将森林土地转变为城市开发或农业用途可能会在靠近溪流或河流源头时对水质带来风险。本研究检查了来自中查塔霍奇流域15个水处理厂的数据,以建模未来几十年四种潜在土地利用情景的影响。
一项来自北卡罗来纳州立大学研究人员的新研究发现,靠近溪流的森林转变为城市开发或农业可能对下游水质产生有害影响,带来健康隐患并增加水处理成本。
使用名为土壤和水评估工具的模型,研究人员绘制了乔治亚州和阿拉巴马州中查塔霍奇流域15个水取水点的当前和预计未来四种土地利用情景的影响。通过结合一系列潜在的社会经济结果和气候变化模型,研究人员探讨了几种潜在的土地利用变化情景,以预测其对水质的影响。
研究共同作者、北卡罗来纳州立大学自然资源学院副教授凯瑟琳·马丁表示,在森林覆盖被转变为其他土地利用的模型中,水质受到了影响。
“就我们长期数据所涵盖的水质方面而言,两个最大的因素是氮水平和水中的沉积物量。查看这两项,在森林覆盖减少的地方,我们看到这两项都在增加,”她说。“这两者对饮用水质量都是有害的,并且它们需要更多的过滤。”
马丁指出,问题的部分原因是大规模农业中使用的化肥相对较高。城市开发导致大面积不透水的表面,雨水无法渗入地下,而是直接流入河流和溪流。这使得水中携带的沉积物比被吸收到地下时要多。
马丁表示,增加过滤会带来几个连锁反应。不仅可能对水生生命有害,还增加了管理水处理厂的成本。对于不服务于大规模人口的设施,这可能导致人均价格的大幅上涨,最终转嫁给居民。这些地区由于土地充足,更有可能看到开发的增加。马丁表示,研究表明应该更多关注开发可能对附近居民水质产生严重影响的地方。
“农业和城市开发是有益的,而这项研究并未否定这一点,”她说。“我们所看到的是,当我们失去森林覆盖时存在权衡,我们需要开启关于这些问题的对话。”
这项工作得到了美国农业部森林服务局南方研究站协议编号20-CS-11330180-053的支持。