加州河流沿岸的生物多样性热点受到威胁

对为加利福尼亚各地溪流和河流沿岸的稀有和濒危物种提供栖息地的林地生态系统进行的一项研究表明，其中一些具有重要生态意义的地区正无意中受益于人类为满足自身需求而转移的水。尽管对这些生态系统来说，这似乎是一个短期的好处，但人工供应会意外地依赖其资源，威胁到自然群落的长期生存，并突出了改变全州水资源管理方式的必要性。

2021 年 6 月 14 日发表在《国家科学院院刊》上的一项研究的主要作者梅丽莎罗德说：“我们在管理水时，需要更加有意识地考虑生态系统对水的需求——包括水生生物和陆地上的物种。”科学(PNAS)。“这些森林生态系统处于不稳定状态，因为我们破坏了这些植物物种赖以支持和维持关键生命过程的自然水文过程。”

在加利福尼亚季节性干燥的地中海气候中，植物和动物适应在多雨的冬季和春季期间依靠降水和土壤水分补给在通常干燥的夏季进行繁殖和生长。一旦土壤水分耗尽，溪流走廊中常见的树种，如柳树、三叶杨和橡树，通常会使用更深处的地下水。然而，正如作为博士领导这项研究的罗德一样。纽约州立大学环境科学与林业学院 (ESF) 的候选人、加州大自然保护协会的科学家和她的同事们发现，故事要复杂得多。

通过分析来自卫星图像的五年植被绿度数据，研究人员发现，在某些情况下，这些生态系统受到人类对河流、农业运河和污水处理厂排放物的调节所提供的“水补贴”的影响。罗德说，这一发现是“令人费解的”。与自然生态系统相比，该州最干旱地区的河滨林地在旱季保持更长时间，并且对地下水位变化的响应较弱。

许多变化最大的河流生态系统位于加利福尼亚州的中央山谷，该州的农业中心，为生产了三分之一的农产品。自 1850 年代淘金热以来，随后的大规模人类定居导致该地区 95% 的天然洪泛区林地被清除。这些孤立和受限制的河岸或溪边森林，现在为受威胁和濒临灭绝的物种提供了重要的栖息地。

随着水从河流改道进入运河以适应城市化和价值数十亿美元的农业产业，它为河岸林地生态系统创造了一个人为稳定的环境，并形成了一种“活得快，死得早”的现象，有利于快速生长的树木，在此期间达到高峰然后衰退。几十年。但其他关键的生态系统功能，例如新林分的更新及其随着时间的推移而发展，正受到溪流和河道的广泛改变的影响，这些改变已经固定到位，不再创造新的洪泛区，幼树可以在那里生长。建立。

“我们称这些森林为'活死人'，因为森林地面没有树苗和年轻的树木，它们在死后可以取代成熟的树木，”罗德说。这对濒危物种的栖息地、生物多样性、碳固存和气候变化产生了影响。

Rohde 说：“加利福尼亚是世界上生物多样性最丰富的地区之一，其物种数量超过和加拿大其他地区的总和。在第六次大规模灭绝中，加利福尼亚河流生态系统的长期可持续性和保护生活在其中的稀有和特有物种现在依赖于资源和政府机构的审慎协调管理。” 她和 TNC 将利用该研究的见解为加州自然资源机构提供科学指导，以可持续地管理全州依赖地下水的生态系统。

研究团队使用公开可用的在线数据和谷歌地球引擎进行了PNAS研究，谷歌地球引擎是一种用于分析卫星和其他全球空间数据集数据的开源工具。“我们的方法和发现开辟了一个全新的跨学科研究世界，水从业者可以考虑生态系统水需求以实现可持续水管理，”罗德说。

John Stella，ESF 教授和罗德博士。顾问，是资助该研究的国家科学基金会拨款的首席研究员。他说：“这项工作是开创性的，因为梅丽莎能够以一种创新的方式结合几个大型数据集，以了解气候和水资源管理如何相互作用，从而使这些敏感的生态系统面临风险。她的发现对于可持续管理地下水很重要，不仅在整个加利福尼亚，但在全球水资源有限的地区。通过创造性地利用和整合这些大型环境数据集，我们现在可以以前所未有的规模回答资源管理问题。”

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