Forskare från Oregon State University säger att ekologiska data som samlats in under ett nyligen genomfört lågflödesexperiment i Grand Canyon är ett viktigt steg mot att förstå Coloradoflodens ekosystem när mängden vatten i floden fortsätter att minska.

Dave Lytle, professor i integrativ biologi, och Ph.D. studenterna Angelika Kurthen och Jared Freedman samarbetade med forskare från United States Geological Survey under mars 2021-projektet för att undersöka mängden och mångfalden av ryggradslösa djur i floden. Övervakning av vattenlevande ryggradslösa djur är ett viktigt verktyg för att hålla reda på strömmens hälsa.

"Coloradofloden och dess dammar är viktiga för städer i sydväst, och som ett resultat av den förvaltningen upplever floden några ganska ovanliga flöden, " sa Lytle. "Under dagen i Grand Canyon, flodnivåer kan stiga flera fot, då kan de falla ner flera fot, stranda din båt om du inte är försiktig. Det beror på att det finns hög efterfrågan på el under dagen och lägre efterfrågan på natten."

Det höga flödet under tider med stort behov av kraft kallas hydropeaking.

"Hydropeaking kan orsaka problem för ekosystem nedströms, och med våra samarbetspartners experimenterar vi med sätt att ändra flodflöden för att göra dem mer kompatibla med produktiva ekosystem, " sa Lytle. "Invertebrater är mat för fiskar, fåglar och fladdermöss, och vi vill förbättra den matbasen genom att testa olika flödesregimer som passar ihop med managementidéer."

Under lågflödeshändelsen, utsläpp från Lake Powell genom Glen Canyon Dam var begränsade så att Colorado sprang vid 4, 000 kubikfot per sekund jämfört med dess vanliga flöde på 8, 000 till 15, 000 CFS. Lytles team tog prover för att mäta mängden ryggradslösa djur som strandats av de låga flödena och miljö-DNA-prover för att analysera mångfalden av ryggradslösa djur i vattnet.

"Under vårens låga flöde, grusstänger och delar av kanaler som varit under vatten exponerades för första gången på decennier, " sa Lytle. "Vi såg riktigt stora områden med vegetation och invasiva arter som Nya Zeelands lersniglar och quagga musslor, som finns där i stort antal på bekostnad av inhemska ryggradslösa djur som svarta flugor, majflugor och myggor som är bättre födokällor för inhemska fiskar."

Coloradofloden följer en 1, 450 mils rutt i allmänhet sydväst från norra centrala Colorado till strax öster om Las Vegas. Därifrån svänger den söderut för att bilda Arizonas västra gräns mot Nevada och Kalifornien, och sedan gränsen mellan mexikanska delstaterna Sonora och Baja California innan de töms ut i Kaliforniens golf.

Mellan USA och Mexiko, 40 miljoner människor är beroende av vatten från Colorado. Den snösmältningsmatade floden har sett sina flöden minska med 20 % under de senaste 100 åren eftersom avrinningseffektiviteten – andelen nederbörd som hamnar i floden – har minskat i takt med att somrarna har blivit varmare och torrare, koka jorden.

Det här året, till exempel, snowpack är 80% av genomsnittet men skickar bara 30% av den genomsnittliga mängden vatten till Colorado. Lake Mead, reservoaren bakom Hoover Dam, är på det lägsta någonsin, och mellan dem Lake Mead och Lake Powell, bakom Glen Canyon Dam, beräknas vara bara 29 % fulla inom två år.

Färdigställd 1966, Glen Canyon Dam är 710 fot hög och 1, 560 fot lång och uppkallad efter serien av djupa sandstensklyftor som översvämmats av Lake Powell. Sjön har fått sitt namn från John Wesley Powell, ledaren för den första båtexpeditionen som korsade Grand Canyon.

"Typiskt sett kommer Coloradofloden ut ur Lake Powell snabbt och kallt, som är en fientlig miljö för ökenanpassade organismer, sa Lytle.

För det senaste experimentet, lågt flöde upprätthölls från 15 mars till 20 mars, och omedelbart efter det kom ett stort vattenutsläpp, känd som en högpulsflödeshändelse, avsedda att rensa ut områden och eventuellt skapa nya livsmiljöer för inhemska fiskar och deras födokällor.

"Under den första delen av det låga flödet, vi var längst upp i kanjonen, och så fort vi var klara med provtagningen, vi packade ihop lastbilen och sprang över öknen 200 mil bort till Diamond Creek, där du kan komma åt Grand Canyon från en väg, precis i tid för att fånga lågflödeshändelsen som rör sig ner en lång, slingrande kanjon, " sa Lytle. "Och ett USGS-team tog prover med båt genom hela kanjonen, komplement till vad vår grupp gjorde. Det var en riktig laginsats, med människor som mäter strandvegetation, ta driftprover av ryggradslösa djur i vatten, kontrollera andningen hos vattenväxter, och noterar också effekten på fisk och fiske."

När klimatet fortsätter att värmas och mängden vatten tillgängligt för människor fortsätter att sjunka, låga flöden som det under årets experiment kan bli det nya normala, han lade till.

"Det innebär utmaningar men också möjligheter för forskning, " sa Lytle. "Innan det fanns några dammar vid floden, lågflödeshändelser var en del av den normala årliga flödescykeln. Under våren, floden skulle kunna svämma över ganska spektakulärt om några år, och på sensommaren eller tidig höst till vintern, flöden kan komma till 4, 000 CFS eller till och med lägre än så."

Lytle säger att den sortens variation motsvarar "träning" för floden, som behöver det för hälsan precis som en person behöver både aktivitet och vila.

"En fråga vi ställer är om det kan finnas ekologiska fördelar, åtminstone vid vissa viktiga tider på året, till låga flöden, " sa han. "Låga flöden gör att vattentemperaturen ökar och låter mer ljus nå den bentiska zonen, där produktiviteten hos alger och ryggradslösa djur förekommer. Det kan också gynna större produktion av dessa viktiga inhemska svarta flugor, majflugor och myggor."