干ばつ、森林火災、害虫が多くの場所で森林人口を食い荒らしている。研究者らは今回、ハルツ山脈のラップボーデダムの例を用いて、こうした気候変動に関連した損失が飲料水の供給に課題をもたらす可能性があることを示した。このドイツ最大の飲料水ダムの集水域の森林への被害は、水質に重大な脅威をもたらしています。科学者らによると、気候変動の間接的な影響はしばしば大幅に過小評価されていることが再び明らかになったという。
よく知られているように、森林は水循環において重要な役割を果たしています。森林は貯蔵機能に加えて、水をろ過し、汚染物質や問題のある肥料物質を結合します。したがって、それらは水質の改善に大きく貢献します。したがって、森林は、ダムなどの飲料水を供給する水域の集水域で特に重要です。しかし、気候変動は多くの場所で森林の個体数とその働きを脅かしており、熱波、干ばつ、洪水、火災が木に問題を引き起こし、キクイムシの侵入などの他の脅威に対する抵抗力を弱めています。
約100万人に飲料水を供給しているハルツ東部のラップボーデダムの集水域も、こうした悪影響の影響を受けている。マクデブルクのヘルムホルツ環境研究センター (UFZ) の Michael Rode 率いる科学者たちは、気候に関連した森林破壊プロセスがダムの水質にどのような影響を与えるかを調査するためのモデルとしてこのシステムを選択しました。 「ラップボード集水域は、主にトウヒの針葉樹林が特徴ですが、過去 4 年間で森林の 50 パーセント以上が失われています」とロード氏は言います。 「この巨額の損失は急速に進行しており、劇的です。これが飲料水貯留層に影響を与えることは明らかのようです。」
気候変動の間接的な影響
研究チームが説明しているように、栄養素レベルへの影響は特に重要であり、水中には窒素とリンがほとんど存在しない必要があります。 「そうすれば藻類の発生が減り、上水道での飲料水処理の費用対効果が高まり、労力も少なくなります」とUFZのカルステン・リンケ氏は言う。 「したがって、水保護地域における栄養管理は非常に重要です。森林管理と水管理が緊密に連携するという長期的な構想により、ここ数十年、ラップボーデダムの流域地域における大規模な森林地帯の開発が推進されてきましたが、現在では、森林破壊による急速な森林破壊がそれに対抗しています。」気候変動に関連した被害。
水質悪化の脅威をより正確に評価できるようにするために、チームは包括的な情報を評価し、モデル シミュレーションを実行しました。 「私たちは 10 年以上にわたる環境データにアクセスすることができ、強固なデータベースを手に入れることができました」と、南京にある中国科学院の筆頭著者、Xiangzhen Kong 氏は述べています。将来の状況を予測するために、研究チームは国際気候研究プロジェクトからの情報を使用しました。 「流域の栄養バランスに対する気候関連の影響をモデル化できるようにするために、まずこのデータをモデルに入力しました」とコング氏は言います。 「ここから生成されたデータはダム生態系モデルに適用され、2035 年に予想される水質に対するさまざまな森林破壊シナリオの影響を判断することができました。」
水中の肥料成分が多すぎる
この研究では、「ラップボード・プレダムでは最大80パーセントの森林消失が予想されるため、わずか15年以内に溶存リン濃度が85パーセント、窒素濃度が120パーセント以上増加することが証明できる」としている。コングさんは言います。これにより、たとえば珪藻では 80 パーセント以上、緑藻では 200 パーセント以上という問題のある増殖につながる可能性があります。 「気候変動の間接的な結果としての森林消失は、水温上昇などの気候変動の直接的な影響よりもダムの水質に大きな影響を及ぼします。 「実際、私たちはこれほどまでに驚きました」とコング氏は総括します。
研究者らによると、ラップボーデダムの結果は、同等の地域にある他のダムの集水域にも応用できるという。彼らは、飲料水管理のさまざまなレベルで調整が必要であることを明らかにしています。 「ダムの集水域では、栄養塩の投入量を以前よりもさらに削減する必要があり、すでに始まっている干ばつ耐性樹種による植林プロジェクトをさらに推進し、水道施設を選択的な水抽出戦略を用いて今後の開発に適応させる必要がある」とロード氏は言う。 。
出典: ヘルムホルツ環境研究センター、専門記事:水研究、doi: 10.1016/j.watres.2022.118721
