Fino ad ora, le acque sotterranee – una risorsa idrica fondamentale in tutto il mondo, soprattutto nelle regioni aride – sono state in gran parte non studiate per quanto riguarda la loro importanza e il loro ruolo nel sostenere gli ecosistemi. Un nuovo sforzo di ricerca condotto dal SUNY College of Environmental Science and Forestry (ESF) in collaborazione con l'Università della California Santa Barbara (UCSB), l'Università di Cardiff e il Desert Research Institute (DRI) esamina la relazione tra le acque sotterranee e gli ecosistemi in tutta la California. /P>
I loro risultati sono presentati in Nature Water .
Guidato dalla Dott.ssa Melissa Rohde, che ha completato lo studio come parte della sua ricerca di dottorato presso il Laboratorio di ecoidrologia ripariale del Dott. John Stella presso l'ESF, il team ha utilizzato immagini satellitari e dati di monitoraggio delle acque sotterranee per identificare le soglie di profondità delle acque sotterranee e i cambiamenti stagionali che possono supportare sensibili ecosistemi in tutta la California nel quadro del Sustainable Groundwater Management Act dello stato.
"La stragrande maggioranza dell'acqua dolce del nostro pianeta è costituita da acque sotterranee, ma non la riconosciamo né la gestiamo in modo sostenibile, con conseguenti gravi conseguenze per gli esseri umani e gli ecosistemi naturali", ha affermato il dottor Rohde, ora direttore di Rohde Environmental Consulting, LLC.
“Le acque sotterranee sono fondamentali per molti ecosistemi, ma le agenzie idriche e gli ambientalisti raramente tengono conto delle loro esigenze idriche. Per conciliare questo, il nostro studio fornisce un approccio semplice e pratico per rilevare soglie ecologiche e obiettivi che i professionisti possono utilizzare per allocare e gestire le risorse idriche”.
Utilizzando 38 anni di immagini satellitari Landsat (1985-2022) e dati sui pozzi sotterranei a livello statale, lo studio ha esaminato gli impatti sulle principali comunità vegetali. Una sfida importante è stata sviluppare parametri standardizzati che possano essere applicati a diversi ecosistemi con condizioni dell'acqua specifiche del sito.
Il team ha applicato un metodo comune di trasformazione dei dati in un modo nuovo per identificare le soglie del verde della vegetazione e della profondità delle acque sotterranee nel tempo in grado di determinare le esigenze di acque sotterranee per gli ecosistemi, aiutando a prendere decisioni informate sull'uso e sulla pianificazione dell'acqua.
"Gli ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee, come le zone umide, le pianure alluvionali e le zone ripariali, hanno un'importanza enorme per la biodiversità. Oltre l'80-90% delle specie in una regione può dipendere da questi ecosistemi in un modo o nell'altro", ha affermato la Dott.ssa Stella. , coautore dello studio e vicepresidente per la ricerca presso l'ESF.
"Abbiamo applicato un semplice approccio statistico a set di dati molto grandi per identificare segnali di allarme e obiettivi di conservazione per una grande varietà di tipi di ecosistemi."
L’ampia portata geografica e il lungo arco temporale coperto dallo studio hanno permesso al team di valutare come i sistemi su larga scala rispondono ai principali shock climatici, come la storica siccità della California che si è verificata dal 2012 al 2016, nonché dove i singoli ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee possono fungere da rifugio resistente alla siccità.
"Questo tipo di studio, che copre l'intero stato della California per quasi quarant'anni, è diventato possibile solo negli ultimi anni e mostra la promessa di studi simili su un'area geografica molto più ampia utilizzando l'approccio introdotto dal Dr. Rohde, " ha osservato il coautore, il dottor Dar Roberts dell'UCSB.
Si è scoperto che durante gli eventi di siccità, la vegetazione dipendente dalle acque sotterranee che mantiene una connessione con le acque sotterranee potrebbe fungere da rifugio critico per la siccità per le specie associate, come gli uccelli o i pesci ripariali. Tuttavia, quando i livelli delle acque sotterranee si approfondiscono oltre le zone radicali delle piante durante i periodi di siccità, questi rifugi sicuri possono andare perduti.
"Un aspetto fondamentale di questo studio è che possiamo utilizzare ciò che sappiamo su quanto profonde tendono ad essere le radici di diversi tipi di piante per approssimare i livelli delle acque sotterranee necessari per mantenere la salute dell'ecosistema", ha affermato la coautrice Dr. Christine Albano di DRI. "Abbiamo scoperto che la vegetazione era più sana dove i livelli delle acque sotterranee erano entro circa 1 metro dalla profondità massima delle radici, rispetto a dove le acque sotterranee erano più profonde."
Il team di ricerca spera che il loro approccio e i risultati possano aiutare a orientare le decisioni sulla gestione dell'acqua in California e altrove.
"Questo studio fornisce ai gestori delle acque sotterranee una misura intuitiva e specifica per il sito in grado di fornire una base basata sui dati per guidare l'allocazione dell'acqua e gli sforzi di ripristino dell'ecosistema", ha affermato la coautrice e professoressa Kelly Caylor dell'UCSB.
"A livello globale, ci sono sforzi crescenti per gestire le risorse delle acque sotterranee per molteplici scopi, non solo per sostenere il fabbisogno di acqua potabile o l'agricoltura di alto valore. Il nostro lavoro fornisce una solida base su cui sviluppare linee guida chiare su come gestire le acque sotterranee per supportare un'ampia gamma dei bisogni all'interno dei bacini idrografici della California e oltre", ha affermato il coautore Prof. Michael Singer dell'Università di Cardiff.
Ulteriori informazioni: Melissa M. Rohde et al, Definizione di soglie e obiettivi ecologici per la gestione delle acque sotterranee, Acqua naturale (2024). DOI:10.1038/s44221-024-00221-w
Informazioni sul giornale: Acqua naturale
Fornito dal SUNY College of Environmental Science and Forestry
