Вода в меняющемся мире: Экспериментальный водосбор дает новые данные и богатый образовательный опыт
Шестилетние исследования и около 4000 проб воды на экспериментальном водосборном бассейне под открытым небом, созданном профессорами Университета Делавэра Шрирамом Инамдаром и Дельфисом Левией в Фэр-Хилле (Мэриленд), дали ценные данные и новые представления о движении воды и химических веществ через лесной полог, почвы и водосборы, а также о том, как будущие изменения климата могут повлиять на эти процессы.
Инамдар и Левия получили грант Национального научного фонда (NSF) в 2008 году для изучения механизмов выщелачивания и экспорта углерода и азота из водосборов и их трансформации при движении через лесной полог, почвы и речную сеть в разные сезоны. Избыток этих элементов в водоемах может ухудшать качество воды и вызывать цветение водорослей.
Для характеристики движения воды и веществ была развернута интенсивная сеть автоматических приборов, датчиков и пробоотборников, регистрирующих данные с частотой от 5 до 30 минут на протяжении шести лет. Это позволило зафиксировать уникальные реакции на экстремальные события, такие как ураганы. Например, пробы, взятые во время урагана «Николь» после засушливого лета, показали необычно высокие концентрации биодоступного углерода в стоке. Поскольку сценарии изменения климата предполагают учащение интенсивных штормов, подобные исследования дают критически важное представление о будущем.
Многолетние наблюдения также выявили, как сезонные события, такие как осенний листопад, влияют на качество воды, создавая «горячие моменты» для биогеохимических процессов. Исследователи установили, что значительная часть углерода и азота поступает в водотоки с поверхности почвы, где происходит разложение лесной подстилки.
Экспериментальный водосбор также стал важным образовательным ресурсом: 12 студентов использовали его для исследований, 6 университетских курсов — для полевых занятий. Площадка используется для просветительской работы с Центром природы Фэр-Хилла и привлекает внимание международного научного сообщества. На основе полученного опыта планируются новые исследования, например, изучение влияния инвазивных растений на химию почв и воды.