Przerywana rzeka - Intermittent river
Sporadyczne, tymczasowe lub sezonowe rzeki i strumienie przestają płynąć co roku lub co najmniej dwa razy na pięć lat. Takie rzeki odprowadzają duże suche i półsuche obszary, pokrywając około jednej trzeciej powierzchni ziemi. Zasięg tymczasowych rzek rośnie, ponieważ wiele dawniej wieloletnich rzek staje się tymczasowymi z powodu rosnącego zapotrzebowania na wodę, szczególnie do nawadniania . Pomimo niespójnego przepływu wody, rzeki przerywane są uważane za czynniki kształtujące teren w regionach suchych, ponieważ są one czynnikami znacznej depozycji i erozji podczas powodzi. Połączenie suchej skorupy gleby i silnie erozyjnej energii deszczu powoduje resuspensję osadów i ich transport do obszarów przybrzeżnych . Należą do siedlisk wodnych najbardziej zmienionych przez działalność człowieka. Latem, nawet przy braku przepływu, źródła punktowe, takie jak ścieki , są nadal aktywne , co powoduje gromadzenie się składników pokarmowych i zanieczyszczeń organicznych w osadach. Osad działa jako inwentarz zanieczyszczeń, a zanieczyszczenia są przenoszone do następnego basenu przy pierwszym spłukiwaniu. Ich podatność potęguje konflikt między zapotrzebowaniem na wodę a ochroną ekosystemów wodnych . Opracowano zaawansowane narzędzia do modelowania, aby lepiej opisywać sporadyczne zmiany dynamiki przepływu, takie jak model tempQsim .
Definicja amerykańska
Zgodnie z definicją Agencji Ochrony Środowiska USA , rzeka o przerywanym charakterze lub przerywany strumień to każda rzeka lub strumień, który płynie tylko w określonych porach roku i może nie mieć żadnych wód powierzchniowych w porze suchej.
Rozróżnienie: strumień przerywany vs efemeryczny
Rzeki o charakterze przerywanym nie są zależne od wód opadowych lub innych spływów ze źródeł górnych, ale mogą być uzupełniane. Ich kanały są dobrze zdefiniowane w porównaniu do strumieni efemerycznych, które mogą mieć określony kanał lub nie, i opierają się głównie na spływie burzowym, ponieważ ich dno wodne znajduje się powyżej lustra wody . Strumień efemeryczny nie ma biologicznych, hydrologicznych i fizycznych właściwości strumienia ciągłego lub przerywanego.
Perspektywa prawna
Opinie Sądu Najwyższego dotyczące ustawy o czystej wodzie (CWA) zaklasyfikowały strumienie sporadyczne jako niejurysdykcyjne, a tym samym poza ochroną prawną. Przed 2001 r. praktycznie wszystkie zbiorniki wodne w Stanach Zjednoczonych uważano za jurysdykcyjne ze względu na ich potencjał do funkcjonowania jako siedliska ptaków wędrownych. Po orzeczeniu Sądu Najwyższego z 2001 r. w sprawie wód USA, Agencja Odpadów Stałych hrabstwa Northern Cook przeciwko Korpusowi Inżynierów Armii Stanów Zjednoczonych , w 2006 r. sąd rozpoznał dwie sprawy, które dalej dotyczyły tej sprawy. Rapanos vs. Stany Zjednoczone i Carabell vs. Stany Zjednoczone , po połączeniu w jedną decyzję, dodały nowe progi analityczne, które należy spełnić w celu ochrony, ale ostatecznie pozostawiły ustalenie, które wody USA mają być chronione, EPA, Korpusowi Armii USA Inżynierów i dalsze sprawy sądowe. Ostatnie postępowanie sądowe zostało wniesione przez prokuratorów generalnych osiemnastu stanów z powodu zmiany interpretacji tego, co ma być uważane przez EPA i Army Corps of Engineers za „wody Stanów Zjednoczonych” w maju 2020 roku.
Przyczyny przerywania
Strumienie przerywane zawierają wodę w okresach, gdy poziom wód gruntowych znajduje się powyżej lub na poziomie koryta strumienia, umożliwiając przepływ powierzchniowy. Mechanizmy, które kontrolują przepływ powierzchniowy przerywanych strumieni są specyficzne klimatycznie i geograficznie. Na przykład przerywane strumienie zasilane przez wody roztopowe i lodowcowe przestają płynąć, gdy albo zamarzają, albo nie ma wystarczającej ilości dopływu do utrzymania wód powierzchniowych. Strumienie w bardziej suchych regionach przestają płynąć z powodu wyczerpania zapasów wody w okolicznych warstwach wodonośnych i brzegach kanałów. Przekierowanie wody i spiętrzenie do użytku ludzi, na przykład do ochrony przeciwpowodziowej i przechowywania nawadniania, spowodowały nieciągłość w wielu rzekach, które kiedyś były odwieczne. Tak było w przypadku kilku dużych rzek, takich jak Nil, Indus, Żółta, Amu i Syr-daria, Rio Grande i Kolorado, które w ciągu ostatnich 50 lat stały się nieciągłe z powodu ingerencji człowieka. W suchych i półsuchych regionach Ameryki Północnej większość dawniej wieloletnich rzek jest obecnie przerywana. Jest to bezpośrednia konsekwencja rozległych sieci zapór i akweduktów, które zostały zbudowane w celu poboru wody przez ludzi, która płynęła na tereny podmokłe, delty i śródlądowe zlewiska. Zjawisko to można zaobserwować w rzece Kolorado, której przepływ znacznie się zmniejszył od 1905 r. W ostatnich latach kilka stanów USA i Meksyk zużyło znaczne ilości wody do celów rolniczych i miejskich, co spowodowało spadek przepływów do delty rzeki Kolorado do blisko zera. Przewiduje się, że skutki zmiany klimatu, takie jak wyższe temperatury powietrza, przyspieszą wysychanie i spowodują większą nieciągłość w rzekach.
Dystrybucja
Rzeki przerywane występują na każdym kontynencie i mogą być nawet częstsze niż rzeki wieloletnie. Szacuje się, że ponad 30% całkowitej długości i przepływów globalnej sieci rzecznej to rzeki przerywane. Jednak ze względu na to, że niektóre strumienie niskiego rzędu są trudne do kategoryzacji lub śledzenia, ta suma może wynosić ponad 50%, jeśli weźmiemy je pod uwagę. W obliczu globalnych zmian klimatycznych ta suma jeszcze się zwiększa, ponieważ wiele rzek na świecie, które kiedyś były wieczne, jest obecnie przerywanych w regionach cierpiących z powodu silnego wysuszenia klimatycznego lub zawłaszczania wody.
Rodzaje
Arroyos
Sporadyczne strumienie można znaleźć w wielu różnych regionach klimatycznych. Na przykład arroyos to przerywane strumienie, które podczas opadów atmosferycznych powodują erozję głębokich pionowych kanałów przez drobny osad w suchych i półsuchych regionach na południowym zachodzie Ameryki. Wiele naciętych strumyków, które niszczą koryta strumieni i sąsiednie konstrukcje stworzone przez człowieka, powstało w wyniku kanalizacji drenażu i nadmiernego wypasu pod koniec XIX wieku wraz z napływem amerykańskich osadników w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych.
Potoki lodowcowe
Strumienie lodowcowe są uważane za strumienie przerywane, ponieważ nieciągłość przepływu zmienia się wraz z dopływem energii słonecznej. Większość strumieni lodowcowych to alpejskie strumienie górne, które otrzymują wodę z wód lodowcowych. Strumienie wysychają lub zamarzają od jesieni i trwają do wczesnej wiosny; przepływ strumieni lodowcowych jest najwyższy w okresie letnim. Nieprzerywalność strumieni lodowcowych również zmienia się w różnych porach dnia.
Ekologia
Mieszkańcy rzek przerywanych mogą zmieniać się wraz z poziomem wody. W wyniku kontrastujących warunków w ciągu roku, zespoły bezkręgowców tego samego przerywanego strumienia mogą się znacznie różnić od siebie. W literaturze dyskutowano o tym, jak bioróżnorodność tych siedlisk zmienia się wraz z warunkami. Aktualne odkrycia sugerują, że podczas gdy bioróżnorodność lotek generalnie zmniejsza się wraz ze wzrostem nieciągłości przepływu, zwiększona bioróżnorodność lentikowa i lądowa w tych okresach może to zrekompensować. Tak więc, gdy rozpatrywane są łącznie zbiorowiska loticzne (woda płynąca), soczewicowa (jeziora) i lądowe , rzeki o nieciągłym charakterze mogą odpowiadać za wysoki udział regionalnej różnorodności biologicznej. Strefa nadbrzeżna rzek przerywanych może stanowić siedlisko i zasoby dla różnych organizmów, a także może być ważnym źródłem składników odżywczych dla siedlisk położonych poniżej.
Zwilżający przód
Suchy okres przerywanych strumieni kończy się tak zwanym „zwilżaniem” lub frontem zwilżania. Ponowne zwilżanie definiuje się jako wznowienie przepływu wody przez strumień. Dzieje się tak, gdy zysk wody jest wyższy niż jej ubytek w porach podłoża/gleby, znany również jako infiltracja. Ponowne zwilżanie powoduje zmiany w rozpuszczonych składnikach odżywczych w strumieniu oraz skład gatunkowy.
Zwierzęta lądowe
W okresach suchych rzek z przerwami zwierzęta lądowe mogą uzyskać dostęp do zasobów i obszarów, które w inny sposób byłyby niedostępne z powodu przeszkód naturalnych lub spowodowanych przez człowieka. Ponadto podczas wysychania koryta te często pozostawiają organizmy, takie jak ryby, które nie były w stanie się przemieszczać w odpowiedzi na obniżający się poziom wody. Organizmy te są często wykorzystywane jako źródło pożywienia dla różnych zwierząt lądowych, takich jak ptaki, ssaki i gady.
Rodzaje ryb
Różne gatunki ryb zamieszkują rzeki przerywane. Miedziana strzebla ( Hybognathus hankinsoni ) pochodzi z przerywanej rzeki Niobrara w stanie Wyoming. Pstrąg czerwonobrzuchy ( Oncorhynchus mykiss gairdneri ) pochodzi z przerywanych pustynnych strumieni południowo-zachodniego Idaho. Rzeka West Fork Smith zapewnia istotne siedlisko dla różnych gatunków, w tym łososia Coho, powracającego na tarło w Oregonie. Cobitis shikokuensis (Hina-ishi-dojo) w rzekach o nieciągłym charakterze przemieszcza się do strefy hyporheicznej, gdy przepływy wody są niskie. Kiedy woda powraca, C. shikokuensis wyłania się ze strefy hiporeicznej, aby ponownie skolonizować płynący system rzeczny. Podczas wysychania strumienia, Campostoma spadiceum (wyżyna górska) przenosi się do siedlisk basenowych, gdy obszary ryflowane stają się zbyt płytkie, aby przeżyć.
Sieć spożywcza
Sieć pokarmowa przerywanych strumieni różni się od strumieni wieloletnich tym, że liczba i liczebność gatunków zmienia się drastycznie w fazach przepływu, skurczu/fragmentacji i suchej fazy. Sporadyczne strumienie mają zwykle sieć pokarmową opartą w dużej mierze na detrycie i podążają za oddolnym modelem troficznym. Zarówno stosunek drapieżnika do ofiary, jak i liczba poziomów troficznych zależą od wielkości przerywanego strumienia.
Ochrona
Rzeki przerywane stoją w obliczu wielu zagrożeń. Przekierowanie wody rzecznej do konsumpcji na dużą skalę, na przykład do celów przemysłowych lub rolniczych, może zmienić ekologię rzek o nieciągłych okresach. Zakłócenia powodowane przez ludzi mogą skutkować krótkoterminowymi (impuls) i długoterminowymi (prasa) skutkami dla siedlisk z przerywanymi strumieniami.
Bibliografia
- Bernal, S., D. von Schiller, et al. (2013). „Ekstrema hydrologiczne modulują dynamikę składników odżywczych w strumieniach klimatu śródziemnomorskiego w różnych skalach przestrzennych”. Hydrobiologia 719(1): 31-42.
- Chahinian, N., C. Bancon-Montigny, et al. (2013). „Czasowa i przestrzenna zmienność organocyn w przerywanej rzece śródziemnomorskiej”. Dziennik Zarządzania Środowiskowego 128: 173-181.
- De Girolamo, AM, A. Calabrese, et al. (2012). „Wpływ działalności antropogenicznej na Tymczasową Rzekę”. Biuletyn Środowiskowy Fresenius 21(11): 3278-3286.
- Moyle, PB (2013). „NOWOŚCIOWE EKOSYSTEMY WODNE: NOWA RZECZYWISTOŚĆ STRUMIENI W KALIFORNII I INNYCH REGIONACH KLIMATYCZNYCH ŚRÓDZIEMNOMORSKICH”. Badania i zastosowania rzek.
- Perrin, JL i MG Tournoud (2009). „Procesy hydrologiczne kontrolujące wytwarzanie przepływu w małej zlewni Morza Śródziemnego pod wpływem krasu”. Processus hydrologiques contrôlant la genération des debits dans un petit bassin versant Méditerranéen sous influence krastique 54(6): 1125-1140.
- Tzoraki, O. i NP Nikolaidis (2007). „Uogólnione ramy do modelowania hydrologicznej i biogeochemicznej odpowiedzi tymczasowego basenu Morza Śródziemnego”. Journal of Hydrology 346 (3-4): 112-121.
- Tzoraki, O., NP Nikolaidis, et al. (2009). „Model biogeochemiczny na dużą skalę dla tymczasowych rzek”. Procesy hydrologiczne 23(2): 272-283.
- Webb JA, SJ Nichols i in. (2012). „Ekologiczne reakcje na zmiany przepływu: ocena związków przyczynowych z dowodami ekologicznymi”. Tereny podmokłe 32(2): 203-213.