Έχει αποδειχθεί ότι οι κλιματικές αλλαγές στις εισροές γλυκού νερού επηρεάζουν τη δομή και τη λειτουργία των παράκτιων οικοσυστημάτων. Αξιολογήσαμε τις αλλαγές στην επίδραση της απορροής των ποταμών στα παράκτια συστήματα της Βορειοδυτικής Παταγονίας (NWP) τις τελευταίες δεκαετίες (1993–2021) μέσω συνδυασμένης ανάλυσης μακροπρόθεσμων χρονοσειρών ροής, υδρολογικής προσομοίωσης, δεδομένων που προέρχονται από δορυφόρους και δεδομένων επανανάλυσης σχετικά με τις συνθήκες της επιφάνειας της θάλασσας (θερμοκρασία, θολότητα και αλατότητα). Σημαντικές μειώσεις στην ελάχιστη ροή σε μια ζώνη που εκτείνεται σε έξι μεγάλες λεκάνες απορροής ποταμών ήταν εμφανείς σε εβδομαδιαία, μηνιαία και εποχιακή κλίμακα. Αυτές οι αλλαγές ήταν πιο έντονες σε βόρειες λεκάνες μικτού καθεστώτος (π.χ., ποταμός Puelo), αλλά φαίνεται να προχωρούν νότια προς τα ποτάμια που χαρακτηρίζονται από νιβαλικό καθεστώς. Στην παρακείμενη εσωτερική θάλασσα δύο στρωμάτων, η μειωμένη εισροή γλυκού νερού αντιστοιχεί σε μια πιο ρηχή αλοκλινή γραμμή και αυξημένες επιφανειακές θερμοκρασίες σε όλη τη βόρεια Παταγονία. Τα αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν την ταχέως εξελισσόμενη επιρροή των ποταμών στα παρακείμενα εκβολικά και παράκτια ύδατα στο NWP. Επισημαίνουμε την ανάγκη για διαοικοσυστημικές στρατηγικές παρατήρησης, πρόβλεψης, μετριασμού και προσαρμογής σε ένα μεταβαλλόμενο κλίμα, μαζί με την αντίστοιχη προσαρμοστική διαχείριση λεκανών απορροής των συστημάτων που τροφοδοτούν τα παράκτια θαλάσσια ύδατα.
Τα ποτάμια αποτελούν την κύρια πηγή εισροής γλυκού νερού από την ηπειρωτική χώρα στους ωκεανούς1. Σε ημίκλειστα παράκτια συστήματα, τα ποτάμια αποτελούν ουσιαστικό μοχλό των διεργασιών κυκλοφορίας2 και τη γέφυρα μεταξύ χερσαίων και θαλάσσιων οικοσυστημάτων, μεταφέροντας θρεπτικά συστατικά, οργανική ύλη και ιζήματα που συμπληρώνουν εκείνα από τον παράκτιο και τον ανοιχτό ωκεανό3. Πρόσφατες μελέτες έχουν αναφέρει μεταβολές στον όγκο και τον χρόνο εισροής γλυκού νερού στον παράκτιο ωκεανό4. Οι αναλύσεις χρονοσειρών και υδρολογικών μοντέλων δείχνουν διαφορετικά χωροχρονικά πρότυπα5, που κυμαίνονται, για παράδειγμα, από ισχυρές αυξήσεις στις απορρίψεις γλυκού νερού σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη6 - λόγω της αυξημένης τήξης των πάγων - έως φθίνουσες τάσεις σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη λόγω της αυξημένης υδρολογικής ξηρασίας7. Ανεξάρτητα από την κατεύθυνση και το μέγεθος των πρόσφατα αναφερόμενων τάσεων, η κλιματική αλλαγή έχει αναγνωριστεί ως ένας σημαντικός μοχλός αλλαγής των υδρολογικών καθεστώτων8, ενώ οι επιπτώσεις στα παράκτια ύδατα και τα οικοσυστήματα που υποστηρίζουν δεν έχουν ακόμη αξιολογηθεί και κατανοηθεί πλήρως9. Οι χρονικές αλλαγές στη ροή των ρεμάτων, που επηρεάζονται από την κλιματική αλλαγή (μεταβαλλόμενα πρότυπα βροχοπτώσεων και αυξανόμενες θερμοκρασίες) και τις ανθρωπογενείς πιέσεις, όπως τα υδροηλεκτρικά φράγματα ή οι ταμιευτήρες10,11, οι εκτροπές άρδευσης και οι αλλαγές στη χρήση γης12, αποτελούν πρόκληση για την ανάλυση των τάσεων στις εισροές γλυκού νερού13,14. Για παράδειγμα, αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι περιοχές με υψηλή ποικιλομορφία δασών εμφανίζουν μεγαλύτερη ανθεκτικότητα του οικοσυστήματος κατά τη διάρκεια της ξηρασίας από εκείνες που κυριαρχούνται από δασικές φυτείες ή γεωργία15,16. Στα μέσα γεωγραφικά πλάτη, η κατανόηση των μελλοντικών επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στον παράκτιο ωκεανό μέσω της αποσαφήνισης των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής και των τοπικών ανθρωπογενών διαταραχών απαιτεί παρατηρήσεις από συστήματα αναφοράς με περιορισμένη αλλοίωση, ώστε οι αλλαγές στο υδρολογικό καθεστώς να μπορούν να διαχωριστούν από τις τοπικές ανθρώπινες διαταραχές.
Η Δυτική Παταγονία (> 41°Ν στις ακτές του Ειρηνικού της Νότιας Αμερικής) αναδεικνύεται ως μία από αυτές τις καλά διατηρημένες περιοχές, όπου η συνεχής έρευνα είναι απαραίτητη για την παρακολούθηση και την προστασία αυτών των οικοσυστημάτων. Σε αυτήν την περιοχή, τα ποτάμια ελεύθερης ροής αλληλεπιδρούν με σύνθετη παράκτια γεωμορφολογία, διαμορφώνοντας μία από τις πιο εκτεταμένες μακροεκβολές στον κόσμο17,18. Λόγω της απομακρυσμένης θέσης τους, οι λεκάνες απορροής ποταμών της Παταγονίας παραμένουν αξιοσημείωτα ανενόχλητες, με υψηλή φυσική δασική κάλυψη19, χαμηλή πυκνότητα ανθρώπινου πληθυσμού και γενικά απαλλαγμένες από φράγματα, δεξαμενές και υποδομές άρδευσης. Η ευπάθεια αυτών των παράκτιων οικοσυστημάτων στις περιβαλλοντικές αλλαγές εξαρτάται κυρίως, κατ' επέκταση, από την αλληλεπίδρασή τους με τις πηγές γλυκού νερού. Οι εισροές γλυκού νερού στα παράκτια ύδατα της Βορειοδυτικής Παταγονίας (NWP· 41–46 ºΝ), συμπεριλαμβανομένων των άμεσων βροχοπτώσεων και της απορροής των ποταμών, αλληλεπιδρούν με τις ωκεάνιες υδάτινες μάζες, ιδίως τα Υποανταρκτικά Ύδατα υψηλής αλατότητας (SAAW). Αυτό, με τη σειρά του, επηρεάζει τα πρότυπα κυκλοφορίας, την ανανέωση του νερού και τον αερισμό20 μέσω της δημιουργίας ισχυρών διαβαθμίσεων αλατότητας, με υψηλό βαθμό εποχιακής διακύμανσης και χωρικής ετερογένειας στην αλοκλινή21. Η αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών των δύο πηγών νερού επηρεάζει επίσης τη σύνθεση των πλαγκτονικών κοινοτήτων22, επηρεάζει την εξασθένηση του φωτός23 και οδηγεί σε αραίωση των συγκεντρώσεων Αζώτου και Φωσφόρου στο SAAW24 και σε αυξημένη παροχή ορθοπυριτικού στο επιφανειακό στρώμα25,26. Επιπλέον, η εισροή γλυκού νερού έχει ως αποτέλεσμα μια ισχυρή κατακόρυφη διαβάθμιση διαλυμένου οξυγόνου (DO) σε αυτά τα νερά των εκβολών ποταμών, με το ανώτερο στρώμα να εμφανίζει γενικά υψηλή συγκέντρωση DO (6–8 mL L−1)27.
Η σχετικά περιορισμένη παρέμβαση που χαρακτηρίζει τις ηπειρωτικές λεκάνες της Παταγονίας έρχεται σε αντίθεση με την εντατική χρήση της ακτογραμμής, ιδίως από τον κλάδο της υδατοκαλλιέργειας, έναν βασικό οικονομικό τομέα στη Χιλή. Κατατάσσεται επί του παρόντος μεταξύ των κορυφαίων παραγωγών υδατοκαλλιέργειας στον κόσμο, η Χιλή είναι ο δεύτερος μεγαλύτερος εξαγωγέας σολομού και πέστροφας και ο μεγαλύτερος εξαγωγέας μυδιών28. Η εκτροφή σολομού και μυδιών, η οποία καταλαμβάνει επί του παρόντος περίπου 2300 εκτάσεις παραχώρησης με συνολική έκταση περίπου 24.000 εκταρίων στην περιοχή, δημιουργεί σημαντική οικονομική αξία στη νότια Χιλή29. Αυτή η εξέλιξη δεν είναι χωρίς περιβαλλοντικές επιπτώσεις, ειδικά στην περίπτωση της εκτροφής σολομού, μιας δραστηριότητας που συμβάλλει με εξωγενή θρεπτικά συστατικά σε αυτά τα οικοσυστήματα30. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι είναι ιδιαίτερα ευάλωτη στις αλλαγές που σχετίζονται με το κλίμα31,32.
Τις τελευταίες δεκαετίες, μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στο NWP έχουν αναφέρει μείωση των εισροών γλυκού νερού33 και προβλέπουν μείωση της ροής των ποταμών κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και του φθινοπώρου34, καθώς και παράταση των υδρολογικών ξηρασιών35. Αυτές οι αλλαγές στις εισροές γλυκού νερού επηρεάζουν τις άμεσες περιβαλλοντικές παραμέτρους και έχουν αλυσιδωτές επιπτώσεις στη ευρύτερη δυναμική του οικοσυστήματος. Για παράδειγμα, οι ακραίες συνθήκες στα παράκτια επιφανειακά ύδατα κατά τη διάρκεια των καλοκαιρινών-φθινοπωρινών ξηρασιών έχουν γίνει πιο συχνές και, σε ορισμένες περιπτώσεις, έχουν επηρεάσει τον κλάδο της υδατοκαλλιέργειας μέσω υποξίας36, αυξημένου παρασιτισμού και επιβλαβών ανθίσεων φυκών32,37,38 (HABs).
Τις τελευταίες δεκαετίες, μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στο NWP έχουν αναφέρει μείωση των εισροών γλυκού νερού33 και προβλέπουν μείωση της ροής των ποταμών κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και του φθινοπώρου34, καθώς και παράταση των υδρολογικών ξηρασιών35. Αυτές οι αλλαγές στις εισροές γλυκού νερού επηρεάζουν τις άμεσες περιβαλλοντικές παραμέτρους και έχουν αλυσιδωτές επιπτώσεις στη ευρύτερη δυναμική του οικοσυστήματος. Για παράδειγμα, οι ακραίες συνθήκες στα παράκτια επιφανειακά ύδατα κατά τη διάρκεια των καλοκαιρινών-φθινοπωρινών ξηρασιών έχουν γίνει πιο συχνές και, σε ορισμένες περιπτώσεις, έχουν επηρεάσει τον κλάδο της υδατοκαλλιέργειας μέσω υποξίας36, αυξημένου παρασιτισμού και επιβλαβών ανθίσεων φυκών32,37,38 (HABs).
Οι τρέχουσες γνώσεις σχετικά με τη μείωση των εισροών γλυκού νερού σε όλη την περιοχή των Εθνικών Παραλιών βασίζονται στην ανάλυση υδρολογικών μετρήσεων39, οι οποίες περιγράφουν τις στατιστικές ή δυναμικές ιδιότητες των σειρών υδρολογικών δεδομένων που προέρχονται από περιορισμένο αριθμό μακροπρόθεσμων καταγραφών και ελάχιστη χωρική κάλυψη. Όσον αφορά τις αντίστοιχες υδρογραφικές συνθήκες στα ύδατα των εκβολών ποταμών της περιοχής των Εθνικών Παραλιών ή στον παρακείμενο παράκτιο ωκεανό, δεν υπάρχουν διαθέσιμα μακροπρόθεσμα επιτόπια αρχεία. Δεδομένης της ευπάθειας των παράκτιων κοινωνικοοικονομικών δραστηριοτήτων στις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, η υιοθέτηση μιας ολοκληρωμένης προσέγγισης διεπαφής ξηράς-θάλασσας για τη διαχείριση και την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή είναι επιτακτική40. Για να αντιμετωπίσουμε αυτήν την πρόκληση, έχουμε ενσωματώσει την υδρολογική μοντελοποίηση (1990–2020) με δεδομένα που προέρχονται από δορυφόρους και δεδομένα επανανάλυσης για τις συνθήκες της επιφάνειας της θάλασσας (1993–2020). Αυτή η προσέγγιση έχει δύο κύριους στόχους: (1) να αξιολογήσει τις ιστορικές τάσεις στις υδρολογικές μετρήσεις σε περιφερειακή κλίμακα και (2) να εξετάσει τις επιπτώσεις αυτών των αλλαγών για το παρακείμενο παράκτιο σύστημα, ιδίως όσον αφορά την αλατότητα, τη θερμοκρασία και τη θολερότητα της επιφάνειας της θάλασσας.
Μπορούμε να παρέχουμε διαφορετικούς τύπους έξυπνων αισθητήρων για την παρακολούθηση της υδρολογίας και της ποιότητας του νερού, καλώς ήρθατε να μας συμβουλευτείτε.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Σεπτεμβρίου 2024