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帮助生态系统应对全球变暖浪潮
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在主流媒体上，气候变化话题无处不在，充斥着新闻头条。由美国国家海洋和大气管理局（NOAA）建立的climate.gov网站正逐渐成为家喻户晓的名字，其旨在向公众普及全球变暖导致的气候变化影响程度与性质——如何做好准备，以及在地方和全球层面可以采取哪些措施来缓解这些影响。在日常生活中，与气候变化影响相关的话题可能每天或每周都会出现在对话中。这份近期报告显示，86%的人口认为气候变化是严重威胁。
以下是一些气候变化统计数据，供大家初步了解：
- 自1850年以来，地球温度上升了约2华氏度
- 1982年以来的升温速率是此前的三倍多
- 2023年是1850年有全球记录以来最热的一年，且幅度显著：
- 比20世纪平均温度57.0华氏度（13.9摄氏度）高出2.12华氏度（1.18摄氏度）
- 比工业化前（1850-1900年）平均温度高出2.43华氏度（1.35摄氏度）
- 历史记录中最热的10年均出现在过去十年
不幸的是，当我们谈论生态系统时，这种“度数问题”绝非微不足道。正如我们所知，当整个地球变暖时，后果不胜枚举：极端高温、风暴周期、降雨量增加、海冰融化、海洋升温等等。湿地、河流、湖泊和沿海河口等水生生态系统已经受到了一些最严重的影响，未来还将面临更多冲击。
气候变化如何影响湿地和水生生态系统？
沿海地区首当其冲
随着与海冰融化和海洋温度上升相关的变暖趋势，沿海地区成为气候变化影响的主要区域。海平面上升速度正在加快，预计未来30年美国海岸线将上升10-12英寸。这意味着，随着全球变暖的浪潮展开，沿海社区和其他水生生态系统面临多重风险与挑战。这些只是冰山一角。
水资源中气候变化的其他例子
湿地健康与 stormwater 容量下降：
在部分地区，海平面上升和降水量增加导致潮汐河口和湿地更容易被淹没，而这些湿地本可以轻松吸收 stormwater 流量。这会阻碍或减缓基础设施中 stormwater 系统的排水，进而可能导致含有潜在有害污染物、灰水和废水的过量径流进入当地溪流、河流、湖泊和海洋——这会对含水层和水资源的水质产生负面影响。
水质风险：
湿地和流域的海平面上升及温度升高会影响水化学和水质。水和湿地还充当碳的储存库，防止温室气体进入大气。如果湿地状况遭到破坏，将导致更多碳释放到大气中，而非有益的碳封存。此外，湿地提供的自然过滤系统恶化会损害水质，使更高浓度的盐分进一步渗入内陆和淡水资源。
海洋生态系统退化：
随着海洋温度升高，维系鱼类、甲壳类、软体动物和其他宝贵海洋生物健康种群的脆弱水生生态系统承受着巨大压力，许多物种无法忍受持续的高温和盐度水平。全球尤其关注这对珊瑚礁生态系统的严重影响。[世界各地的组织，如我们的合作伙伴珊瑚礁联盟（CORAL），正争分夺秒地寻找拯救和恢复珊瑚礁的解决方案。]
洪水：
在风暴和其他天气事件期间，洪水变得更加频繁，有时甚至更为严重，威胁到支持企业和社区经济可持续性与安全的基础设施。用于缓解河流流量和控制水库的大坝可能会溢出，不仅危及下游人类安全，还会因过量沉积物、侵蚀以及河岸/滨河区恶化问题，对鱼类的关键流域栖息地造成损害。
湖泊分层：
随着温度和海平面上升，内陆和沿海湖泊都受到影响，其水生生态系统正受到损害。湖泊分层现象正在发生，持续的较高气温和阳光使湖泊表面温度升高，导致表层水与下层较冷水分离。健康的湖泊依靠风力或来自溪流、邻近湿地的流入来实现“混合”——即水的循环运动。若没有适当的混合，分层现象会更加顽固，阻止溶解氧到达下层以及依赖它的生物。这种效应导致湖泊温度升高、盐度增加，溶解氧水平低或为零的情况持续更久。气候变化导致的分层还被证实会引发大规模藻华。
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有害藻华：
气候变化导致的湖泊分层还与湖泊中日益常见的大规模藻华有关。径流中的硝酸盐增加以及湖泊持续的高温为有毒藻类生长创造了温床，这会切断鱼类的重要氧气供应，破坏健康的植物生命，并使水质恶化到甚至不适合游泳等娱乐活动的程度。
降雨量增加与径流：
如果你住在太平洋沿岸，“大气河流”这个术语可能并不陌生。全球天气模式变化导致的强降水时期会使生态系统、stormwater 径流系统不堪重负，并加速土壤侵蚀。连锁反应是什么？植物生长所需的宝贵肥沃表土被冲走——这也是农业生产保持目标产量所必需的。持续的土壤水分饱和会通过延迟种植和收获影响种植者的作物产量和运营。此外，强降雨和潮湿条件还会导致植物病害、虫害以及树木和滨河区栖息地的破坏。
海水入侵导致的盐度问题：
随着海平面上升，海水正侵入淡水含水层。反常的是，海岸线同时还面临降水量减少的问题，这加剧了干旱状况。结果，咸水进一步向上游和内陆蔓延——进入河口、湿地和含水层，破坏支持淡水植物、鱼类及依赖它们的消费者所需的关键水质。
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淡水和湿地恢复能否缓解气候变化影响？
鉴于这些众多影响（实际上还有更多），如何提高淡水和沿海水生生态系统及社区对气候变化影响的韧性已成为关注焦点。政府机构、大学、非营利组织和社区已优先拨款支持关键水生生境和区域的恢复与保护项目，这些项目在缓解气候变化影响和保护淡水资源方面发挥着关键作用。
湿地缓解与恢复项目示例
保护淡水资源
所有健康的水生生态系统和社区的核心……是来自健康水循环的良好水质。从湿地到流域，确保适当的水资源管理，使足够的水到达储存碳而非产生碳的关键栖息地，并保障良好水质，至关重要。许多项目从社区角度关注淡水，致力于改善支持清洁饮用水和健康水资源的水生生境。
沿海水生生态系统保护与恢复
你知道吗？沿海红树林的温室气体（GHG）封存能力可达陆地森林的3-4倍。显然，海岸线不仅在缓冲更明显的海平面上升和盐度问题方面是抵御气候影响的第一道防线。因此，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）近期的《两党基础设施法案》在5年内提供近30亿美元资金用于河口研究，以支持沿海栖息地保护与恢复、韧性建设和天气预报基础设施，这是有道理的。在第一年，五个项目已保护了超过5246英亩的栖息地，同时“降低了附近社区的洪水风险，并提供了水质和娱乐效益”。资金有助于保护在帮助沿海社区增强对风暴、洪水、淹没、侵蚀、海啸、海平面上升和湖泊水位变化及其他影响美国海岸线的自然灾害的韧性方面发挥关键作用的土地。哦，顺便说一下……它们也恰好是碳封存方面最大的基于自然的解决方案之一……太给力了。
了解更多关于NOAA的国家河口研究保护区系统栖息地保护与恢复（NERRS）竞赛。
基于自然的解决方案（NbS）：湿地恢复与碳封存——气候缓解的双赢之举
如上所述，当湿地、沿海红树林和泥炭沼泽功能良好时，它们在碳储存方面发挥着关键作用。根据斯德哥尔摩国际水研究所（SIWI），“蓝碳”生态系统（盐沼、海草床和红树林）是基于自然的解决方案（NbS），有潜力在生物体、土壤和沉积物的生物量中捕获全球0.5%-2%的碳排放。这些平衡、健康的湿地生态系统是天然的多面手；它们还充当淡水的自然过滤器，提供支持生物多样性的关键栖息地，并作为大气碳（与全球变暖相关的最大元凶）的天然储存库。湿地，太棒了！
说到碳封存，HOBO数据记录仪曾帮助韩国研究团队监测海藻的碳封存能力。
洪水缓解项目
与通过湿地恢复抵消气候影响相关的是，其他背景下的洪水缓解项目也在增加。除了沿海和湖泊入口附近吸收和减缓水位上升流量的湿地外，流域滨河区恢复、洪泛区恢复和溪流恢复项目也专注于缓解洪水导致的水位升高影响。利用水文模型、河道恢复和河岸缓解措施的流域改善项目可以容纳和减缓增加的、更快的洪水。
正在寻找洪水缓解项目的资金筹集思路？
这份climate.gov工具包可以为你提供支持洪水缓解举措的资金筹集或获取赠款的良好开端。
水质研究
最后，健康水资源的核心当然是良好的水质。鉴于海洋和淡水环境中可能出现的失衡，项目通常首先收集数据以了解水生条件，如溶解氧百分比、水位波动、水温、电导率和盐度。监测这些参数通常是大多数水生恢复和保护项目的基础，用于确定最佳策略及其有效性。
提升水资源监测水平的三种方法
湿地缓解与水质监测的最佳产品
随着对湿地缓解、水生恢复、水质以及流域和洪水管理的资金投入和关注不断增加，研究人员和缓解专家团队不仅需要收集准确数据，还需要能够分析和应用这些数据以做出高效、有依据的决策。简化数据收集和分析的监测系统与数据记录仪对于缓解和水生研究团队节省时间和资源而言非常宝贵。对于奋战在缓解一线的人员，有适用于气候变化相关项目的水资源监测解决方案，可以节省时间和资源。
#1 同时测量多个水质参数
由于监测水质需要多个参数，像HOBO MX800这样的多参数蓝牙水质数据记录仪非常宝贵，它支持单个记录仪配置可互换的电导率、温度和深度（CTD、CT）以及溶解氧（DO）传感器。此外，其无线下载功能简化了数据收集，你可以通过HOBOconnect应用程序将数据发送到云端进行进一步分析。
#2 同时监测多个缓解或研究站点
对于需要同时监测多个水位站点的缓解团队，现在可以让多个水位数据记录仪将数据无线发送到蜂窝网关站，该网关站再将水位数据近实时发送到云端。现在，你的团队可以随时随地访问和分析数据，与现场收集数据相比，节省高达30%的时间和资源。观看与Resource Environmental Solutions的Bob Siegfried的网络研讨会，了解这种实时水位监测解决方案的更多优势。
#3 定制你的监测系统
对于不仅涉及水质监测，还涉及天气条件、土壤条件或其他测量的项目，通常可以定制传感器和设备以满足应用需求。从气象站到多个水位站点，甚至可以添加一个选项，使用HOBOlink等监测软件在一个地方（云端）查看和分析所有数据。
保护资源与未来的可持续解决方案
在我们应对气候变化影响和解决方案的浪潮中，拥有最佳、及时和准确的数据来做出明智决策是团队可以利用的最佳工具之一。我们很自豪能够支持众多科学家、研究人员和组织，他们使用我们的监测产品来寻找可持续解决方案，保护我们宝贵的资源、生物多样性和未来！