Įrodyta, kad klimato kaitos nulemti gėlo vandens prietakų pokyčiai veikia pakrančių ekosistemų struktūrą ir funkcijas. Per pastaruosius dešimtmečius (1993–2021 m.) įvertinome upių nuotėkio įtakos Šiaurės vakarų Patagonijos (ŠVP) pakrančių sistemoms pokyčius, atlikdami ilgalaikių srauto laiko eilučių, hidrologinio modeliavimo, palydovų surinktų ir pakartotinės analizės duomenų apie jūros paviršiaus sąlygas (temperatūrą, drumstumą ir druskingumą) analizę. Reikšmingas minimalaus srauto sumažėjimas zonoje, apimančioje šešis pagrindinius upių baseinus, buvo pastebimas savaitės, mėnesio ir sezono mastu. Šie pokyčiai buvo ryškiausi mišraus režimo šiauriniuose baseinuose (pvz., Puelo upėje), tačiau, atrodo, jie progresuoja į pietus link upių, kurioms būdingas nivalinis režimas. Gretimoje dviejų sluoksnių vidinėje jūroje sumažėjęs gėlo vandens prietakas atitinka seklesnę druskingumo šuolio liniją ir padidėjusią paviršiaus temperatūrą visoje šiaurinėje Patagonijoje. Mūsų rezultatai pabrėžia sparčiai besivystančią upių įtaką gretimiems estuarijų ir pakrančių vandenims ŠVP. Pabrėžiame skirtingų ekosistemų stebėjimo, prognozavimo, švelninimo ir prisitaikymo strategijų poreikį besikeičiančiame klimate, kartu su atitinkamu adaptyviu baseinų valdymu sistemoms, kurios tiekia nuotėkį į pakrančių jūros vandenis.
Upės yra pagrindinis žemyninio gėlo vandens patekimo į vandenynus šaltinis1. Pusiau uždarose pakrančių sistemose upės yra esminis cirkuliacijos procesų variklis2 ir tiltas tarp sausumos ir jūros ekosistemų, transportuojančios maistines medžiagas, organines medžiagas ir nuosėdas, kurios papildo tas, kurios patenka iš pakrančių ir atviro vandenyno3. Naujausi tyrimai pranešė apie gėlo vandens patekimo į pakrančių vandenyną kiekio ir laiko pokyčius4. Laiko eilučių ir hidrologinių modelių analizė rodo skirtingus erdvės ir laiko modelius5, pradedant, pavyzdžiui, nuo didelio gėlo vandens išleidimo padidėjimo aukštose platumose6 (dėl padidėjusio ledo tirpimo) iki mažėjančių tendencijų vidutinėse platumose dėl padidėjusios hidrologinės sausros7. Nepaisant neseniai praneštų tendencijų krypties ir masto, klimato kaita buvo nustatyta kaip pagrindinė pasikeitusių hidrologinių režimų varomoji jėga8, o poveikis pakrančių vandenims ir jų palaikomoms ekosistemoms dar nėra iki galo įvertintas ir suprastas9. Laikini upės tėkmės pokyčiai, kuriems įtakos turi klimato kaita (besikeičiantys kritulių modeliai ir kylanti temperatūra) ir antropogeninė įtampa, pvz., hidroelektrinių užtvankos ar rezervuarai10,11, drėkinimo nukreipimas ir žemės naudojimo pokyčiai12, kelia iššūkį analizuojant gėlo vandens patekimo tendencijas13,14. Pavyzdžiui, keli tyrimai parodė, kad vietovės, kuriose yra didelė miškų įvairovė, pasižymi didesniu ekosistemų atsparumu sausrų metu nei tos, kuriose vyrauja miško plantacijos ar žemės ūkis15,16. Vidutinėse platumose norint suprasti būsimą klimato kaitos poveikį pakrančių vandenynui, išskiriant klimato kaitos ir vietinių antropogeninių trikdžių poveikį, reikia stebėti etalonines sistemas su ribotais pakeitimais, kad hidrologinio režimo pokyčius būtų galima atskirti nuo vietinių žmonių trikdžių.
Vakarų Patagonija (> 41° pietų platumos Pietų Amerikos Ramiojo vandenyno pakrantėje) yra vienas iš šių gerai išsilaikiusių regionų, kuriame nuolatiniai tyrimai yra būtini norint stebėti ir apsaugoti šias ekosistemas. Šiame regione laisvai tekančios upės sąveikauja su sudėtinga pakrančių geomorfologija ir sudaro vieną iš plačiausių makro estuarijų pasaulyje17,18. Dėl savo atokumo Patagonijos upių baseinai išlieka nepaprastai nepakitę, juose gausu vietinių miškų19, mažas žmonių tankumas ir apskritai nėra užtvankų, rezervuarų ir drėkinimo infrastruktūros. Šių pakrančių ekosistemų pažeidžiamumas aplinkos pokyčiams daugiausia priklauso nuo jų sąveikos su gėlo vandens šaltiniais. Gėlo vandens patekimas į Šiaurės vakarų Patagonijos (ŠVP; 41–46 º pietų platumos) pakrančių vandenis, įskaitant tiesioginius kritulius ir upių nuotėkį, sąveikauja su vandenyno vandens masėmis, ypač su didelio druskingumo subantarktiniu vandeniu (SAAW). Tai, savo ruožtu, daro įtaką cirkuliacijos, vandens atsinaujinimo ir ventiliacijos modeliams20, susidarant stipriems druskingumo gradientams, pasižymintiems didele sezonine kaita ir erdviniu haloklinos heterogeniškumu21. Šių dviejų vandens šaltinių sąveika taip pat turi įtakos planktoninių bendrijų sudėčiai22, veikia šviesos slopinimą23 ir lemia azoto bei fosforo koncentracijų praskiedimą giluminiame atmosferos vandenyje24 bei padidėjusį ortosilikatų tiekimą paviršiniame sluoksnyje25,26. Be to, gėlo vandens patekimas lemia stiprų vertikalų ištirpusio deguonies (DO) gradientą šiuose estuarijų vandenyse, o viršutiniame sluoksnyje paprastai būna didelė DO koncentracija (6–8 ml L−1)27.
Santykinai ribota intervencija, būdinga Patagonijos žemyniniams baseinams, kontrastuoja su intensyviu pakrantės naudojimu, ypač akvakultūros pramonės, kuri yra pagrindinis Čilės ekonomikos sektorius. Šiuo metu Čilė, viena iš didžiausių akvakultūros gamintojų pasaulyje, yra antra pagal dydį lašišų ir upėtakių eksportuotoja ir didžiausia midijų eksportuotoja28. Lašišų ir midijų auginimas, šiuo metu užimantis apie 2300 koncesijos vietų, kurių bendras plotas regione yra apie 24 000 ha, sukuria didelę ekonominę vertę pietų Čilėje29. Ši plėtra turi įtakos aplinkai, ypač lašišų auginimo atveju – veikla, kuri į šias ekosistemas tiekia egzogenines maistines medžiagas30. Taip pat įrodyta, kad ji yra labai pažeidžiama klimato kaitos31,32.
Pastaraisiais dešimtmečiais NWP atlikti tyrimai parodė gėlo vandens prietakų sumažėjimą33 ir prognozavo srauto sumažėjimą vasarą ir rudenį34, taip pat hidrologinių sausrų užsitęsimą35. Šie gėlo vandens prietakų pokyčiai daro įtaką tiesioginiams aplinkos parametrams ir turi kaskadinį poveikį platesnei ekosistemų dinamikai. Pavyzdžiui, ekstremalios sąlygos pakrančių paviršiniuose vandenyse vasaros-rudens sausrų metu tapo dažnesnės ir kai kuriais atvejais paveikė akvakultūros pramonę dėl hipoksijos36, padidėjusio parazitizmo ir žalingo dumblių žydėjimo32,37,38.
Pastaraisiais dešimtmečiais NWP atlikti tyrimai parodė gėlo vandens prietakų sumažėjimą33 ir prognozavo srauto sumažėjimą vasarą ir rudenį34, taip pat hidrologinių sausrų užsitęsimą35. Šie gėlo vandens prietakų pokyčiai daro įtaką tiesioginiams aplinkos parametrams ir turi kaskadinį poveikį platesnei ekosistemų dinamikai. Pavyzdžiui, ekstremalios sąlygos pakrančių paviršiniuose vandenyse vasaros-rudens sausrų metu tapo dažnesnės ir kai kuriais atvejais paveikė akvakultūros pramonę dėl hipoksijos36, padidėjusio parazitizmo ir žalingo dumblių žydėjimo32,37,38.
Dabartinės žinios apie gėlo vandens kiekio mažėjimą Šiaurės Vakarų pakrantėje (ŠVP) pagrįstos hidrologinių rodiklių analize39, kuri apibūdina statistines arba dinamines hidrologinių duomenų serijų, gautų iš riboto skaičiaus ilgalaikių įrašų ir minimalios erdvinės aprėpties, savybes. Kalbant apie atitinkamas hidrografines sąlygas ŠVP estuarijų vandenyse arba gretimoje pakrantės vandenyno dalyje, nėra prieinamų ilgalaikių in-situ įrašų. Atsižvelgiant į pakrančių socialinės ir ekonominės veiklos pažeidžiamumą klimato kaitos poveikiui, būtina taikyti visapusišką sausumos ir jūros sąsajos metodą klimato kaitos valdymui ir prisitaikymui prie jos40. Siekdami išspręsti šį iššūkį, integravome hidrologinį modeliavimą (1990–2020 m.) su palydoviniais ir pakartotinės analizės duomenimis apie jūros paviršiaus sąlygas (1993–2020 m.). Šis metodas turi du pagrindinius tikslus: (1) įvertinti istorines hidrologinių rodiklių tendencijas regioniniu mastu ir (2) ištirti šių pokyčių poveikį gretimai pakrantės sistemai, ypač jūros paviršiaus druskingumui, temperatūrai ir drumstumui.
Galime pasiūlyti įvairių tipų išmaniuosius jutiklius hidrologijai ir vandens kokybei stebėti, kviečiame pasikonsultuoti.
Įrašo laikas: 2024 m. rugsėjo 18 d.