view in publisher's site

Changing Rainfall Patterns Over the Western Lake Erie Basin (1975–2017): Effects on Tributary Discharge and Phosphorus Load

Abstract In agricultural watersheds, shifting climate and hydrologic patterns present an immediate and future risk to both farm productivity and downstream aquatic ecosystems. Here, our objective was to evaluate long‐term spatiotemporal trends in rainfall amount and intensity within the Maumee River‐Lake Erie system and quantify the effects of rainfall patterns on streamflow and phosphorus loading. Across the watershed, annual rainfall increased by 102 ± 115 mm (11 ± 13%) from 1975–2017. Heavy (25.4–76.2 mm) and very heavy (>76.2 mm) rainfall accounted for most of the increase in total rainfall, with observed increases of 45 ± 32% that occurred primarily during spring and summer. Trends in streamflow for 12 monitored subwatersheds generally followed patterns in rainfall, as discharge increased by 19 ± 32%. Discharge‐to‐rainfall ratio increased in 9 of 12 subwatersheds despite no change or increases in watershed storage capacity, suggesting that increasing rainfall intensity that exceeds short‐term watershed storage capacity (i.e., during/immediately following the rainfall event) may control patterns of discharge more than long‐term gains in watershed storage (i.e., changes in soil water holding capacity). Long‐term trends in phosphorus (total phosphorus and soluble reactive phosphorus) load indicate that changes in rainfall amount and intensity have substantially contributed to increased loading through increased discharge volumes. Differences in total phosphorus and soluble reactive phosphorus concentration trends also highlight how concomitant changes in rainfall and land management practices have influenced loading. Findings therefore suggest that changing patterns in rainfall amount and intensity have and will likely continue to pose a significant challenge to conservation efforts in agricultural landscapes aiming to decrease phosphorus delivery to surface waters.

تغییر الگوهای بارش باران بر فراز حوضه آبریز دریاچه ایری غربی (۱۹۷۵ - ۲۰۱۷): اثرات بر تخلیه تریبولاری و بار فسفر

چکیده در حوزه‌های کشاورزی، تغییر آب و هوا و الگوهای هیدرولوژیکی یک خطر فوری و آینده را هم برای بهره‌وری مزرعه و هم برای اکوسیستم‌های آبی پایین‌دست نشان می‌دهد. در اینجا، هدف ما ارزیابی رونده‌ای زمانی - مکانی بلند مدت در مقدار و شدت بارش در سیستم رودخانه مومی - دریاچه آری و کمی کردن اثرات الگوهای بارش بر جریان رودخانه و بار فسفر بود. در سراسر حوضه، بارش سالانه از ۱۹۷۵ تا ۲۰۱۷ به میزان ۱۰۲ ± ۱۱۵ میلی متر (۱۱ ± ۱۳ %)افزایش یافت. بارش سنگین (۷۶.۲ - ۲۵.۴ میلی متر)و خیلی سنگین (۷۶.۲ میلی متر)بیش‌ترین افزایش در بارش کل را با افزایش مشاهده‌شده ۳۲ ± ۴۵ % نشان داد که عمدتا در طول بهار و تابستان رخ داد. گرایش‌ها در جریان رودخانه برای ۱۲ زیر حوزه تحت نظارت به طور کلی از الگوهای بارش پیروی می‌کنند، به طوری که دبی به میزان ۱۹ ± ۳۲ % افزایش می‌یابد. نسبت تخلیه به بارش در ۹ مورد از ۱۲ زیر حوزه علی‌رغم عدم تغییر یا افزایش در ظرفیت ذخیره حوضه افزایش یافت، که نشان می‌دهد افزایش شدت بارش که از ظرفیت ذخیره کوتاه‌مدت حوضه تجاوز می‌کند (به عنوان مثال، در طول / بلافاصله بعد از رویداد بارش)ممکن است الگوهای تخلیه را بیش از دستاوردهای بلند مدت در ذخیره‌سازی حوضه کنترل کند (به عنوان مثال، تغییرات در ظرفیت نگهداری آب خاک). روند طولانی‌مدت در بار فسفر (فسفر کل و فسفر واکنش پذیر محلول)نشان می‌دهد که تغییرات در مقدار و شدت بارش به طور قابل‌توجهی به افزایش بارگذاری از طریق افزایش حجم تخلیه کمک کرده‌است. تفاوت در روند غلظت فسفر کل و فسفر واکنش پذیر محلول نیز نشان می‌دهد که چگونه تغییرات همزمان در بارندگی و شیوه‌های مدیریت زمین بر بارگیری تاثیر گذاشته‌است. بنابراین یافته‌ها حاکی از آن است که تغییر الگوها در میزان و شدت بارش به احتمال زیاد همچنان چالش مهمی را برای تلاش‌های حفاظتی در چشم اندازه‌ای کشاورزی با هدف کاهش انتقال فسفر به آب‌های سطحی ایجاد خواهد کرد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Water Science and Technology
  • ترجمه مقاله Water Science and Technology
  • مقاله علوم و فن‌آوری آب
  • ترجمه مقاله علوم و فن‌آوری آب
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.