с ними твердых частиц азота и фосфора, прежде чем они войдут в Чесапикский залив.
Однако его емкость для хранения значительно уменьшилась, что вызывает вопросы о потенциальном воздействии на экосистемы залива.
Резюме
Ученые обнаружили, что большая часть воздействия отложений и твердых частиц на залив происходит во время сильного потока, например, во время сильных штормов, которые случаются менее чем в 10% случаев. Нагрузки, доставляемые в верхнюю часть Чесапикского залива во время малых потоков, уменьшились с конца 1970-х годов, в то время как нагрузки во время сильных штормов увеличились.
Большая часть этих материалов остается в верхнем заливе, но во время сильных штормов некоторые из них могут быть перенесены в среднюю часть залива, где их питательные вещества могут стать биодоступными.
«Хотя штормовые явления могут иметь серьезные краткосрочные последствия, залив на самом деле действительно устойчив, что примечательно», – сказала ведущий автор исследования Синди Палинкас, доцент Центра экологических наук Университета Мэриленда. "Если мы делаем все правильно, он может справиться с случайным попаданием большого количества осадка."
Нагрузка наносов и твердых биогенных веществ снизилась с конца 1970-х годов для нормального речного стока и увеличилась для ливневого стока.
Во время потоков, не связанных с событиями, большая часть наносов, доставленных мимо Коновинго, поступает из водораздела Саскуэханна. Нагрузка наносов и связанных с ними биогенных веществ снизилась с 1978 года (первый полный год данных мониторинга) для речных стоков, не связанных с явлениями.
Это снижение отражает усилия по снижению нагрузки на водосборные бассейны за счет установки БМП.
Во время потоков событий количество наносов и связанных с ними биогенных веществ со временем увеличивается, что согласуется с уменьшением порога размыва в резервуаре. Это также согласуется с уменьшением улавливания наносов водораздела при их прохождении через водохранилище.
И более низкий порог размыва, и снижение улавливания, вероятно, вызывают наблюдаемое увеличение.
Потенциальное влияние отложений водохранилища на качество воды залива ограничено из-за низкой реакционной способности вымытого материала, что снижает влияние общей нагрузки биогенных веществ даже во время сильных штормов. Большая часть этого материала будет откладываться в водах с низкой соленостью в верхней части залива, где скорость выброса азота и фосфора из отложений в воду низка.
Тем не менее, потоки событий могут переносить мелкие отложения из резервуаров в район середины залива, где летом вода более соленая и с меньшим содержанием кислорода. Эти условия могут обеспечить более высокие скорости высвобождения питательных веществ из отложений.
Большая часть отложений откладывается в верхней части залива с минимальным переносом в среднюю часть залива, что возможно только во время штормовых явлений. Увеличенные потоки во время сильных штормов могут переносить некоторый материал в район середины залива, но эти события перераспределяются в более длительных временных масштабах.
Хотя крупные события могут иметь значительные краткосрочные последствия, залив устойчив в долгосрочной перспективе благодаря продолжающемуся восстановлению и временным промежуткам между событиями.
Сильные штормы могут доставить огромное количество наносов в залив, но происходят они нечасто (менее 10% дней с 1978 года). Доставка наносов в район середины залива, где вода более соленая и более способствует выбросу питательных веществ из отложений, относительно невелика по величине, что сводит к минимуму потенциальное воздействие на качество воды залива.
Этот проект синтеза был поддержан Maryland Sea Grant, Grayce B. Kerr Fund и Exelon через Министерство природных ресурсов Мэриленда.