STNN – Cho đến nay, nước ngầm vẫn là nguồn tài nguyên nước quan trọng trên toàn cầu, đặc biệt là ở các vùng khô hạn. Tuy nhiên, tầm quan trọng của nước ngầm trong hệ sinh thái vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.
- Những giải pháp giúp phục hồi nguồn nước ngầm
- Nước ngầm: Biến nguồn tài nguyên vô hình thành hữu hình
Một nỗ lực nghiên cứu mới do SUNY College of Environmental Science and Forestry (ESF) dẫn đầu với sự hợp tác của Đại học California Santa Barbara (UCSB), Đại học Cardiff và Desert Research Institute (DRI) đã xem xét mối quan hệ giữa nước ngầm và các hệ sinh thái trên khắp California (Mỹ) và được đăng trên tạp chí Nature Water.
Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Melissa Rohde. Nhóm đã sử dụng hình ảnh vệ tinh và dữ liệu giám sát nước ngầm để xác định ngưỡng độ sâu nước ngầm và sự thay đổi mực nước theo mùa có thể hỗ trợ các hệ sinh thái dễ bị tổn thương khắp California theo khuôn khổ Đạo luật Quản lý Nước ngầm Bền vững của bang.
Tiến sĩ Rohde, hiện là Hiệu trưởng của Rohde Environmental Consulting, LLC, cho biết: “Phần lớn nước ngọt trên hành tinh của chúng ta là nước ngầm, nhưng chúng ta không thừa nhận hoặc quản lý nó một cách bền vững, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho con người và hệ sinh thái tự nhiên”.
“Nước ngầm rất quan trọng đối với nhiều hệ sinh thái, nhưng các cơ quan quản lý nước và nhà bảo tồn hiếm khi tính đến nhu cầu về nước của họ. Để dung hòa điều đó, nghiên cứu của chúng tôi cung cấp một cách tiếp cận đơn giản và thực tế để phát hiện các ngưỡng và mục tiêu sinh thái mà những người thực hiện có thể sử dụng để phân bổ và quản lý tài nguyên nước.”
Sử dụng hình ảnh vệ tinh Landsat trong 38 năm (1985–2022) và dữ liệu giếng nước ngầm trên toàn tiểu bang, nghiên cứu đã xem xét tác động lên các quần thể thực vật quan trọng. Một thách thức lớn trong nghiên cứu là phát triển các số liệu tiêu chuẩn hóa có thể áp dụng trên các hệ sinh thái khác nhau và với điều kiện nước ở từng địa điểm cụ thể.
Nhóm đã áp dụng phương pháp chuyển đổi dữ liệu phổ biến theo cách mới để xác định ngưỡng độ xanh của thảm thực vật và độ sâu nước ngầm theo thời gian, từ đó có thể xác định nhu cầu nước ngầm cho hệ sinh thái, giúp đưa ra các quyết định về quy hoạch và sử dụng nước.
Tiến sĩ Stella – đồng tác giả nghiên cứu và Phó Chủ tịch Nghiên cứu tại ESF cho biết: “Các hệ sinh thái phụ thuộc vào nước ngầm như vùng đất ngập nước, vùng đồng bằng ngập lũ và vùng ven sông có tầm quan trọng rất lớn đối với đa dạng sinh học. Có tới 80 đến 90% loài trong một khu vực lớn có thể phụ thuộc vào các hệ sinh thái này dưới hình thức này hay hình thức khác”.
“Chúng tôi đã áp dụng một phương pháp thống kê đơn giản cho các tập dữ liệu rất lớn để xác định các dấu hiệu cảnh báo và mục tiêu bảo tồn đối với sự đa dạng lớn của các loại hệ sinh thái.”
Phạm vi địa lý rộng lớn và dòng thời gian dài được nghiên cứu cho phép nhóm đánh giá cách các hệ thống quy mô lớn ứng phó với các cú sốc khí hậu lớn, chẳng hạn như đợt hạn hán lịch sử ở California xảy ra từ năm 2012–2016, cũng như nơi các hệ sinh thái phụ thuộc vào nước ngầm riêng lẻ phục vụ việc phục hồi từ hạn hán.
“Loại nghiên cứu này, bao trùm toàn bộ bang California trong gần 40 năm và cho thấy triển vọng cho các nghiên cứu tương tự trên một khu vực địa lý lớn hơn nhiều bằng cách sử dụng phương pháp do Tiến sĩ Rohde tiên phong.” – đồng tác giả, Tiến sĩ Dar Roberts từ UCSB nhận xét.
Người ta phát hiện ra rằng trong các đợt hạn hán, thảm thực vật phụ thuộc vào nước ngầm hoặc duy trì kết nối với nước ngầm có thể đóng vai trò là nơi trú ẩn hạn hán quan trọng cho các loài liên quan, chẳng hạn như chim hoặc cá ven sông. Tuy nhiên, khi mực nước ngầm sâu hơn vùng rễ cây, những nơi trú ẩn an toàn này có thể bị mất.
Đồng tác giả, Tiến sĩ Christine Albano, cho biết: “Điểm mấu chốt rút ra từ nghiên cứu này là chúng ta có thể sử dụng những gì chúng ta biết về độ sâu của rễ của các loại thực vật khác nhau để ước tính mực nước ngầm cần thiết để duy trì sức khỏe hệ sinh thái. Chúng tôi phát hiện ra rằng thảm thực vật khỏe mạnh hơn ở những nơi mực nước ngầm nằm trong khoảng 1 mét độ sâu tối đa của rễ, so với nơi nước ngầm sâu hơn.”
Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng cách tiếp cận và phát hiện của họ có thể giúp đưa ra các quyết định quản lý nước ở California.
Đồng tác giả và giáo sư Kelly Caylor từ UCSB cho biết: “Nghiên cứu này cung cấp cho các nhà quản lý nước ngầm một biện pháp trực quan, cụ thể theo địa điểm, có thể cung cấp nền tảng dựa trên dữ liệu để hướng dẫn các nỗ lực phân bổ nước và phục hồi hệ sinh thái”.
“Trên toàn cầu, ngày càng có nhiều nỗ lực nhằm quản lý tài nguyên nước ngầm cho nhiều mục đích, không chỉ để hỗ trợ nhu cầu nước uống hoặc nông nghiệp có giá trị cao. Công việc của chúng tôi cung cấp cơ sở vững chắc để phát triển các hướng dẫn rõ ràng về cách quản lý nước ngầm nhằm hỗ trợ nhiều mục đích khác nhau về nhu cầu trong các lưu vực thoát nước ở California và xa hơn nữa,” đồng tác giả Giáo sư Michael Singer từ Đại học Cardiff cho biết.
Trà My (TH)
