Zonele umede controlează debitul râurilor din Marile Câmpii mai puternic decât clima
Când un râu de prerii transportă mai multă apă într-un an decât în altul, explicația pare simplă: cerul. Mai multă zăpadă și ploaie ar trebui să însemne mai multă apă în râuri. Însă studiul Regiunii Prairie Pothole arată că aceasta este doar o parte a poveștii. Ce se întâmplă după ce apa ajunge la sol poate fi la fel de important precum cantitatea care cade din cer.
Clima contează, desigur. Zăpada, precipitațiile, temperatura și evaporarea determină câtă apă intră și iese dintr-un peisaj. Întrebarea a fost dacă clima singură explică totul într-o regiune cu milioane de zone umede de depresiune.
Regiunea Prairie Pothole se întinde de-a lungul nordului Marilor Câmpii din Canada și Statele Unite și cuprinde între 5 și 8 milioane de zone umede formate de ghețari. Multe ocupă depresiuni puțin adânci, fără legătură permanentă de suprafață cu un râu. De aici a apărut întrebarea: starea schimbătoare a acestor zone umede poate determina dacă apa rămâne stocată în peisaj sau ajunge în râuri?
Pentru a afla, cercetătorii au combinat 38 de ani de observații satelitare cu date climatice și de debit din 109 bazine hidrografice. Observațiile satelitare au permis estimarea suprafeței inundate a zonelor umede în fiecare an. Aceste variații au fost comparate cu debitul râurilor și cu factori climatici precum ariditatea, persistența zăpezii și precipitațiile.
Rezultatul a fost surprinzător. În 69% dintre bazinele studiate, variabilitatea anuală a scurgerii a fost mai puternic asociată cu inundarea zonelor umede decât cu oricare dintre indicatorii climatici testați. Aceasta nu înseamnă că clima nu contează. Zăpada și umiditatea determină dacă zonele umede se umplu. În multe bazine, însă, influența climei asupra debitului râurilor pare să acționeze în mare măsură prin efectul asupra peisajului umed.
Explicația devine mai clară dacă ne imaginăm zonele umede ca o rețea de boluri răspândite pe teren. Când zăpada se topește sau plouă, depresiunile încep să se umple. La început, apa rămâne stocată local. O zonă umedă poate primi mai multă apă fără să trimită neapărat spre aval. Pe măsură ce se umplu, unele ajung la limita de stocare și încep să se reverse. Apa se deplasează dintr-o depresiune în alta, conexiunile se extind, iar porțiuni tot mai mari din peisaj încep să contribuie la rețeaua de râuri. Acesta este mecanismul cunoscut sub numele de hidrologie umplere-revărsare.
Într-un bazin din Saskatchewan, scurgerea anuală a rămas scăzută cât timp zonele umede inundate au acoperit mai puțin de aproximativ 1,7% din bazin. Odată ce inundarea a depășit acest nivel, scurgerea a crescut brusc, ilustrând comportamentul de prag al unui peisaj cu umplere-revărsare.
Zonele umede pot fi privite ca întrerupătoare hidrologice. În stare de umplere, stochează apa și limitează deplasarea spre aval. Odată ce suficiente zone umede se umplu și se reverse, peisajul devine mult mai conectat. Același aport climatic poate produce răspunsuri foarte diferite ale râurilor, în funcție de starea rețelei de zone umede.
Acesta nu a fost un caz izolat. Dintre bazinele dominate de dinamica umplere-revărsare, 64% au arătat un comportament de prag. Efectul de tamponare a fost cel mai puternic acolo unde zonele umede izolate geografic erau mai abundente. Acestea pot părea deconectate de râuri în perioadele secetoase, dar capacitatea lor de stocare influențează momentul activării conexiunilor peisajului.
Pentru prognoză, distincția contează. Prognozele meteo pot indica câtă ploaie sau zăpadă se așteaptă, dar nu cât de pregătit este peisajul să transmită apa. O rețea de zone umede în mare parte neumplute poate absorbi aporturi substanțiale, în timp ce un peisaj deja inundat și conectat poate reacționa mult mai rapid. Combinarea informațiilor meteo și climatice cu observații ale inundării zonelor umede ar putea îmbunătăți anticiparea condițiilor de debit ridicat.
Aceasta are relevanță și pentru inundații, secete și gestionarea zonelor umede. Zonele umede nu sunt simple petece de habitat pe lângă sistemul hidrologic; stocarea și conectivitatea lor fac parte din acel sistem. Când zonele umede sunt pierdute sau drenate, cantitatea și dispunerea stocării se pot schimba, alterând transferul apei spre aval. Înțelegerea acestor schimbări este importantă pentru evaluarea modului în care peisajele de prerii ar putea răspunde variabilității climatice și schimbărilor de utilizare a terenului.
Sateliții oferă acum o modalitate tot mai puternică de a observa starea schimbătoare a zonelor umede pe regiuni întinse. Combinând aceste observații cu informații meteo și climatice, se poate anticipa mai bine nu doar câtă apă intră într-un peisaj, ci și ce va face peisajul cu ea.
