加拿大大草原的洼地是地下水补给的关键吗？

水循环是一种微妙的平衡。在自然环境中，降雨或融雪产生的水可以渗入土壤或流入溪流。一些水储存在称为地下水的天然地下水库中。植物利用水来生长，然后新的降水重新注入地下水，这一过程称为地下水补给。

在干燥的气候条件下，植物会消耗掉大部分进入土壤的水分。那么，地下水是如何得到补充的呢？对于加拿大大草原来说，答案是位于景观中的洼地。在这些洼地中，周围土地的径流积聚并流入地下水。

大约10000到12000年前，当最后一块冰盖离开大平原时，冰川留下了地貌上的洼地。就像一个雨水花园，它们吸收周围环境的径流，但通常更大。它们的直径为50至100米，深度为1至2米。

然而，科学家们担心气候变化可能会影响这种微妙的地下水补给过程。

目前，洼地中的大部分水以融雪径流的形式流过冻土进入洼地。加拿大的研究人员研究了未来随着气候变化这一过程可能受到的干扰。

Masaki Hayashi和卡尔加里大学的研究小组最近在美国土壤科学学会发表的《渗流区杂志》上发表了这篇文章。

Hayashi说：“这项研究的动机是需要估算加拿大大草原地下水可持续管理的补给量。”。“我们无法管理可再生资源，除非我们知道每年更新多少。这就像试图在不知道收入金额的情况下从银行账户管理支出。”

专家预测，这些草原未来的气候条件将更加温暖和湿润。虽然这似乎会导致更多的地下水补给，但科学家们想确定这些洼地是否会出现这种情况。

这些低洼地区收集融雪径流，甚至在春天变成池塘。一些较大的洼地甚至有贯穿整个夏天的水。这些被称为草原湿地或草原坑洞湿地，是该地区许多水生动植物的家园。

为了确定温暖湿润的气候如何影响地下水补给，科学家们使用了一个模型来模拟环境。通过将仪器直接放置在洼地中，他们收集了有关土壤性质、天气、洼地大小和周围环境的信息。他们的工作是一种“土壤-水平衡”模型，使用他们收集的数据模拟未来水如何从地表移动到更深的土层。

他们发现，积雪量以及土壤在冬季冻结的程度和时间都会减少。这意味着进入洼地的径流将减少，地下水补给也将减少。

“湿润的气候通常会导致更高的补给，但北部大平原的情况似乎并非如此，那里的补给集中在洼地，”Hayashi解释道。“尽管总降水量可能会增加，但我们会有更多的雨和更少的雪。这意味着冬季的积雪将减少。此外，我们的冻土持续时间将更短，土壤霜冻的渗透也将更浅。”

他补充说，这造成了一个问题，因为缓慢移动的融雪流过冻土，不允许它迅速吸收，这是径流进入洼地的关键。

研究人员说，补给量的减少会对环境产生许多影响。例如，许多小泉水由地下水补给，可能受到影响。

Hayashi说：“这可能会导致地下水补给的小溪基流减少。”。“一些常年性溪流可能会变成季节性溪流。这可能对溪流生态系统产生强烈影响。总的来说，这些小洼地似乎不如拥有草原湿地的大洼地重要。然而，还有更多的小洼地，它们对地下水补给具有重要意义。”