Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến chất lượng nước uống

Hồ chứa Rappbode ở vùng Harz được bao quanh bởi rừng và là hồ chứa nước uống lớn nhất ở Đức

Hạn hán kéo dài trong những năm từ 2015 đến 2020 đã làm suy yếu nghiêm trọng quần thể cây ở vùng Harz đến mức các loài ký sinh như bọ cánh cứng có thể lây lan. Điều này càng làm trầm trọng thêm tình hình cây cối bị hư hại và nhanh chóng chết đi.

Nhà thủy văn học của Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Helmholtz (UFZ) ở Đức, Giáo sư Michael Rode, tác giả chính của nghiên cứu cho biết, trong 4 năm qua, lưu vực Rappbode, đặc trưng bởi các loài cây lá kim, chủ yếu là vân sam, đã mất hơn 50% diện tích rừng. Sự tàn phá rừng khổng lồ này đang diễn ra nhanh chóng và rất đáng chú ý. Điều này sẽ gây ra hậu quả cho hồ chứa nước.

Rừng đóng một vai trò quan trọng trong chu trình nước. Chúng lọc nước và liên kết các chất dinh dưỡng, do đó, cần có chất lượng nước tốt. Càng ít hợp chất như nitơ hoặc phốt pho trong nước hồ chứa thì càng tốt cho việc xử lý nước. Tiến sĩ Karsten Rinke của UFZ, nhà nghiên cứu hồ và là đồng tác giả của nghiên cứu trên cho hay, điều này làm cho tảo khó phát triển hơn, khiến việc xử lý nước trong các công trình nước tiết kiệm chi phí hơn và dễ dàng hơn.

Do đó, quản lý chất dinh dưỡng trong các khu bảo tồn nước là rất quan trọng. Trong những thập kỷ qua, sự hợp tác chặt chẽ giữa quản lý rừng và nước đã thúc đẩy sự phát triển của các diện tích rừng lớn trong lưu vực hồ Rappbode. Sự suy giảm rừng nhanh chóng ở khu vực phía Đông Harz hiện đang là một vấn đề đáng lo ngại đối với các nhà quản lý hồ chứa và công trình nước.

Trong bối cảnh đó, nhóm nghiên cứu của UFZ đã điều tra tác động của việc phá rừng do khí hậu gây ra đối với chất lượng nước hồ chứa trong nghiên cứu mô hình của họ. Nghiên cứu này dựa trên dữ liệu từ mạng lưới đài quan sát môi trường TERENO, trong đó UFZ là thành viên tham gia của Đài quan sát vùng đất thấp Harz/Trung Đức.

Tiến sĩ Xiangzhen Kong, cũng là một nhà khoa học môi trường của UFZ và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Chúng ta có thể truy cập dữ liệu môi trường trong khoảng thời gian hơn 10 năm, cung cấp một bộ dữ liệu đầy đủ”. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ dự án ISIMIP quốc tế (Dự án so sánh mô hình tác động liên ngành) để dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai.

Tiến sĩ Kong giải thích, đầu tiên, nhóm nghiên cứu đưa những dữ liệu này vào một mô hình để ước tính các tác động liên quan đến khí hậu đối với sự cân bằng dinh dưỡng trong lưu vực. Dữ liệu kết quả sau đó được xử lý trong một mô hình hệ sinh thái hồ chứa mà nhóm có thể xác định tác động của các kịch bản phá rừng khác nhau đối với chất lượng nước được dự đoán cho năm 2035.

Hồ chứa Rappbode được cung cấp bởi 3 tuyến khác nhau, 2 trong số đó, đã được đưa vào nghiên cứu. Tiến sĩ Kong cho biết, lưu vực Hassel có đặc điểm là nông nghiệp, trong khi Rappbode chủ yếu là rừng.

Trước khi nước từ 2 tuyến chảy vào hồ chứa Rappbode lớn, nó được giữ lại bởi một đập trước ở thượng nguồn. Ảnh hưởng của nông nghiệp dẫn đến hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước ở đập trước Hassel cao hơn đáng kể so với trong đập trước Rappbode.

Nhóm nghiên cứu đã có thể chứng minh rằng, đối với một vụ phá rừng dự đoán lên đến 80%, đập trước Rappbode sẽ làm tăng 85% nồng độ phốt pho hòa tan và nồng độ nitơ tăng hơn 120% chỉ trong vòng 15 năm. Do đó, đập sẽ đạt được mức dinh dưỡng gần giống như đập trước Hassel.

Điều này sẽ làm tăng hơn 80% tảo cát và hơn 200% tảo lục trong đập trước Rappbode. Những kết quả này cho thấy sự cần thiết sắp tới đối với một loạt các biện pháp thích ứng trong quản lý nước uống.

Giáo sư Rode nhấn mạnh, nguồn dinh dưỡng đầu vào cho các lưu vực hồ chứa sẽ giảm hơn nhiều so với trước đây, cần thúc đẩy hơn nữa các dự án trồng rừng với các loài cây chịu hạn và cần điều chỉnh các công trình cấp nước cho phù hợp với sự phát triển sắp tới với các chiến lược loại bỏ nước có chọn lọc. Đặc biệt, điều quan trọng là phải tăng cường giám sát môi trường trên diện rộng.