Pokazalo se da promjene u unosu slatke vode uzrokovane klimom utječu na strukturu i funkciju obalnih ekosustava. Procijenili smo promjene u utjecaju riječnog otjecanja na obalne sustave sjeverozapadne Patagonije (NWP) tijekom posljednjih desetljeća (1993. – 2021.) kombiniranom analizom dugoročnih vremenskih serija protoka, hidrološke simulacije, satelitskih podataka i podataka ponovne analize o uvjetima na površini mora (temperatura, mutnoća i slanost). Značajna smanjenja minimalnog protoka u zoni koja obuhvaća šest glavnih riječnih bazena bila su vidljiva na tjednoj, mjesečnoj i sezonskoj skali. Ove promjene bile su najizraženije u sjevernim bazenima s miješanim režimom (npr. rijeka Puelo), ali čini se da napreduju prema jugu do rijeka koje karakterizira nivalni režim. U susjednom dvoslojnom unutarnjem moru, smanjeni unos slatke vode odgovara plićem haloklinu i povećanim površinskim temperaturama diljem sjeverne Patagonije. Naši rezultati naglašavaju brzo promjenjivi utjecaj rijeka na susjedne estuarijske i obalne vode u NWP-u. Ističemo potrebu za međuekosustavnim promatranjem, predviđanjem, strategijama ublažavanja i prilagodbe u promjenjivoj klimi, zajedno s odgovarajućim adaptivnim upravljanjem slivovima sustava koji opskrbljuju obalne morske vode otjecanjem.
Rijeke su primarni izvor kontinentalnog unosa slatke vode u oceane1. U poluzatvorenim obalnim sustavima, rijeke su bitan pokretač procesa cirkulacije2 i most između kopnenih i morskih ekosustava, prenoseći hranjive tvari, organsku tvar i sedimente koji nadopunjuju one iz obalnog i otvorenog oceana3. Nedavne studije izvijestile su o promjenama u volumenu i vremenu unosa slatke vode u obalni ocean4. Analize vremenskih serija i hidroloških modela pokazuju različite prostorno-vremenske obrasce5, u rasponu, na primjer, od snažnog povećanja ispuštanja slatke vode na visokim geografskim širinama6 - zbog povećanog topljenja leda - do opadajućih trendova na srednjim geografskim širinama zbog povećane hidrološke suše7. Bez obzira na smjer i veličinu nedavno prijavljenih trendova, klimatske promjene identificirane su kao glavni pokretač promijenjenih hidroloških režima8, dok utjecaji na obalne vode i ekosustave koje podržavaju tek trebaju biti u potpunosti procijenjeni i shvaćeni9. Vremenske promjene u protoku, pod utjecajem klimatskih promjena (promjena obrazaca oborina i porasta temperatura) i antropogenih pritisaka poput hidroelektrana ili akumulacija10,11, preusmjeravanja navodnjavanja i promjena u korištenju zemljišta12, predstavljaju izazov za analizu trendova u unosu slatke vode13,14. Na primjer, nekoliko je studija pokazalo da područja s velikom raznolikošću šuma pokazuju veću otpornost ekosustava tijekom suša od onih u kojima dominiraju šumske plantaže ili poljoprivreda15,16. Na srednjim geografskim širinama, razumijevanje budućih utjecaja klimatskih promjena na obalni ocean razdvajanjem učinaka klimatskih promjena i lokalnih antropogenih poremećaja zahtijeva promatranja iz referentnih sustava s ograničenim promjenama kako bi se promjene u hidrološkom režimu mogle odvojiti od lokalnih ljudskih poremećaja.
Zapadna Patagonija (> 41°J na pacifičkoj obali Južne Amerike) pojavljuje se kao jedna od tih dobro očuvanih regija, gdje su kontinuirana istraživanja ključna za praćenje i zaštitu ovih ekosustava. U ovoj regiji, slobodno tekuće rijeke međusobno djeluju sa složenom obalnom geomorfologijom oblikujući jedan od najopsežnijih makro-estuarija na svijetu17,18. Zbog svoje udaljenosti, riječni slivovi Patagonije ostaju izuzetno netaknuti, s visokim prirodnim šumskim pokrovom19, niskom gustoćom naseljenosti i općenito bez brana, akumulacija i infrastrukture za navodnjavanje. Ranjivost ovih obalnih ekosustava na promjene u okolišu uglavnom ovisi, šire gledano, o njihovoj interakciji s izvorima slatke vode. Unosi slatke vode u obalne vode sjeverozapadne Patagonije (NWP; 41–46 ºJ), uključujući izravne oborine i riječno otjecanje, međusobno djeluju s oceanskim vodenim masama, posebno s visokoslanom subantarktičkom vodom (SAAW). To, pak, utječe na obrasce cirkulacije, obnavljanja vode i ventilacije20 stvaranjem jakih gradijenata slanosti, s visokim stupnjem sezonskih varijacija i prostorne heterogenosti u haloklini21. Interakcija između ova dva izvora vode također utječe na sastav planktonskih zajednica22, utječe na slabljenje svjetlosti23 i dovodi do razrjeđivanja koncentracija dušika i fosfora u SAAW24 i poboljšane opskrbe ortosilikatima u površinskom sloju25,26. Štoviše, unos slatke vode rezultira jakim vertikalnim gradijentom otopljenog kisika (DO) u tim estuarijskim vodama, pri čemu gornji sloj općenito pokazuje visoku koncentraciju DO (6–8 mL L−1)27.
Relativno ograničena intervencija koja karakterizira kontinentalne bazene Patagonije u suprotnosti je s intenzivnim korištenjem obale, posebno od strane industrije akvakulture, ključnog gospodarskog sektora u Čileu. Čile, koji se trenutno svrstava među vodeće svjetske proizvođače akvakulture, drugi je najveći izvoznik lososa i pastrve te najveći izvoznik dagnji28. Uzgoj lososa i dagnji, koji trenutno zauzima oko 2300 koncesijskih lokacija ukupne površine od oko 24 000 ha u regiji, stvara značajnu ekonomsku vrijednost u južnom Čileu29. Ovaj razvoj nije bez utjecaja na okoliš, posebno u slučaju uzgoja lososa, aktivnosti koja doprinosi egzogenim hranjivim tvarima tim ekosustavima30. Također se pokazalo da je vrlo osjetljiv na klimatske promjene31,32.
U posljednjim desetljećima, studije provedene u NWP-u izvijestile su o padu unosa slatke vode33 i predvidjele smanjenje protoka tijekom ljeta i jeseni34, kao i produljenje hidroloških suša35. Ove promjene u unosu slatke vode utječu na neposredne parametre okoliša i imaju kaskadne učinke na širu dinamiku ekosustava. Na primjer, ekstremni uvjeti u obalnim površinskim vodama tijekom ljetno-jesenskih suša postali su češći i, u nekim slučajevima, utjecali su na industriju akvakulture kroz hipoksiju36, povećani parazitizam i štetno cvjetanje algi32,37,38 (HAB).
U posljednjim desetljećima, studije provedene u NWP-u izvijestile su o padu unosa slatke vode33 i predvidjele smanjenje protoka tijekom ljeta i jeseni34, kao i produljenje hidroloških suša35. Ove promjene u unosu slatke vode utječu na neposredne parametre okoliša i imaju kaskadne učinke na širu dinamiku ekosustava. Na primjer, ekstremni uvjeti u obalnim površinskim vodama tijekom ljetno-jesenskih suša postali su češći i, u nekim slučajevima, utjecali su na industriju akvakulture kroz hipoksiju36, povećani parazitizam i štetno cvjetanje algi32,37,38 (HAB).
Trenutačno znanje o smanjenju unosa slatke vode u NWP-u temelji se na analizi hidroloških metrika39, koje opisuju statistička ili dinamička svojstva hidroloških nizova podataka dobivenih iz ograničenog broja dugoročnih zapisa i minimalne prostorne pokrivenosti. Što se tiče odgovarajućih hidrografskih uvjeta u estuarijskim vodama NWP-a ili susjednog obalnog oceana, ne postoje dostupni dugoročni in situ zapisi. S obzirom na ranjivost obalnih socioekonomskih aktivnosti na utjecaje klimatskih promjena, usvajanje sveobuhvatnog pristupa upravljanja i prilagodbe klimatskim promjenama na relaciji kopno-more je nužno40. Kako bismo se suočili s ovim izazovom, integrirali smo hidrološko modeliranje (1990. – 2020.) sa satelitskim i ponovno analiziranim podacima o uvjetima morske površine (1993. – 2020.). Ovaj pristup ima dva glavna cilja: (1) procijeniti povijesne trendove hidroloških metrika na regionalnoj razini i (2) ispitati implikacije tih promjena za susjedni obalni sustav, posebno u pogledu slanosti, temperature i mutnoće morske površine.
Možemo vam ponuditi različite vrste pametnih senzora za praćenje hidrologije i kvalitete vode, dobrodošli na konzultacije.
Vrijeme objave: 18. rujna 2024.