科罗拉多河的低流量研究揭示了大峡谷最终的新常态

俄勒冈州立大学的研究人员表示，由于科罗拉多河的水量持续下降，最近在大峡谷进行的低流量实验中收集的生态数据是了解科罗拉多河生态系统的关键一步。

Dave Lytle，综合生物学教授，博士。在 2021 年 3 月的项目中，学生 Angelika Kurthen 和 Jared Freedman 与地质调查局的科学家合作，研究了河流中无脊椎动物的数量和多样性。监测水生无脊椎动物是跟踪河流健康的重要工具。

“科罗拉多河及其水坝对整个西南地区的城市都很重要，由于这种管理，这条河经历了一些非常不寻常的流动，”莱特尔说。“白天在大峡谷，河流水位会上升几英尺，然后下降几英尺，如果你不小心，就会搁浅你的船。这是因为白天的电力需求很高，而晚上的需求较低。”

电力需求大时的高流量称为水峰化。

“水力峰值可能会给下游的生态系统带来麻烦，我们正在与我们的合作者一起尝试改变河流流量的方法，使其与生产性生态系统更加兼容，”莱特尔说。“无脊椎动物是鱼类、鸟类和蝙蝠的食物，我们希望通过测试符合管理理念的不同流动方式来增强食物基础。”

在低流量事件期间，从鲍威尔湖通过格伦峡谷大坝的释放受到限制，因此科罗拉多以每秒 4,000 立方英尺的速度运行，而通常流量为 8,000 至 15,000 CFS。Lytle 的团队采集样本来测量被低流量和环境 DNA 样本搁浅的无脊椎动物的数量，以分析水中无脊椎动物的多样性。

“在今年春天的低流量期间，几十年来被淹没的砾石坝和部分渠道首次暴露，”莱特尔说。“我们看到了非常大面积的植被和入侵物种，如新西兰泥螺和斑驴，它们的数量很多，但以黑蝇、蜉蝣和蠓等原生无脊椎动物为代价，它们是原生鱼类的更好食物来源。”

科罗拉多河沿着一条 1,450 英里的路线从科罗拉多州中北部到拉斯维加斯以东，大致向西南方向延伸。从那里它转向南形成亚利桑那州与内华达州和加利福尼亚州的西部边界，然后是墨西哥州索诺拉州和下加利福尼亚州之间的边界，然后流入加利福尼亚湾。

在和墨西哥之间，有 4000 万人依赖科罗拉多州的水。在过去 100 年里，这条融雪灌溉的河流的流量下降了 20%，因为随着夏季变得更热、更干燥，导致土壤蒸腾，径流效率(最终流入河流的降水百分比)下降。

例如，今年积雪量是平均水平的 80%，但仅向科罗拉多州输送了平均水量的 30%。胡佛水坝后面的米德湖处于历史最低水平，在米德湖和鲍威尔湖之间，格伦峡谷大坝后面的水库预计在两年内只有 29%。

格伦峡谷大坝于 1966 年竣工，高 710 英尺，长 1,560 英尺，以鲍威尔湖淹没的一系列深砂岩峡谷而得名。该湖以约翰·韦斯利·鲍威尔 (John Wesley Powell) 的名字命名，他是第一次穿越大峡谷的船队探险队的领队。

“通常情况下，科罗拉多河快速而寒冷地从鲍威尔湖流出，这对适应沙漠的生物来说是一个恶劣的环境，”莱特尔说。

对于最近的实验，从 3 月 15 日到 3 月 20 日保持低流量，之后立即有大量水释放，称为高脉冲流量事件，旨在冲刷区域并可能为本地鱼类创造新的栖息地和他们的食物来源。

“在低流量的第一部分，我们在峡谷的最上游，我们一完成采样，我们就收拾好卡车，穿过 200 英里外的沙漠，到达钻石溪，在那里你可以从公路进入大峡谷，及时捕捉到沿着长而蜿蜒的峡谷向下移动的低流量事件，”莱特尔说。“地质调查局的一个团队正在整个峡谷中乘船取样，与我们团队的工作相辅相成。这是一个真正的团队努力，人们测量河岸植被，采集水中无脊椎动物的漂移样本，检查水生植物的呼吸，并注意到对鱼类和渔业的影响。”

他补充说，随着气候继续变暖，人类可用的水量继续下降，今年实验期间的低流量可能会成为新常态。

“这带来了挑战，但也带来了研究机会，”莱特尔说。“在河上建水坝之前，低流量事件是正常年度流量周期的一部分。在春季，河流在某些年份可能会泛滥成灾，到夏末或初秋进入冬季，流量可能达到 4,000 CFS 甚至更低。”

莱特尔说，这种变化相当于河流的“锻炼”，它需要它来保持健康，就像一个人需要活动和休息一样。

“我们要问的一个问题是，至少在一年中的某些重要时期，低流量是否会带来生态效益，”他说。“低流量使水温升高，让更多的光到达底栖区，在那里藻类和无脊椎动物的生产力发生。这也可能有利于增加那些重要的本地黑蝇、蜉蝣和蠓的产量。”

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