马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员最近在PLOS Water杂志上发表了一项研究，该研究重点关注马萨诸塞州东部的萨德伯里 - 阿萨贝特和康科德流域，并将水文变化(包括洪水，干旱和径流)与土地利用模式的变化联系起来。

“我们都生活在一个分水岭里，”麻省大学阿默斯特分校环境保护教授、该论文的资深作者蒂莫西·兰迪尔(Timothy Randhir)说。“我们不断修改我们的景观，将曾经的森林变成道路、停车场和后院。我们正在改变景观，从曾经的水文弹性转变为将水推向下游的景观。

但很难看出土地利用变化与水文循环变化之间的复杂联系。例如，马萨诸塞州的大部分地区现在都受到春季洪水之后夏季干旱的矛盾局面的影响。当然，如果有足够的额外水淹没全州城镇的街道，那么应该有足够的地下水用于饮用、草坪浇水和维持溪流和湖泊的水位吗?

这就是像分水岭一样思考的地方。“每一滴雨落下时都有两条路径，”兰迪尔说。“它既可以从陆地流入溪流，也可以渗透土壤并慢慢滴落到地下水位。

但是，通过在大片土地上铺路，掩埋沼泽和湿地以及引导河流，我们使雨水更难渗入土壤，增加了干旱的可能性。与此同时，所有的径流都涌入溪流和河流，而溪流和河流又在下游雷鸣时成长为洪水，随着它的发展，更多的径流为食流提供食物。

为了使土地利用与水文效应之间的联系可见，并将这些影响投射到未来，Randhir和他的研究生，第一作者Ammara Talib专注于马萨诸塞州东部的萨德伯里 - 阿萨贝特和康科德流域，该地区包括农村地区和波士顿郊区。

两人将描述土地利用变化的历史数据输入到一个模型中，该模型预测了2035年，2065年和2100年的趋势。然后，该团队将土地利用模型的结果输入到称为水文模拟程序-FORTRAN的卫生模型中。

他们发现，到2100年，森林总面积将减少51%，不透水区域(道路和停车场)将增加75%。这些变化将使年流量增加3%，而径流将以每年69%的速度增长。所有这些增加的径流将意味着水中更多的表土和其他固体(增加54%)，磷和氮浓度分别增加12%和13%。

但这一切都不需要发生。

“我们可以在流域范围内规划未来，”兰迪尔说，通过城市规划，实施可持续和特定地点土地利用措施的最佳实践。这些措施可以包括创建雨水花园，在大型停车场使用透水路面，并使用植被洼地来减缓径流。

“流域是景观健康的标志，”兰迪尔说。“任何特定景观的生活质量都取决于流域的运作方式。