Een UConn Ph.D. kandidaat en een faculteitslid hebben een nieuwe manier ontwikkeld om gegevens te verzamelen over door grondwater gevoede stromen die belangrijke inzichten verschaffen over de mogelijke effecten van klimaatverandering.

Water is constant in beweging:door de lucht, door waterwegen, en ondergronds. Het leven is afhankelijk van een constante toevoer van water en details over zijn reis zijn nodig om deze dynamische hulpbron te begrijpen en te beheren.

Echter, die details zijn vaak moeilijk te meten. UConn Ph.D. kandidaat Daniëlle Hare, in het lab van universitair hoofddocent natuurlijke hulpbronnen en het milieu Ashley Helton, heeft uitgebreid op een nieuwe methode om gemakkelijk toegang te krijgen tot essentiële details over grondwater, en daarbij, ze hebben ontdekt dat veel stromen kwetsbaarder zijn voor stressoren zoals klimaatverandering dan eerder werd gedacht. Het team heeft hun bevindingen gepubliceerd in het laatste nummer van: Natuurcommunicatie .

Neerslag komt in beken en rivieren terecht door over landoppervlakken te stromen, of het sijpelt door de grond in het grondwater. Grondwater stroomt dan terug in waterlopen, maar de details begrijpen, zoals de diepte van het grondwater dat in stromen komt, is uitdagender.

"Normaal gesproken, je zou naar een locatie moeten gaan en veel tijd en geld moeten besteden om erachter te komen waar het grondwater naar de beek stroomt, " ze zegt.

Deze details zijn belangrijk voor stroomgebiedbeheerders, die rekening houden met tal van variabelen om het water schoon en veilig te houden, zowel voor drinkwater als voor leefgebieden van wilde dieren.

Details zoals diepte zijn cruciaal omdat, bijvoorbeeld, ondiepere grondwaterreserves zijn gevoeliger voor verstoringen dan diepere bronnen. Hare zegt dat klimaatverandering een van de bedreigingen is voor de stromen die door ondieper grondwater worden geleverd. aangezien ondiep grondwater vatbaarder is voor opwarming en ernstige gevolgen heeft voor de watervoorraden langs de lijn.

Helton legt enkele van de rollen uit die grondwater speelt voor beken en grondwaterafhankelijke ecosystemen.

"Je kunt denken aan de drie diensten die grondwater levert aan beken als het terugvloeit naar de beken aan de oppervlakte, " zegt ze. "De eerste is flow; grondwater zorgt voor water en dieper grondwater zorgt voor een meer consistente stroming. Tweede, grondwater zorgt voor een temperatuurbuffer en een zogenaamd thermisch toevluchtsoord voor organismen, en dieper grondwater zorgt voor stabielere temperaturen. Derde, grondwater levert nutriënten en koolstof voor ecosystemen en dieper grondwater heeft vaak een ander chemisch profiel."

In het geval van stromen met aanzienlijke grondwaterinput, Helton zegt dat het management er vaak standaard van uitgaat dat grondwaterafhankelijke stromen op dezelfde manier worden beheerd. Haas, met een sterke interesse in stroomtemperaturen en grondwaterdynamiek, probeerde te onderzoeken of dit echt het geval was als onderdeel van een klassenproject.

"Dit project had een open einde en het was een geweldige kans om mijn interesses te combineren. We wisten niet zeker of het zou werken, maar zelfs als dat niet zo was, Ik wist dat ik gaandeweg zou leren, " zegt Hare.

Hare gebruikte data die veelvuldig verzameld en vaak publiek toegankelijk zijn:stroom- en luchttemperatuurmeting. Deze gegevens zijn gekoppeld aan meer dan 1, 700 streams in het hele land, en de onderzoekers konden afleiden welke stromen substantiële grondwaterinput hadden en, van deze, die met diep of ondiep grondwater werden gevoed. De bevindingen waren eye-openend.

"Iets dat me verbaasde, was hoe prominent ondiepe grondwaterlocaties in de VS zijn. We zagen dat ongeveer 40% van de locaties een substantiële grondwatercomponent had, en hoeveel daarvan ondiep waren, was ongeveer 50%. Dat had ik niet geraden; Ik had gedacht dat er dieper grondwater was, " zegt Hare.

De onderzoekers waren enthousiast dat wat begon als een cursusproject voor Hare, zo'n krachtig hulpmiddel is geworden.

"Deze methode is eenvoudig en toegankelijk voor stroomgebiedbeheerders en belanghebbenden. Daar zit veel kracht in. Het is niet nodig om veel geld uit te geven om verschillende geologie, we kunnen gewoon een temperatuurlogger of thermometer gebruiken om de temperaturen te bewaken. Ze zijn overal verkrijgbaar en eenvoudig, " zegt Hare.

Hare en Helton hopen dat deze informatie in overweging zal worden genomen bij het nemen van beslissingen over het beheer van stroomgebieden in de toekomst.

"De sites die worden gedomineerd door grondwater zijn echt wijd verspreid en ongeveer de helft was ondiep, ", zegt Helton. Echter, dit kan problematisch zijn wanneer locaties worden beheerd alsof het diepe grondwatergevoede locaties zijn. Hare waarschuwt dat managers belangrijke instandhoudingsmogelijkheden mislopen in het licht van uitdagingen die van invloed kunnen zijn op grondwateraanvulling.

"De ondiepe stromen zullen niet zo goed worden gebufferd als we eerder dachten, ", zegt Hare. "Vooral als we kijken naar de grondwaterafhankelijke ecosystemen, als we denken aan vissen waar we echt rekening mee moeten houden, anders hebben we misschien een gemiste kans wat betreft mitigatie, ondersteunend, het observeren van die belangrijke ecosysteembron."

Voor degenen die belast zijn met het beheer van deze belangrijke stroomgebieden, deze nieuwe methode zorgt ervoor dat vitale informatie niet langer buiten bereik is, zegt Haas.

"Waar de kracht zit in deze studie en wat het onderscheidt, is dat we de ondiepe en diepe componenten van grondwater scheiden. We zijn niet alleen in staat om stromen te vinden die meer door het grondwater worden gedomineerd, we kunnen die informatie ontleden om te bepalen of het grondwater ondiep of diep is. De ondiepe gebieden zullen vatbaarder zijn voor zowel klimaatopwarming als ontwikkelingsveranderingen."