佛罗里达州南部淡水资源的气候变化影响
随着气候变化和海平面上升，沿海环境可能受到咸水侵占的影响，导致淡水可用性和植被和生态系统的变化减少。科学共识是，海平面上升将在下个世纪加速，因此了解对人民和更广泛的环境的影响非常重要。本地化建模研究提供了一种帮助我们了解海拔地区海平面上升的影响的方式。
佛罗里达州南部拥有亚热带气候，是几个天然美景的所在地，包括比斯坎，大沼泽地和干托尔图斯国家公园，以及大赛普拉斯国家保护区。该地区举办了一系列自然生态系统和野生动物，以及人口超过650万。该地区的低海拔和平坦景观使其对海平面上升的影响特别敏感。事实上，佛罗里达州南部在全球范围内排名第九，在城市地区暴露于海平面上升的沿海洪水，首先是暴露的经济资产。未来的水可用性是一个关键问题。目前依靠其供水的含水层和水库是由于海平面上升，由于海平面上升，促使地方政府在未来解决水资源可用性的计划，促使咸水渗透会降低。
佛罗里达州南部的预计海平面上升
Joseph Park及其同事博士进行了南佛罗里达州海平面上升的计算机建模研究，重点关注半岛南端的低海拔自然区域：高海平面上涨和低海平面。研究人员首先生产了对佛罗里达州南部的海平面上升预测，然后进行了建模工作，以判断该地区的景观，生态系统和生态学的变化。
随着海平面上升，佛罗里达湾将扩展到大沼泽地和南佛罗里达州建立新的河口和海洋栖息地。
研究人员使用了政府间关于气候变化模式的全球海平面上升预测，选择了常规的温室气体排放情景 - 他们认为是合理的，给出当前对排放减少的进展程度。海平面上升的高低预测既基于此业务和通常的排放情景，也代表了对这些排放气候响应的不确定性。研究人员注意到，较高的海平面上升投影与南极冰盖的预期崩溃的影响一致。佛罗里达州南部的海平面上升是基于局部潮汐仪表对全球海平面上升预测的矫正。
博士和一支研究人员团队映射到佛罗里达州南部2025,2050,2075和2100的土地上，使用高分辨率数字数据进行景观的地形。在接下来的十年中，研究人员发现，海平面预计将增加7-10厘米，导致沿着沿海地区的洪水造成更多洪水，到2050年乘21-36厘米。预测海平面为2100厘米74-156厘米高于今天，这两种情况都表现出低于平均海平面的区域的显着扩张。在高排放场景下，平均海平面边界从西南半岛到大沼泽地国家公园的东北角延伸。
在进一步的分析中，团队发现，佛罗里达州北部已经开始在过去二十年中从淡水沼泽河口环境过渡到海洋环境的过程。这是使用沼泽到海洋转型指数来衡量的，该指数旨在测量淡水沿海沼泽逐渐转变为咸水沼泽，最终进入潜艇盆地。
这如何影响沿海生态系统？
随着咸水侵入沿海含水层并向内陆移动，红树林沼泽等咸水生态系统也向内陆移动。Park博士和他的同事们进行了额外的计算机建模，以预测21世纪佛罗里达南部的这种转变的程度。这类建模研究经常使用基于方程的模型进行。这些是基于解决控制相关物理和生物过程的方程或过程的概率描述。它们促进了我们对海岸过程的理解。然而，在这些模型中很难模拟非线性反馈的涌现效应。一般来说，突发性属性是复杂系统各组成部分之间相互作用产生的行为或结果，这些行为不能由各组成部分单独产生。为了解决这个问题，Park博士和他的同事使用了一种所谓的基于主体的建模方法，基于对“主体”(如植被类型)的行为和相互作用的建模，以评估它们对整个系统的影响。非线性反馈的影响被自动纳入这些模型。
研究人员专注于佛罗里达州南部的红树林/淡水Ecotone（跨越生态系统的区域）的14,382公顷的区域。它们从2015年到2100年建模植被覆盖率和含水层的淡水含量，首先使用1973 - 2015年期间的数据校准模型。研究人员代表了当前植被覆盖，使用来自现场观测和空中摄影的数据。还输入了代表陆地仰角，沼泽淡水水平和海平面上升的数据。该模型评估了植被类型的活力 - 无论是由于盐水侵蚀的结果，它们是否已被压力死于，然后通过评估空置贴片并求解周围斑块的植被可以传播到空置贴片中的植被来计算它们的繁殖在更新的环境条件下。
南达德农业区和佛罗里达群岛井场可能会降低淡水资源。
结果表明，新鲜和盐水物种之间的持续平衡直至2050年，之后最终更换了新鲜的地下水，盐水和盐水含水物种，最终转变为新的海洋栖息地。
在低海平面上升情景下，该模型预计到2050年，该地区的中南部将出现红树林，然后向北扩展。预计到2080年，该地区的很大一部分将变成红树林，该区域西南部的一小块区域将变成开放水域。在高海平面上升情况下,大部分领域的逐步改变红树林或打开水:到2070年,该模型项目开放水域占超过三分之一的领域,到2080年几乎完全模仿地区的红树林沼泽或打开水。
对21世纪淡水资源的影响
该模型项目将在2015年的淡水资源减少到2015年的2860万立方米，达到870万立方米，在低海平面上升情景下2100，淡水资源将在模型领域耗尽2085高海平面上升情景。这表明附近的南达德农业领域和佛罗里达群岛Aquaduct颁发机构提供70,000名居民的井场，可能会看到本世纪末的淡水资源减少。根据这里详述的建模工作，适应是为了应对降低的淡水资源：研究人员得出结论，避免了大沼泽地中的干旱和一般水平的极低水位是延长淡水资源的可行性的关键。
这项工作提供了关于本世纪末预计淡水可用性和景观转型的关键信息。这将是开发佛罗里达州南部气候变化适应策略的关键部分，并有助于通知全面沼泽的恢复计划，该计划旨在恢复，保护和保存该地区的水资源。研究人员还注意到该方法可以应用于全球的类似沿海地区。
个人反应
您认为当地农民和佛罗里达群岛渡槽管理局工作的关键信息是什么？
南佛罗里达的农民和佛罗里达礁岛渡槽管理局对环境和淡水资源有着敏锐的洞察力和密切的联系。我们的结果表明，到本世纪末，这些利益集团所使用的表层蓄水层将减少淡水容量。最终将需要对替代水源或替代农业战略进行长期规划。