Показано је да промене уноса слатке воде изазване климом утичу на структуру и функцију приобалних екосистема. Проценили смо промене у утицају речног отицања на приобалне системе Северозападне Патагоније (СЗП) током последњих деценија (1993–2021) комбинованом анализом дугорочних временских серија протока, хидролошке симулације, података добијених са сателита и података реанализе о условима површине мора (температура, мутноћа и салинитет). Значајна смањења минималног протока у зони која обухвата шест главних речних сливова била су евидентна на недељном, месечном и сезонском нивоу. Ове промене су биле најизраженије у северним сливовима са мешовитим режимом (нпр. река Пуело), али изгледа да напредују ка југу ка рекама које карактерише нивални режим. У суседном двослојном унутрашњем мору, смањени унос слатке воде одговара плићем халоклину и повећаним површинским температурама широм северне Патагоније. Наши резултати истичу брзо еволуирајући утицај река на суседне естуарске и приобалне воде у СЗП. Истичемо потребу за међуекосистемским посматрањем, прогнозирањем, стратегијама ублажавања и прилагођавања у променљивој клими, заједно са одговарајућим адаптивним управљањем сливовима система који снабдевају отицањем приобалне морске воде.
Реке су примарни извор континенталног уноса слатке воде у океане1. У полузатвореним приобалним системима, реке су суштински покретач процеса циркулације2 и мост између копнених и морских екосистема, транспортујући хранљиве материје, органске материје и седименте који допуњују оне из приобалног и отвореног океана3. Недавне студије су показале промене у запремини и времену уноса слатке воде у приобални океан4. Анализе временских серија и хидролошких модела показују различите просторно-временске обрасце5, који се крећу, на пример, од снажног повећања испуштања слатке воде на високим географским ширинама6 - због повећаног топљења леда - до опадајућих трендова на средњим географским ширинама због повећане хидролошке суше7. Без обзира на смер и обим недавно пријављених трендова, климатске промене су идентификоване као главни покретач измењених хидролошких режима8, док утицаји на приобалне воде и екосистеме које оне подржавају још увек нису у потпуности процењени и схваћени9. Временске промене у протоку, под утицајем климатских промена (промена образаца падавина и пораст температуре) и антропогених притисака као што су хидроелектране или акумулације10,11, преусмеравања система за наводњавање и промене у коришћењу земљишта12, представљају изазов за анализу трендова уноса слатке воде13,14. На пример, неколико студија је показало да подручја са великом разноликошћу шума показују већу отпорност екосистема током суша него она у којима доминирају шумске плантаже или пољопривреда15,16. На средњим географским ширинама, разумевање будућих утицаја климатских промена на приобални океан путем раздвајања ефеката климатских промена и локалних антропогених поремећаја захтева посматрања из референтних система са ограниченим изменама како би се промене у хидролошком режиму могле одвојити од локалних људских поремећаја.
Западна Патагонија (> 41° ЈГШ на пацифичкој обали Јужне Америке) појављује се као један од ових добро очуваних региона, где су континуирана истраживања неопходна за праћење и заштиту ових екосистема. У овом региону, слободно текуће реке интерагују са сложеном приобалном геоморфологијом обликујући један од најопсежнијих макро-естуарија на свету17,18. Због своје удаљености, речни сливови Патагоније остају изузетно нетакнути, са високим аутохтоним шумским покривачем19, ниском густином насељености и генерално без брана, акумулација и инфраструктуре за наводњавање. Рањивост ових приобалних екосистема на промене у животној средини углавном зависи, проширујући се, од њихове интеракције са изворима слатке воде. Унос слатке воде у приобалне воде северозападне Патагоније (СЗГШ; 41–46 ºЈ), укључујући директне падавине и речни отицај, интерагује са океанским воденим масама, посебно са субантарктичком водом (СВГШ) високог салинитета. Ово, заузврат, утиче на обрасце циркулације, обнављања воде и вентилације20 кроз стварање јаких градијената салинитета, са високим степеном сезонских варијација и просторне хетерогености у халоклини21. Интеракција између ова два извора воде такође утиче на састав планктонских заједница22, утиче на слабљење светлости23 и доводи до разблаживања концентрација азота и фосфора у SAAW24 и побољшаног снабдевања ортосиликатима у површинском слоју25,26. Штавише, унос слатке воде резултира јаким вертикалним градијентом раствореног кисеоника (DO) у овим естуарним водама, при чему горњи слој генерално показује високу концентрацију DO (6–8 mL L−1)27.
Релативно ограничена интервенција која карактерише континенталне басенове Патагоније у супротности је са интензивним коришћењем обале, посебно од стране индустрије аквакултуре, кључног економског сектора у Чилеу. Тренутно рангиран међу водећим светским произвођачима аквакултуре, Чиле је други највећи извозник лососа и пастрмке и највећи извозник дагњи28. Узгој лососа и дагњи, који тренутно заузима око 2300 концесионих локација са укупном површином од око 24.000 хектара у региону, генерише значајну економску вредност у јужном Чилеу29. Овај развој није без утицаја на животну средину, посебно у случају узгоја лососа, активности која доприноси егзогеним хранљивим материјама овим екосистемима30. Такође се показало да је веома осетљив на климатске промене31,32.
У последњим деценијама, студије спроведене у NWP-у показале су пад уноса слатке воде33 и пројектовале смањење протока током лета и јесени34, као и продужење хидролошких суша35. Ове промене у уносу слатке воде утичу на непосредне параметре животне средине и имају каскадне ефекте на ширу динамику екосистема. На пример, екстремни услови у приобалним површинским водама током летње-јесење суше постали су чешћи и, у неким случајевима, утицали су на индустрију аквакултуре кроз хипоксију36, повећани паразитизам и штетно цветање алги32,37,38 (HABs).
У последњим деценијама, студије спроведене у NWP-у показале су пад уноса слатке воде33 и пројектовале смањење протока током лета и јесени34, као и продужење хидролошких суша35. Ове промене у уносу слатке воде утичу на непосредне параметре животне средине и имају каскадне ефекте на ширу динамику екосистема. На пример, екстремни услови у приобалним површинским водама током летње-јесење суше постали су чешћи и, у неким случајевима, утицали су на индустрију аквакултуре кроз хипоксију36, повећани паразитизам и штетно цветање алги32,37,38 (HABs).
Тренутна сазнања о смањењу уноса слатке воде у северозападном делу земље заснована су на анализи хидролошких метрика39, које описују статистичке или динамичке особине хидролошких серија података изведених из ограниченог броја дугорочних записа и минималног просторног покривања. Што се тиче одговарајућих хидрографских услова у естуарним водама северозападног дела земље или суседног приобалног океана, не постоје доступни дугорочни записи ин ситу. С обзиром на рањивост приобалних социо-економских активности на утицаје климатских промена, усвајање свеобухватног приступа управљању и прилагођавању климатским променама на релацији копно-море је императив40. Да бисмо се суочили са овим изазовом, интегрисали смо хидролошко моделирање (1990–2020) са подацима добијеним са сателита и подацима реанализе о стању површине мора (1993–2020). Овај приступ има два главна циља: (1) проценити историјске трендове хидролошких метрика на регионалном нивоу и (2) испитати импликације ових промена на суседни приобални систем, посебно у погледу салинитета, температуре и замућености површине мора.
Можемо да обезбедимо различите врсте паметних сензора за праћење хидрологије и квалитета воде, добродошли на консултације.
Време објаве: 18. септембар 2024.