Optrævling af tørkedilemmaet i Sydkorea:Kan reservoirer være en kulstofkilde?

Forskere analyserede data om vandmængde og -kvalitet fra indenlandske landbrugsreservoirer for at kaste lys over de hydrologiske virkninger af en alvorlig tørke på forringelse af vandkvaliteten.

Professor Jonghun Kam og Kwang-Hun Lee, en ph.d. studerende fra afdelingen for miljøvidenskab og teknik ved Pohang University of Science and Technology (POSTECH) forskningsresultater blev for nylig offentliggjort i Water Research .

Den seneste klimakrise har resulteret i hyppigere ekstreme vejrbegivenheder, såsom tørke og oversvømmelser. Selvom modeller har skitseret de forventede virkninger af disse ekstreme begivenheder på det globale vandkredsløb og kulstofkredsløb, er bestræbelserne på at kvantitativt forstå dem ved hjælp af observationsdata blevet begrænset af de begrænsede tilgængelige store data om vandmængde og -kvalitet.

I løbet af foråret kræver starten af ​​risplantning rigeligt vand i rismarker og marker i Sydkorea. Da nedbør ikke er konsistent fra år til år og fra sæson til sæson, er over 3.000 landbrugsreservoirer over hele landet blevet brugt til vandressourceforvaltning.

Vandstandsdata fra landbrugsreservoirer har overvåget mængden af ​​tilgængeligt vand i afgrødeplantningssæsonen med yderligere indsamling af sæsonbestemte vandkvalitetsdata fra reservoirerne siden 2020. Dette datasæt på nationalt niveau fra reservoirerne giver en unik mulighed for at undersøge koblede dynamikker i reservoirerne. vand og kulstofkredsløb.

I deres undersøgelse brugte forskere roteret hovedkomponentanalyse til at udtrække vigtige hovedtilstande i de omfattende datasæt af vandstand og vandkvalitet, der omfatter information om vandmængder og samlede koncentrationer af organisk kulstof (TOC) fra over 2.200 landbrugsreservoirer i Korea, der spænder fra 2020 til 2022.

I løbet af undersøgelsesperioden varierede reservoirvolumen fra 289 til 360 tons (10 ⁶ t), TOC-koncentrationer varierede mellem 3,54 og 4,60 mg/L, og TOC-belastninger varierede fra 1.165 til 1.492 tons.

Den første hovedmetode for den roterede hovedkomponentanalyse afslørede en bemærkelsesværdig tendens:efterhånden som vandtemperaturerne steg og reservoirniveauerne faldt på grund af tørke i den sydlige del af den koreanske halvø i 2022, var der en tilsvarende stigning i TOC-koncentrationer. I den anden store tilstand observerede forskerne en signifikant sammenhæng mellem fluktuationer i reservoirniveauer i det centrale område og skift i TOC-koncentrationer.

Desuden fandt forskningen, at forhøjede TOC-koncentrationer blev observeret i en region, hvor en større arealdel af rismarker omkring landbrugsreservoirer. Disse resultater understreger det potentielle skift af landbrugsreservoirers rolle fra kulstoflagring til kulstofkilde, der udsender kulstof til atmosfæren i en periode med en alvorlig tørke.

Professor Kam udtalte:"Ved at udnytte store vanddata og avancerede statistiske metoder har vi kvantitativt demonstreret ændringer i vand- og kulstofkredsløbet udløst af ekstrem tørke."

"Dette understreger det presserende behov for at udvikle integrerende miljø- og vandpolitikker for at prioritere både kvantitet og kvalitet, især når vi går over i en kulstofneutral æra."

Flere oplysninger: Kwang-Hun Lee et al., Spatiotemporale mønstre af vandvolumen og total organisk kulstofkoncentration i landbrugsreservoirer over Sydkorea, Vandforskning (2024). DOI:10.1016/j.waters.2024.121610

Journaloplysninger: Vandforskning

Leveret af Pohang University of Science and Technology