Lavstrømsforskning på Colorado River kaster lys over en eventuel ny normal for Grand Canyon

Forskere fra Oregon State University siger, at økologiske data indsamlet under et nyligt lavstrømseksperiment i Grand Canyon er et vigtigt skridt i retning af at forstå Colorado-flodens økosystemer, da mængden af ​​vand i floden fortsætter med at falde.

Dave Lytle, professor i integrativ biologi, og ph.d. studerende Angelika Kurthen og Jared Freedman gik sammen med forskere fra United States Geological Survey under marts 2021-projektet for at undersøge mængden og mangfoldigheden af ​​hvirvelløse dyr i floden. Overvågning af hvirvelløse vanddyr er et vigtigt værktøj til at holde styr på vandløbssundheden.

"Colorado-floden og dens dæmninger er vigtige for byer i hele det sydvestlige, og som et resultat af denne forvaltning oplever floden nogle ret usædvanlige strømme, " sagde Lytle. "I løbet af dagen i Grand Canyon, flodniveauer kan stige flere meter, så kan de falde flere meter ned, strander din båd, hvis du ikke er forsigtig. Det skyldes, at der er et stort elbehov om dagen og lavere efterspørgsel om natten."

Det høje flow i tider med stor efterspørgsel efter strøm er kendt som hydropeaking.

"Hydropeaking kan forårsage problemer for økosystemer nedstrøms, og med vores samarbejdspartnere eksperimenterer vi med måder at ændre flodstrømme for at gøre dem mere kompatible med produktive økosystemer, " sagde Lytle. "Hvirvelløse dyr er mad for fisk, fugle og flagermus, og vi ønsker at forbedre denne fødevarebase ved at teste forskellige flow-regimer, der passer til ledelsesideer."

Under lavflow-begivenheden, udslip fra Lake Powell gennem Glen Canyon Dam blev begrænset, så Colorado løb kl. 000 kubikfod i sekundet sammenlignet med dens sædvanlige flow på 8, 000 til 15, 000 CFS. Lytles team tog prøver for at måle mængden af ​​hvirvelløse dyr strandet af de lave strømme og miljømæssige DNA-prøver for at analysere mangfoldigheden af ​​hvirvelløse dyr i vandet.

"Under forårets lave flow, grusstænger og dele af kanaler, der var blevet nedsænket, blev blotlagt for første gang i årtier, " sagde Lytle. "Vi så virkelig store områder med vegetation og invasive arter som newzealandske muddersnegle og quaggamuslinger, som er der i stort antal på bekostning af indfødte hvirvelløse dyr som sorte fluer, majfluer og myg, der er bedre fødekilder for indfødte fisk."

Colorado-floden følger en 1, 450-mile rute generelt sydvest fra det nordlige centrale Colorado til lige øst for Las Vegas. Derfra drejer det mod syd for at danne Arizonas vestlige grænse til Nevada og Californien, og derefter grænsen mellem de mexicanske stater Sonora og Baja California, inden den tømmes ud i den Californiske Golf.

Mellem USA og Mexico, 40 millioner mennesker er afhængige af vand fra Colorado. Den snesmeltede flod har set sine strømme falde med 20 % i løbet af de sidste 100 år, da afstrømningseffektiviteten – procentdelen af ​​nedbør, der ender i floden – er faldet i takt med at somrene er blevet varmere og tørrere, kogning af jorden.

Dette år, for eksempel, snowpack er 80% af gennemsnittet, men sender kun 30% af den gennemsnitlige mængde vand ind i Colorado. Lake Mead, reservoiret bag Hoover Dam, er på det laveste nogensinde, og mellem dem Lake Mead og Lake Powell, bag Glen Canyon Dam, forventes kun at være 29 % fyldt inden for to år.

Fuldført i 1966, Glen Canyon Dam er 710 fod høj og 1, 560 fod lang og opkaldt efter rækken af ​​dybe sandstenskløfter, der er oversvømmet af Lake Powell. Søen har fået sit navn fra John Wesley Powell, lederen af ​​den første bådekspedition, der krydsede Grand Canyon.

"Typisk kommer Colorado-floden hurtigt og koldt ud af Lake Powell, som er et fjendtligt miljø for ørkentilpassede organismer, " sagde Lytle.

For det seneste eksperiment, lavt flow blev opretholdt fra 15. marts til 20. marts, og umiddelbart efter kom der en stor udslip af vand, kendt som en høj-puls flow hændelse, beregnet til at gennemsøge områder og muligvis skabe nye levesteder for hjemmehørende fisk og deres fødekilder.

"Under den første del af det lave flow, vi var i den øverste del af canyonen, og så snart vi var færdige med prøveudtagningen, vi pakkede lastbilen og kørte over ørkenen 200 flodmil væk til Diamond Creek, hvor du kan få adgang til Grand Canyon fra en vej, lige i tide til at fange hændelsen med lavt flow, der bevæger sig ned en lang, bugtet kløft, " sagde Lytle. "Og et USGS-hold tog prøver med båd gennem hele canyonen, komplementære til, hvad vores gruppe lavede. Det var en rigtig holdindsats, med folk, der måler flodvegetation, tage afdriftsprøver af hvirvelløse dyr i vand, kontrol af vandplanters respiration, og bemærker også effekten på fisk og fiskeri."

Efterhånden som klimaet bliver ved med at varme op, og mængden af ​​vand, der er tilgængeligt for mennesker, fortsætter med at falde, lave strømninger som den under dette års eksperiment kan blive den nye normal, han tilføjede.

"Det giver udfordringer, men også muligheder for forskning, " sagde Lytle. "Før der var nogen dæmninger ved floden, hændelser med lavt flow var en del af den normale årlige cyklus af strømme. Om foråret, floden kunne oversvømme ganske spektakulært i nogle år, og ved sensommeren eller tidligt efterår ind i vinteren, flow kan nå op på 4, 000 CFS eller endda lavere end det."

Lytle siger, at den slags variation svarer til "motion" for floden, som har brug for det for helbredet ligesom en person har brug for både aktivitet og hvile.

"Et spørgsmål, vi stiller, er, om der kan være økologiske fordele, i det mindste på visse vigtige tidspunkter af året, til lave flows, " sagde han. "Lavstrømme tillader vandtemperaturen at stige og lade mere lys nå den bentiske zone, hvor produktiviteten af ​​alger og hvirvelløse dyr forekommer. Det kan også begunstige større produktion af disse vigtige indfødte sorte fluer, majfluer og mider."