النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية

رسم بياني عن تدفق المياه الجوفية

النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية هي نظم بيئية تعتمد على المياه الجوفية لاستمرار وجودها. المياه الجوفية هي المياه التي تسربت إلى باطن الأرض واستقرت في مسامات التربة وشقوق الصخور، مما يُؤدي إلى تكوين طبقات المياه الجوفية ، وهي خزانات ضخمة للمياه الجوفية . النظام البيئي هو مجتمع من الكائنات الحية التي تتفاعل مع العناصر غير الحية في بيئتها (مثل الهواء والتربة والماء، وحتى المياه الجوفية ) . باستثناءات قليلة، يُعد التفاعل بين مختلف النظم البيئية ومياهها الجوفية علاقة حيوية ولكنها غير مفهومة جيدًا، كما أن إدارتها ليست متطورة بالقدر الكافي مقارنةً بالنظم البيئية التي تعمل في مجاري الأنهار . [ 1 ]

طرق التعرف

النظائر

يُظهر فحص تركيب النظائر المستقرة في الماء الموجود في التربة والأنهار والمياه الجوفية والخشب (أو أنظمة العروق ) للنباتات، باستخدام مطياف الكتلة ، الذي يقيس ويصنف الكتل في العينة، إلى جانب البيانات المتعلقة بالتغيرات في عمق المياه الجوفية المرتبطة بالوقت وأنماط تجذير النباتات، تغيرات مكانية بمرور الوقت في استخدام النباتات للمياه الجوفية في نظامها البيئي الخاص . [ 1 ]

النباتات

يمكن الاستدلال على اعتماد النظام البيئي على المياه الجوفية من خلال استخدام النباتات للمياه ونموها. ففي المناطق ذات الأمطار الغزيرة، يُمكن ملاحظة هذا الاعتماد بمراقبة استهلاك النباتات للمياه مقارنةً بمخزون المياه في تربة المنطقة. وإذا تجاوز استهلاك النباتات للمياه مخزونها في التربة، فهذا مؤشر قوي على استغلال المياه الجوفية . أما في المناطق التي تعاني من جفاف طويل الأمد، فإن استمرار تدفق المياه ونمو النباتات يُعدّان مؤشرين قويين على اعتماد المنطقة على المياه الجوفية . [ 1 ]

الاستشعار عن بعد / نظم المعلومات الجغرافية (GIS)

الاستشعار عن بُعد هو مسح الأرض بواسطة الأقمار الصناعية أو الطائرات للحصول على المعلومات. [ 2 ] نظم المعلومات الجغرافية (GIS) هي نظام مصمم لالتقاط البيانات الجغرافية وتخزينها وتحليلها وإدارتها. [ 3 ] يمكن للبيانات المُجمّعة (مثل الارتفاعات وبيانات الآبار التي تقيس مستويات المياه الجوفية ) أن تتنبأ بدقة عالية بمواقع النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية، ومدى اتساعها، كما يمكنها توجيه الرحلات الميدانية إلى المناطق المناسبة لمزيد من التأكيد وجمع البيانات حول هذه النظم. [ 4 ] [ 5 ]

تصنيف

نظراً للتنوع الكبير في النظم البيئية وتفاوت اعتمادها على المياه الجوفية ، يكتنف تعريف أي نظام بيئي بدقة أنه يعتمد على المياه الجوفية أو يستخدمها فقط بعض الغموض. [ 6 ] يُظهر كل نظام بيئي درجة متفاوتة من الاعتماد. فقد يكون النظام البيئي معتمداً بشكل مباشر أو غير مباشر، [ 7 ] كما قد يختلف استخدامه للمياه الجوفية باختلاف الفصول. [ 1 ] توجد طرق متنوعة لتصنيف أنواع النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية، إما بحسب بيئتها الجيومورفولوجية و/أو بحسب آلية تدفق المياه الجوفية فيها (عميقة أو سطحية). [ 6 ]

أرضي

بيئات تتراوح من الجافة إلى الرطبة

تعتمد البيئات الأرضية الجافة إلى الرطبة ، التي تفتقر إلى المياه الراكدة ولكنها تتميز بنباتات ذات جذور عميقة، على المياه الجوفية لدعم الكائنات المنتجة في نظامها البيئي . وتتطلب هذه النباتات ذات الجذور العميقة أن تحافظ المياه الجوفية على مستوى ثابت أو شبه ثابت لضمان استمرار صحتها وبقائها. [ 6 ]

مائي

الينابيع

تعتمد الينابيع، على الأرجح، بشكل كبير على التدفق المستمر للمياه الجوفية لأنها تمثل تصريفًا طبيعيًا من تدفقات المياه الجوفية العميقة نسبيًا التي تصعد إلى السطح. [ 6 ] غالبًا ما ترتبط الينابيع بنباتات وحيوانات متكيفة بشكل فريد. [ 7 ]

الأراضي الرطبة في دونانا

الأراضي الرطبة

تتطلب الأراضي الرطبة تصريفًا سطحيًا للمياه الجوفية ، حيث تتدفق على شكل تسرب إلى المنخفضات في سطح الأرض. [ 6 ] وفي بعض الحالات ، تتغذى الأراضي الرطبة على المياه الجوفية المعلقة ، وهي مياه جوفية مفصولة عن مستوى المياه الجوفية العادي بطبقة غير منفذة . [ 8 ] تُعد المستنقعات نوعًا من الأراضي الرطبة ، ورغم أنها لا تعتمد بشكل مباشر على المياه الجوفية، إلا أنها تستخدمها كمصدر للتغذية . [ 6 ] أما الأهوار ، فهي أيضًا نوع من الأراضي الرطبة لا يعتمد بشكل مباشر على المياه الجوفية ، ولكنه يستفيد من وجودها لتغذية المنطقة وتوفير الطفو . [ 7 ]

الأنهار

بحيرة البندقية

تجمع الأنهار المياه الجوفية المتدفقة من طبقات المياه الجوفية . ويمكن أن يحدث هذا بشكل موسمي أو متقطع أو مستمر، ويمكن أن يحافظ على استقرار احتياجات المنطقة من المياه خلال موسم الجفاف. [ 6 ]

ساحلي

البحيرات الشاطئية/مصبات الأنهار

تستخدم البحيرات الشاطئية ومصبات الأنهار تدفق المياه الجوفية للمساعدة في تخفيف ملوحة المياه، مما يساعد على دعم النظم البيئية الساحلية الفريدة من نوعها . [ 6 ]

التهديدات

اِستِخلاص

يؤدي استخراج المياه الجوفية بكميات كبيرة أو صغيرة إلى انخفاض منسوب المياه الجوفية في المناطق المتضررة، وقد يؤدي الاستخراج بكميات كبيرة جدًا إلى انهيار أجزاء من الخزان الجوفي وإلحاق ضرر دائم بكمية المياه التي يمكن أن يخزنها. [ 9 ]

التوسع الحضري

تلوث

نتيجةً لتزايد المناطق المأهولة بالسكان، تواجه مصبات الأنهار وغيرها من النظم البيئية المائية خطرًا متزايدًا للتلوث . في كثير من الحالات، قد تتلوث المياه الجوفية بالسموم ، أو حتى بمجرد تسرب كميات زائدة من بعض العناصر الغذائية إلى منسوب المياه الجوفية . يمكن أن يكون لهذا التلوث آثارٌ عديدة على النظم البيئية المرتبطة به ؛ ففي حالة مصب نهر في كيب كود ، لوحظ تدفق كميات كبيرة من النيتروجين من حقول خزانات الصرف الصحي في مسار تدفق المياه الجوفية . [ 10 ] يمكن أن تؤدي زيادة مستويات النيتروجين في النظم البيئية المائية إلى التخثث، وهي عملية إدخال كميات زائدة من العناصر الغذائية، مما يُسبب وفرة في نمو النباتات، الأمر الذي قد يؤدي إلى نفوق العديد من الكائنات المائية. [ 11 ]

إعادة شحن

يؤثر التوسع العمراني للأراضي بشكل كبير على تغذية المياه الجوفية ، كما أن إزالة الغابات والتوسع العمراني يحدان من مساحة السطح الصالحة لتسرب المياه فعلياً والمساهمة في تغذية المياه الجوفية . [ 12 ]

مراجع

  1. موراي، براد ر.؛ زيبيل، ميلاني ج. ب.؛ هوز، غرانت س.؛ إيموس، ديريك (أغسطس 2003). "النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية في أستراليا: إنها أكثر من مجرد مياه للأنهار". الإدارة البيئية والاستعادة . 4 ( 2 ): 110-113 . Bibcode : 2003EcoMR...4..110M . doi : 10.1046 /j.1442-8903.2003.00144.x .
  2. الإدارة، وزارة التجارة الأمريكية، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. "ما هو الاستشعار عن بعد؟" . oceanservice.noaa.gov . تاريخ الاسترجاع: 12 مايو 2017 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  3. "ما هو نظام المعلومات الجغرافية؟ | قوة رسم الخرائط - Esri" . www.esri.com . تاريخ الاسترجاع: 12 مايو 2017 .
  4. مونش، زان؛ كونراد، جوليان (1 فبراير 2007). "تحديد النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية في كيب الغربية، جنوب أفريقيا، باستخدام الاستشعار عن بُعد ونظم المعلومات الجغرافية". مجلة الهيدروجيولوجيا . 15 (1): 19-28 . Bibcode : 2007HydJ...15...19M . doi : 10.1007/s10040-006-0125-1 . ISSN 1431-2174 . S2CID 129025151 .  
  5. دودي، تانيا؛ بارون، أولغا؛ داوسلي، كيت؛ إميليانوفا، إيرينا؛ فوسيت، جون؛ أوفرتون، إيان؛ بريتشارد، جودي؛ فان دايك، ألبرت؛ وارين، غارث (2017). "رسم خرائط قارية للنظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية: إطار منهجي لدمج البيانات المتنوعة وآراء الخبراء" . مجلة الهيدرولوجيا: الدراسات الإقليمية . 10 : 61-81 . Bibcode : 2017JHyRS..10...61D . doi : 10.1016/j.ejrh.2017.01.003 .
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 فوستر، ستيفن؛ كوندوري، فيبي؛ توينهوف، ألبرت؛ كيمبر، كارين؛ ناني، مارسيلا؛ غاردونو، هيكتور. "النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية: تحدي التقييم المتوازن والحفظ الكافي" (ملف PDF) . البنك الدولي .
  7. 1 2 3 كلوف، بيورن؛ آلا-آهو، بيرتي؛ برتراند، غيوم؛ بوكالوفا، زوزانا؛ إرتورك، علي؛ غولدشيدر، نيكو؛ إلمونين، جاري؛ كاراكايا، نصرت؛ كوبرسبيرغر، هانز (1 نوفمبر 2011). "النظم البيئية المعتمدة على المياه الجوفية. الجزء الأول: الوضع والاتجاهات الهيدروإيكولوجية" . العلوم البيئية والسياسة . التكيف مع تغير المناخ: الحد من المخاطر المتعلقة بالمياه في أوروبا. 14 (7): 770-781 . Bibcode : 2011ESPol..14..770K . doi : 10.1016/j.envsci.2011.04.002 . S2CID 154831007. مؤرشف من الأصل في 15 يونيو 2020. 
  8. سيسيل، إل. ديواين؛ أور، برينون ر.؛ نورتون، تيدي؛ أندرسون، إس آر (نوفمبر 1991). "تكوين مناطق المياه الجوفية المعلقة وتركيزات مكونات كيميائية مختارة في الماء" (ملف PDF) . تقرير تحقيقات موارد المياه .
  9. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، هوارد بيرلمان. "استنزاف المياه الجوفية، علوم المياه في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية" . water.usgs.gov . تاريخ الاسترجاع: 12 مايو 2017 .
  10. شاريت، ماثيو أ.؛ بوسيلر، كين أو.؛ ​​أندروز، جون إي. (23 مارس 2001). "جدوى استخدام نظائر الراديوم لتقييم مدخلات وانتقال النيتروجين المشتق من المياه الجوفية إلى مصب نهر في كيب كود" . علم البحيرات والمحيطات . 46 (2): 456-470 . Bibcode : 2001LimOc..46..465C . doi : 10.4319/lo.2001.46.2.0465 .
  11. الإدارة، وزارة التجارة الأمريكية، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. "التعليم في خدمة المحيطات الوطنية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي: مصبات الأنهار" . oceanservice.noaa.gov . تاريخ الاسترجاع: 12 مايو 2017 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  12. فوستر، إس إس دي؛ موريس، بي إل؛ لورانس، إيه آر (1994-01-01). مشاكل المياه الجوفية في المناطق الحضرية . دار توماس تيلفورد للنشر. الصفحات 43-63 . doi : 10.1680/gpiua.19744.0005 . ISBN  978-0727740168.