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全球气候变化使热浪(HW)频发,严重威胁淡水水库生态。研究人员利用 CE-QUAL-W2 模型评估其对葡萄牙一水库 5 种鱼类栖息地的影响。结果显示,热浪使水温升、溶氧降,影响鱼类生存。该研究为应对气候变化下的水资源管理提供依据。
全球气候的变化正以前所未有的速度重塑着地球的生态环境,其中,热浪的频繁来袭成为众多生态系统的 “大敌”。在广阔的水域世界里,淡水水库看似平静,实则正遭受着热浪的严峻考验。淡水水库不仅承担着供水、发电、娱乐等重要功能,还是众多鱼类的家园。然而,热浪导致的水温急剧上升,就像给这些水域 “加热过猛”,使得水中溶解氧含量大幅下降。这对于依赖特定温度和溶氧环境生存的鱼类来说,无疑是一场 “生存危机”。以往的研究虽然关注到了气候变化对鱼类的影响,但专门针对热浪如何影响鱼类栖息地的研究却少之又少。为了填补这一空白,更好地了解未来鱼类生存面临的挑战,一项重要的研究应运而生。
来自国外的研究人员,针对这一问题展开了深入探究。他们的研究成果发表在《Ecological Modelling》上,为我们揭示了许多关键信息。
研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。其中,最关键的是运用了 CE-QUAL-W2 二维水动力模型(用于模拟水库水温及溶解氧动态变化),并结合基于 RCP 8.5 高排放情景下的三种偏差校正后的 EURO-CORDEX 模拟数据(MOHC_HadGEM2-ES/RACMO22E、MOHC_HadGEM2-ES/CCLM4–8–17 和 MPI-MPI-ESM-LR/REMO2009 )进行分析。
研究结果如下:
- 热浪趋势:通过研究发现,从 2000 年代到 2090 年代,热浪的数量和最高气温都显著增加。预计在本世纪最后二十年,将出现持续时间和强度最大的热浪。
- 水温与溶解氧变化:热浪导致水库水温明显升高,7 - 8 月水温最大增幅达 9.2°C(μ = 7.2; σ = 1.2),同期溶解氧含量下降 2.1mg/L(μ = -1.4; σ = 0.5)。这种变化主要是由水温升高驱动的,尤其是当水温超过 30°C 时。
- 鱼类栖息地变化:以其中一个情景为例,Barbus spp. 的栖息地体积在 7 天内减少了 80%。即使是对极端温度和低氧水平耐受性较高的鱼类,也可能面临生理压力,甚至导致死亡率上升。而更耐热的鱼类可能在某些年份种群增长,进而引发生态失衡,如猎物减少、物种多样性降低等问题 。
研究结论和讨论部分具有重要意义。该研究通过模型有效模拟了水库水温与溶解氧的动态变化,揭示了热浪对水库鱼类栖息地的显著影响。这些发现为应对气候变化下的水资源管理和保护策略提供了重要依据,帮助相关部门提前制定措施,保护水库生态系统的完整性和服务功能,维持鱼类种群的稳定,避免因生态失衡而带来的一系列问题,为水生生态系统的可持续发展指明了方向。