Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tình trạng hiện tại của hồ Bracciano: hy vọng và sự tuyệt vọng
Tóm tắt
Năm 2017, nguồn nước bề mặt của miền trung Italy đã chịu ảnh hưởng từ sự kết hợp của thời tiết khô hạn và sự khai thác nước gia tăng của con người. Cụ thể, mực nước của hồ chứa nước uống chính cung cấp nước cho thành phố Rome (hồ Bracciano) hiện đang ở mức thấp và hệ sinh thái hồ đang ở trạng thái không ổn định. Mục tiêu của nghiên cứu này là mô tả tình trạng hiện tại của hồ Bracciano thông qua một phương pháp đa ngành trong bối cảnh biến đổi khí hậu và thủy văn trong thập kỷ qua. Việc tái tạo kỹ thuật số của lòng hồ đã giúp định lượng các tác động của sự dao động mực nước hồ đến bờ hồ, trong khi tác động tiềm năng của các yếu tố khí tượng lên sự dao động mực nước hồ được điều tra thông qua việc theo dõi các bất thường trong lượng mưa và tỷ lệ bay hơi. Các kết quả sơ bộ chỉ ra rằng cuộc khủng hoảng hiện tại của hồ Bracciano chủ yếu là do lượng mưa dưới mức trung bình kể từ năm 2015, cộng với sự khai thác nước đáng kể. Thực vậy, trong 3 năm qua, gần như không có giai đoạn phục hồi mùa đông, dẫn đến tổng lượng nước mất đi là 114 triệu m3, điều mà chưa từng được quan sát trước đây. Vào tháng 11 năm 2017, mực nước hồ đạt mức thấp kỷ lục −198 cm so với điểm không thủy văn (tương ứng với việc giảm 13,5% diện tích đáy hồ có khả năng tự làm sạch), thấp hơn nhiều so với mức bền vững là −150 cm. Chúng tôi kết luận rằng lượng mưa liên tục thấp (−50% vào năm 2017 so với mốc thời gian 1961–1990), sự bay hơi mạnh mẽ (6.7 mm/ngày trong mùa hè 2017), và việc khai thác nước đã đưa trạng thái sinh thái và các dịch vụ hệ sinh thái liên quan của hồ Bracciano đến tình trạng căng thẳng nghiêm trọng.
Từ khóa
#hồ Bracciano #khí hậu #thủy văn #nguồn nước #hệ sinh tháiTài liệu tham khảo
ACEA (2015) Sustainability report. http://annualreport2015.acea.it/sustainability/download-area/. Accessed 5 Feb 2018
ACEA (2017) Criticità dell’approvvigionamento idropotabile nei comuni dell’Ato2. https://www.acea.it/content/dam/aceafoundation/pdf/acqua/ato_2/acea-ato-2-incontro-fornace-23maggio-2017.pdf. Accessed 5 Feb 2018
ACQUAITAL SRL (1997) Studi preliminari per il Piano di Bacino. ST8 Modello di gestione del Lago di Bracciano. Relazione inedita
Ayenew T, Becht R (2008) Comparative assessment of the water lake balance and hydrology of selected Ethiopian and Kenyan rift lakes. Lakes Reserv Res Manag 13:181–196
Baccetti N, Bellucci V, Bernabei S, Bianco P, Braca G, Bussettini M, Cascone C, Ciccarese L, D’Antoni S, Grignetti A, Lastoria B, Mandrone S, Mariani S, Silli V, Venturelli S (2017) Analisi e valutazione dello stato ambientale del Lago di Bracciano riferito all’estate 2017. Rapporto ISPRA, 18 ottobre 2017, 56 p
Bentivoglio F, Calizza E, Rossi D, Carlino P, Rossi L, Costantini ML (2016) Site-scale isotopic variations along a river course help localize drainage basin influence on river food webs. Hydrobiologia 770(1):257–272
Buonasorte G, Carboni MG, Conti MA (1991) Il substrato Plio-Pleistocenico delle vulcaniti sabatine: considerazioni stratirafiche e paleoambientali. Boll Soc Geol Italiana 110:35–40
Calizza E, Rossi L, Costantini ML (2013) Predators and resources influence phosphorus transfer along an invertebrate food web through changes in prey behaviour. PLoS One 8:e65186
Calizza E, Costantini ML, Rossi D, Pasquali V, Careddu G, Rossi L (2016) Stable isotopes and digital elevation models to study nutrient inputs in high-Arctic lakes. Rend Fis Acc Lincei 27:191–199
Calizza E, Fiorentino F, Careddu G, Rossi L, Costantini ML (2017) Lake water quality for human use and tourism in central Italy (Rome). WIT Trans Ecol Environ 216:229–236
Camponeschi B, Lombardi L (1968) Idrogeologia dell’area vulcanica Sabatina [Hydrogeology of Sabatini volcanic area]. Mem Soc Geol Ital 8:25–55
Capelli G, Mazza R, Gazzetti C (2005) Strumenti e strategie per la tutela e uso compatibile della risorsa idrica nel Lazio. Gli acquiferi vulcanici. Quaderni di Tecniche di protezione ambientale. Protezione delle acque sotterranee, 78. Pitagora, Bologna, p 186
Costantini ML, Rossi L (1998) Competition between two aquatic detritivorous isopods—a laboratory study. Hydrobiologia 368:17–27
Costantini ML, Rossi L, Scialanca F, Nascetti G, Rossi D, Sabetta L (2007) Association of riparian features and water chemistry with reed litter breakdown in a volcanic lake (Lake Vico, Italy). Aquat Sci 69(4):503–510
Costantini ML, Zaccarelli N, Mandrone S, Rossi D, Calizza E, Rossi L (2012) NDVI spatial pattern and potential fragility of mixed forested areas in volcanic lake watersheds. For Ecol Manag 285:133–141
Costantini ML, Calizza E, Rossi L (2014) Stable isotope variation during fungal colonisation of leaf detritus in aquatic environments. Fungal Ecol 11:154–163
Costantini ML, Carlino P, Calizza E, Careddu G, Cicala D, Sporta Caputi S, Fiorentino F, Rossi L (2018) The role of alien fish (the centrarchid Micropterus salmoides) in lake food webs highlighted by stable isotope analysis. Freshw Biol. https://doi.org/10.1111/fwb.13122
Cressie N (1988) Spatial prediction and ordinary kriging. Math Geol 20:405–421
De Rita D, Funiciello R, Rossi U, Sposato A (1983) Structure and evolution of the Sacrofano-Baccano caldera, Sabatini volcanic complex, Rome. J Volcanol Geoth Res 17(1–4):219–236. https://doi.org/10.1016/0377-0273(83)90069-0
Dee DP, Uppala SM, Simmons AJ, Berrisford P, Poli P, Kobayashi S, Bechtold P (2011) The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system. Q J R Meteorol Soc 137(656):553–597
Demlie M, Ayenew T, Wohnlich S (2007) Comprehensive hydrological and hydrogeological study of topographically closed lakes in highland Ethiopia: the case of Hayq and Ardibo. J Hydrol 339:145–158
Di Matteo L, Dragoni W, Giontella C (2010) Environmental and hydrological problems in time of climatic change and increasing water demand: the case of Bracciano Lake and its aquifer (Central Italy). Hydrological responses of small basins to a changing environment, 5–8 September 2010. Book of Abstracts, 187–190
Dragoni W, Piscopo V, Di Matteo L, Gnucci L, Leone A, Lotto F, Melillo M, Petitta M (2006) Risultati del Progetto di ricerca PRIN “Laghi 2003–2005”. Giornale di Geologia Applicata 3(2006):39–46
Fazi S, Rossi L (2000) Effects of macro-detritivores density on leaf detritus processing rate: a macrocosm experiment. Hydrobiologia 435:127–134
Fiorentino F, Cicala D, Careddu G, Calizza E, Jona-Lasinio G, Rossi L, Costantini ML (2017) Epilithon δ15 N signatures indicate the origins of nitrogen loading and its seasonal dynamics in a volcanic lake. Ecol Indic 79:19–27
Galloway JN, Aber JD, Erisman JW, Seitzinger SP, Howarth RW, Cowling EB, Cosby BJ (2003) The nitrogen cascade. Bioscience 53(4):341–356
Hadwen WL, Bunn SE, Arthington AH, Mosisch TD (2005) Within-lake detection of the effects of tourist activities in the littoral zone of oligotrophic dune lakes. Aquat Ecosyst Health Manag 8(2):159–173
Karner DB, Marra F, Renne PR (2001) The history of the Monti Sabatini and Alban Hills volcanoes: groundwork for assessing volcanic-tectonic hazards for Rome. J Volcanol Geotherm Res 107(1–3):185–215
Kendall MG (1975) Rank correlation methods. Griffin, London
Kendall C, Elliot EM, Wankel SD (2007) Tracing anthropogenic inputs of nitrogen to ecosystems. Stable isotopes in ecology and environmental science. Blackwell Publishing, Oxford, pp 375–449
Linacre ET (1993) Data-sparse estimation of lake evaporation, using a simplified Penman equation. Agric For Meteorol 64(3–4):237–256
Manca F, Viaroli S, Mazza R (2017) Hydrogeology of the Sabatini Volcanic District (Central Italy). J Map 13(2):252–259
Mancinelli G, Costantini ML, Rossi L (2007) Top–down control of reed detritus processing in a lake littoral zone: experimental evidence of a seasonal compensation between fish and invertebrate predation. Int Rev Hydrobiol 92:117–134
Mann HB (1945) Nonparametric tests against trend. Econometrica 13:245–259
Mattias PP, Ventriglia U (1970) La regione vulcanica dei monti Sabatini e cimini. Memorie della Società Geologica Italiana 9:331–384
Mazza R, Taviani S, Capelli G, De Benedetti A, Giordano G (2015) Quantitative hydrogeology of volcanic lakes: examples from the central Italy volcanic lake district. In: Rouwet D, Christenson B, Tassi F, Vandemeulebrouck J (eds) Volcanic lakes. Springer, Berlin, pp 355–377
McKee TB, Doesken NJ, Kleist K (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scale. In: 8th Conference on applied climatology. Am. Meteor. Soc: Boston
Ostroumov SA (2010) Biocontrol of water quality: multifunctional role of biota in water self-purification. Russ J Gen Chem 80(13):2754–2761
Ostroumov SA (2017) Water quality and conditioning in natural ecosystems: biomachinery theory of self-purification of water. Russ J Gen Chem 87(13):3199–3204
Peccerillo A (2005) Plio-quaternary volcanism in italy petrology, geochemistry, geodynamics. Springer, Berlin
Penman HL (1948) Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proc R Soc Lond A 193:120–146
Penman HL (1956) Evaporation: an introductory survey. Neth J Agric Sci 4:9–29
Romano E, Giudici M (2007) Experimental and modeling study of the soil-atmosphere interaction and unsaturated water flow to estimate the recharge of a phreatic aquifer. J Hydrol Eng 12(6):573–584. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0699(2007)12:6(573)
Romano E, Giudici M (2009) On the use of meteorological data to assess the evaporation from a bare soil. J Hydrol 372:30–40. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.04.003
Romano E, Preziosi E (2013) Precipitation pattern analysis in the Tiber River basin (central Italy) using standardized indices. Int J Climatol 33(7):1781–1792. https://doi.org/10.1002/joc.3549
Romano E, Preziosi E, Petrangeli AB (2011) Spatial and time analysis of rainfall in the Tiber river basin (Central Italy) in relation to discharge measurements (1920–2010). Proced Environ Sci 7:258–263. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2011.07.045
Romano E, Guyennon N, Petrangeli AB, Preziosi E (2017) Caratterizzazione climatica del regime pluviometrico nell’area del distretto idrografico dell’appennino centrale nel periodo 1951–2017. Technical report. http://www.irsa.cnr.it/index.php/ita/news/item/192-report-regime-climatico. Accessed 5 Feb 2018
Rossi D (2006) Variazioni della linea di costa del lago di Bracciano in relazione al nuovo modello 3D bati-morfologico del fondale. Volume Speciale S.It.E. p 5
Rossi D, Gherardi L, Mandrone S, Costantini ML, Balestri A, Rossi L (2006) Sistema Reason Seabat 8125 per il rilievo bati-morfologico di fondali applicato ad un lago: primi rilevamenti nel lago di Bracciano. Rend Fis Acc Lincei 222:289–296
Rossi L, Costantini ML, Carlino P, Di Lascio A, Rossi D (2010) Autochthonous and allochthonous plant detritus contributions to volcanic lake coastal deposition: stable isotopes and mixing model study. Aquat Sci 72(2):227–236
Rossi L, Calizza E, Careddu G, Rossi D, Orlandi L, Jona-Lasinio G, Aguzzi L, Costantini ML (2018) Space-time monitoring of coastal pollution in the Gulf of Gaeta, Italy, using δ15 N values of Ulva lactuca, landscape hydromorphology, and Bayesian Kriging modelling. Mar Pollut Bull 126:479–487
Shuttleworth WJ, Maidment DR (1993) Evaporation, Chapter 4. McGraw-Hill, New York, pp 4.1–4.53
Sottili G, Palladino DM, Zanon V (2004) Plinian activity during the early eruptive history of the Sabatini Volcanic District, Central Italy. J Volcanol Geotherm Res 135:361–379
Strosnider WH, Hitchcock DR, Burke MK, Lewitus AJ (2007) Predicting hydrology in wetlands designed for coastal stormwater management. ASABE 077084:1–17
Taviani S, Henriksen HJ (2015) The application of a groundwater/surface model to test the vulnerability of a deep lake in the vicinity of Roma, Italy to climatic and water use stresses. Hydrogeol J 23(7):1481–1498
Torrence C, Compo GP (1998) A practical guide to wavelet analysis. Bull Am Meteorol Soc 79:61–78
Vilmi A, Karjalainen SM, Landeiro VL, Heino J (2015) Freshwater diatoms as environmental indicators: evaluating the effects of eutrophication using species morphology and biological indices. Environ Monit Assess 187(5):1–10
Vitousek PM, Aber JD, Howarth RW, Linkens GE, Matson PA, Schindler DW, Schlesinger WH, Tilman DG (1997) Human alteration of the global nitrogen cycle: sources and consequences. Ecol Appl 7(3):737–750
Wantzen KM, Rothhaupt KO, Mortl M, Cantonati M, Làszlò G, Fischer P (2008) Ecological effects of water-level fluctuations in lakes: an urgent issue. Springer, Berlin, pp 1–4
WCED (1987) Our common future. World Commission on Environment and Development. Oxford University Press, Oxford
Xu H, Paerl HW, Qin B, Zhu G, Gao G (2010) Nitrogen and phosphorus input control phytoplankton growth in eutrophic Lake Taihu, China. Limnol Oceanogr 55(1):420–432