S-a demonstrat că schimbările climatice în aporturile de apă dulce afectează structura și funcția ecosistemelor costiere. Am evaluat schimbările în influența scurgerilor fluviale asupra sistemelor costiere din Patagonia de Nord-Vest (NWP) în ultimele decenii (1993–2021) prin analiza combinată a seriilor temporale pe termen lung ale debitului fluvial, simularea hidrologică, datele derivate din satelit și reanaliza datelor privind condițiile suprafeței mării (temperatură, turbiditate și salinitate). Scăderi semnificative ale debitului minim într-o zonă care se întinde pe șase bazine hidrografice majore au fost evidente la scară săptămânală, lunară și sezonieră. Aceste schimbări au fost cele mai pronunțate în bazinele nordice cu regim mixt (de exemplu, râul Puelo), dar par să progreseze spre sud, către râurile caracterizate de un regim nival. În marea interioară adiacentă cu două straturi, aportul redus de apă dulce corespunde cu o haloclină mai puțin adâncă și temperaturi de suprafață crescute în nordul Patagoniei. Rezultatele noastre subliniază influența în rapidă evoluție a râurilor asupra apelor estuariene și costiere adiacente din NWP. Subliniem necesitatea unor strategii de observare, prognoză, atenuare și adaptare la nivel de ecosistem într-un climat în schimbare, împreună cu o gestionare adaptivă corespunzătoare a bazinelor sistemelor care furnizează scurgeri către apele marine costiere.
Râurile sunt principala sursă de aport de apă dulce continentală în oceane1. În sistemele costiere semi-închise, râurile sunt un factor esențial al proceselor de circulație2 și o punte între ecosistemele terestre și marine, transportând nutrienți, materie organică și sedimente care le completează pe cele din oceanul de coastă și cel deschis3. Studii recente au raportat modificări ale volumului și momentului aporturilor de apă dulce în oceanul de coastă4. Analizele seriilor temporale și ale modelelor hidrologice arată diferite modele spatio-temporale5, variind, de exemplu, de la creșteri puternice ale debitelor de apă dulce la latitudini mari6 - din cauza topirii crescute a gheții - până la tendințe de scădere la latitudini medii din cauza secetei hidrologice sporite7. Indiferent de direcția și magnitudinea tendințelor raportate recent, schimbările climatice au fost identificate ca un factor major al modificării regimurilor hidrologice8, în timp ce impactul asupra apelor costiere și a ecosistemelor pe care le susțin nu a fost încă pe deplin evaluat și înțeles9. Schimbările temporale ale debitului râurilor, influențate de schimbările climatice (modificarea modelelor de precipitații și creșterea temperaturilor) și de presiunile antropice, cum ar fi barajele sau rezervoarele hidroelectrice10,11, devierea sistemelor de irigații și schimbările în utilizarea terenurilor12, reprezintă o provocare pentru analiza tendințelor în aporturile de apă dulce13,14. De exemplu, mai multe studii au arătat că zonele cu o diversitate ridicată de păduri prezintă o rezistență mai mare a ecosistemului în timpul secetei decât cele dominate de plantații forestiere sau agricultură15,16. La latitudinile medii, înțelegerea impactului viitor al schimbărilor climatice asupra oceanului costier prin separarea efectelor schimbărilor climatice de perturbările antropice locale necesită observații din sisteme de referință cu modificări limitate, astfel încât schimbările regimului hidrologic să poată fi separate de perturbările umane locale.
Patagonia de Vest (> 41°S pe coasta Pacificului din America de Sud) apare ca una dintre aceste regiuni bine conservate, unde cercetarea continuă este esențială pentru monitorizarea și protejarea acestor ecosisteme. În această regiune, râurile cu curgere liberă interacționează cu geomorfologia costieră complexă pentru a modela unul dintre cele mai extinse macro-estuare din lume17,18. Datorită îndepărtării lor, bazinele hidrografice ale Patagoniei rămân remarcabil de neperturbate, cu o acoperire forestieră nativă ridicată19, o densitate scăzută a populației umane și, în general, lipsite de baraje, rezervoare și infrastructură de irigații. Vulnerabilitatea acestor ecosisteme costiere la schimbările de mediu depinde în principal, prin extensie, de interacțiunea lor cu sursele de apă dulce. Inputurile de apă dulce în apele costiere din Patagonia de Nord-Vest (NWP; 41–46 ºS), inclusiv precipitațiile directe și scurgerea râurilor, interacționează cu masele de apă oceanică, în special cu apa subantarctică (SAAW), cu o salinitate ridicată. Aceasta, la rândul său, influențează modelele de circulație, reînnoirea apei și ventilația20 prin generarea unor gradienți puternici de salinitate, cu un grad ridicat de variație sezonieră și eterogenitate spațială în haloclină21. Interacțiunea dintre aceste două surse de apă influențează, de asemenea, compoziția comunităților planctonice22, afectează atenuarea luminii23 și duce la o diluare a concentrațiilor de azot și fosfor în SAAW24 și la o creștere a aportului de ortosilicat în stratul superficial25,26. Mai mult, aportul de apă dulce are ca rezultat un gradient vertical puternic de oxigen dizolvat (OD) în aceste ape estuariene, stratul superior prezentând în general o concentrație ridicată de OD (6-8 mL L−1)27.
Intervenția relativ limitată care caracterizează bazinele continentale ale Patagoniei contrastează cu utilizarea intensivă a zonei de coastă, în special de către industria acvaculturii, un sector economic cheie în Chile. Clasată în prezent printre cei mai mari producători de acvacultură din lume, Chile este al doilea cel mai mare exportator de somon și păstrăv și cel mai mare exportator de midii28. Creșterea somonului și a midiilor, care ocupă în prezent aproximativ 2300 de concesiuni cu o suprafață totală de aproximativ 24.000 ha în regiune, generează o valoare economică semnificativă în sudul Chile29. Această dezvoltare nu este lipsită de impact asupra mediului, în special în cazul creșterii somonului, o activitate care contribuie cu nutrienți exogeni la aceste ecosisteme30. De asemenea, s-a demonstrat că aceasta este extrem de vulnerabilă la schimbările climatice31,32.
În ultimele decenii, studiile efectuate în domeniul prelucrărilor naturale din natură (NWP) au raportat o scădere a aporturilor de apă dulce33 și au proiectat o scădere a debitului în timpul verii și toamnei34, precum și prelungirea secetelor hidrologice35. Aceste modificări ale aporturilor de apă dulce influențează parametrii de mediu imediați și au efecte în cascadă asupra dinamicii ecosistemului în general. De exemplu, condițiile extreme din apele de suprafață de coastă în timpul secetelor de vară-toamnă au devenit mai frecvente și, în unele cazuri, au afectat industria acvaculturii prin hipoxie36, creșterea parazitismului și înflorirea algelor dăunătoare32,37,38 (HAB).
În ultimele decenii, studiile efectuate în domeniul prelucrărilor naturale din natură (NWP) au raportat o scădere a aporturilor de apă dulce33 și au proiectat o scădere a debitului în timpul verii și toamnei34, precum și prelungirea secetelor hidrologice35. Aceste modificări ale aporturilor de apă dulce influențează parametrii de mediu imediați și au efecte în cascadă asupra dinamicii ecosistemului în general. De exemplu, condițiile extreme din apele de suprafață de coastă în timpul secetelor de vară-toamnă au devenit mai frecvente și, în unele cazuri, au afectat industria acvaculturii prin hipoxie36, creșterea parazitismului și înflorirea algelor dăunătoare32,37,38 (HAB).
Cunoștințele actuale privind declinul aporturilor de apă dulce în cadrul NWP se bazează pe analiza indicatorilor hidrologici39, care descriu proprietățile statistice sau dinamice ale seriilor de date hidrologice derivate dintr-un număr limitat de înregistrări pe termen lung și o acoperire spațială minimă. În ceea ce privește condițiile hidrografice corespunzătoare din apele estuariene ale NWP sau din oceanul costier adiacent, nu există înregistrări in situ pe termen lung disponibile. Având în vedere vulnerabilitatea activităților socio-economice costiere la impactul schimbărilor climatice, adoptarea unei abordări cuprinzătoare a interfeței uscat-mare pentru management și adaptare la schimbările climatice este imperativă40. Pentru a aborda această provocare, am integrat modelarea hidrologică (1990–2020) cu date derivate din satelit și reanaliză privind condițiile suprafeței mării (1993–2020). Această abordare are două obiective principale: (1) evaluarea tendințelor istorice ale indicatorilor hidrologici la scară regională și (2) examinarea implicațiilor acestor schimbări pentru sistemul costier adiacent, în special în ceea ce privește salinitatea, temperatura și turbiditatea suprafeței mării.
Putem oferi diferite tipuri de senzori inteligenți pentru monitorizarea hidrologiei și a calității apei, vă invităm să ne consultați.
Data publicării: 18 septembrie 2024