Ir pierādīts, ka klimata izraisītas saldūdens pieplūdes izmaiņas ietekmē piekrastes ekosistēmu struktūru un funkcijas. Mēs novērtējām upju noteces ietekmes izmaiņas uz Ziemeļrietumu Patagonijas (ZRPA) piekrastes sistēmām pēdējo desmitgažu laikā (1993.–2021. g.), apvienojot ilgtermiņa plūsmas laika rindu analīzi, hidroloģisko simulāciju, no satelītiem iegūtus un atkārtotas analīzes datus par jūras virsmas apstākļiem (temperatūru, duļķainību un sāļumu). Ievērojama minimālās plūsmas samazināšanās zonā, kas aptver sešus galvenos upju baseinus, bija redzama nedēļas, mēneša un sezonālā mērogā. Šīs izmaiņas ir visizteiktākās jaukta režīma ziemeļu baseinos (piemēram, Puelo upē), bet, šķiet, virzās uz dienvidiem līdz upēm, kurām raksturīgs nivāls režīms. Blakus esošajā divslāņu iekšējā jūrā samazināta saldūdens pieplūde atbilst seklākam haloklīnam un paaugstinātai virsmas temperatūrai visā Ziemeļu Patagonijā. Mūsu rezultāti uzsver strauji mainīgo upju ietekmi uz blakus esošajiem estuāriem un piekrastes ūdeņiem ZRPA. Mēs uzsveram nepieciešamību pēc starpekosistēmu novērošanas, prognozēšanas, mazināšanas un adaptācijas stratēģijām mainīgā klimatā, kā arī atbilstošas adaptīvas baseinu pārvaldības sistēmām, kas piegādā noteci piekrastes jūras ūdeņiem.
Upes ir galvenais kontinentālā saldūdens pieplūdes avots okeāniem1. Daļēji slēgtās piekrastes sistēmās upes ir būtisks cirkulācijas procesu virzītājspēks2 un tilts starp sauszemes un jūras ekosistēmām, transportējot barības vielas, organiskās vielas un nogulumus, kas papildina tos, kas nāk no piekrastes un atklātā okeāna3. Jaunākie pētījumi liecina par izmaiņām saldūdens pieplūdes apjomā un laikā piekrastes okeānā4. Laika rindu un hidroloģisko modeļu analīzes rāda dažādus telpiski-laicīgus modeļus5, sākot, piemēram, no spēcīga saldūdens izplūdes pieauguma augstos platuma grādos6 — pastiprinātas ledus kušanas dēļ — līdz lejupejošām tendencēm vidējos platuma grādos pastiprināta hidroloģiskā sausuma dēļ7. Neatkarīgi no nesen ziņoto tendenču virziena un apjoma, klimata pārmaiņas ir atzītas par galveno hidroloģisko režīmu izmaiņu virzītājspēku8, savukārt ietekme uz piekrastes ūdeņiem un to atbalstītajām ekosistēmām vēl nav pilnībā novērtēta un izprasta9. Klimata pārmaiņu (mainīgu nokrišņu modeļa un temperatūras paaugstināšanās) un antropogēno spiedienu, piemēram, hidroelektrostaciju dambju vai rezervuāru10,11, apūdeņošanas novirzīšanas un zemes izmantošanas izmaiņu12, ietekmētās straumes plūsmas laika izmaiņas rada izaicinājumu analizēt saldūdens pieplūdes tendences13,14. Piemēram, vairāki pētījumi ir parādījuši, ka apgabalos ar lielu mežu daudzveidību sausuma laikā ir lielāka ekosistēmas noturība nekā apgabalos, kuros dominē meža plantācijas vai lauksaimniecība15,16. Vidējos platuma grādos, lai izprastu turpmāko klimata pārmaiņu ietekmi uz piekrastes okeānu, atdalot klimata pārmaiņu un vietējo antropogēno traucējumu sekas, ir nepieciešami novērojumi no atsauces sistēmām ar ierobežotām izmaiņām, lai hidroloģiskā režīma izmaiņas varētu atdalīt no vietējiem cilvēku radītiem traucējumiem.
Rietumu Patagonija (> 41°D Dienvidamerikas Klusā okeāna piekrastē) ir viens no šiem labi saglabātajiem reģioniem, kur ir nepieciešami pastāvīgi pētījumi, lai uzraudzītu un aizsargātu šīs ekosistēmas. Šajā reģionā brīvi plūstošas upes mijiedarbojas ar sarežģīto piekrastes ģeomorfoloģiju, veidojot vienu no plašākajiem makroestuāriem pasaulē17,18. To attālā atrašanās vietas dēļ Patagonijas upju baseini joprojām ir ievērojami neskarti, ar lielu vietējo mežu segumu19, zemu iedzīvotāju blīvumu un kopumā brīviem no dambjiem, rezervuāriem un apūdeņošanas infrastruktūras. Šo piekrastes ekosistēmu neaizsargātība pret vides izmaiņām galvenokārt ir atkarīga no to mijiedarbības ar saldūdens avotiem. Saldūdens ieplūde Ziemeļrietumu Patagonijas (ZR; 41–46°D) piekrastes ūdeņos, tostarp tiešie nokrišņi un upju notece, mijiedarbojas ar okeāna ūdens masām, īpaši ar augstu sāļuma subantarktisko ūdeni (SAAW). Tas savukārt ietekmē cirkulācijas, ūdens atjaunošanās un ventilācijas modeļus20, radot spēcīgus sāļuma gradientus ar augstu sezonālo variāciju un telpisko heterogenitāti haloklīnā21. Mijiedarbība starp šiem diviem ūdens avotiem ietekmē arī planktona kopienu sastāvu22, gaismas vājināšanos23 un noved pie slāpekļa un fosfora koncentrācijas atšķaidīšanās SAAW24 un uzlabotas ortosilikātu piegādes virsmas slānī25,26. Turklāt saldūdens pieplūde rada spēcīgu izšķīdušā skābekļa (DO) vertikālo gradientu šajos estuāra ūdeņos, un augšējā slānī parasti ir augsta DO koncentrācija (6–8 ml L−1)27.
Patagonijas kontinentālajiem baseiniem raksturīgā relatīvi ierobežotā iejaukšanās kontrastē ar intensīvo piekrastes izmantošanu, īpaši akvakultūras nozarē, kas ir galvenā Čīles ekonomikas nozare. Čīle, kas pašlaik ir viena no pasaules vadošajām akvakultūras ražotājām, ir otrā lielākā lašu un foreļu eksportētāja un lielākā mīdiju eksportētāja28. Lašu un mīdiju audzēšana, kas pašlaik aizņem aptuveni 2300 koncesijas vietas ar kopējo platību aptuveni 24 000 ha reģionā, rada ievērojamu ekonomisko vērtību Čīles dienvidos29. Šī attīstība nav bez ietekmes uz vidi, jo īpaši lašu audzēšanas gadījumā, kas ir darbība, kas veicina eksogēno barības vielu piegādi šīm ekosistēmām30. Ir arī pierādīts, ka tā ir ļoti neaizsargāta pret klimata pārmaiņām31,32.
Pēdējās desmitgadēs NWP veiktie pētījumi ir ziņojuši par saldūdens pieplūduma samazināšanos33 un prognozējuši plūsmas samazināšanos vasarā un rudenī34, kā arī hidroloģisko sausuma periodu pagarināšanos35. Šīs saldūdens pieplūduma izmaiņas ietekmē tūlītējus vides parametrus un rada kaskādes efektu uz plašāku ekosistēmas dinamiku. Piemēram, ekstremāli apstākļi piekrastes virszemes ūdeņos vasaras-rudens sausuma laikā ir kļuvuši biežāki un dažos gadījumos ir ietekmējuši akvakultūras nozari, izraisot hipoksiju36, pastiprinātu parazītismu un kaitīgu aļģu ziedēšanu32,37,38 (HAB).
Pēdējās desmitgadēs NWP veiktie pētījumi ir ziņojuši par saldūdens pieplūduma samazināšanos33 un prognozējuši plūsmas samazināšanos vasarā un rudenī34, kā arī hidroloģisko sausuma periodu pagarināšanos35. Šīs saldūdens pieplūduma izmaiņas ietekmē tūlītējus vides parametrus un rada kaskādes efektu uz plašāku ekosistēmas dinamiku. Piemēram, ekstremāli apstākļi piekrastes virszemes ūdeņos vasaras-rudens sausuma laikā ir kļuvuši biežāki un dažos gadījumos ir ietekmējuši akvakultūras nozari, izraisot hipoksiju36, pastiprinātu parazītismu un kaitīgu aļģu ziedēšanu32,37,38 (HAB).
Pašreizējās zināšanas par saldūdens pieplūduma samazināšanos NWP balstās uz hidroloģisko rādītāju analīzi39, kas apraksta hidroloģisko datu rindu statistiskās vai dinamiskās īpašības, kas iegūtas no ierobežota skaita ilgtermiņa ierakstu un minimāla telpiskā pārklājuma. Attiecībā uz atbilstošajiem hidrogrāfiskajiem apstākļiem NWP estuāra ūdeņos vai blakus esošajā piekrastes okeānā nav pieejami ilgtermiņa in-situ ieraksti. Ņemot vērā piekrastes sociālekonomisko darbību neaizsargātību pret klimata pārmaiņu ietekmi, ir obligāti jāpieņem visaptveroša sauszemes un jūras saskarnes pieeja klimata pārmaiņu pārvaldībai un pielāgošanās tām40. Lai risinātu šo problēmu, esam integrējuši hidroloģisko modelēšanu (1990.–2020. g.) ar satelītu iegūtiem un atkārtotas analīzes datiem par jūras virsmas apstākļiem (1993.–2020. g.). Šai pieejai ir divi galvenie mērķi: (1) novērtēt vēsturiskās hidroloģisko rādītāju tendences reģionālā mērogā un (2) izpētīt šo izmaiņu ietekmi uz blakus esošo piekrastes sistēmu, jo īpaši attiecībā uz jūras virsmas sāļumu, temperatūru un duļķainību.
Mēs varam nodrošināt dažāda veida viedos sensorus hidroloģijas un ūdens kvalitātes uzraudzībai, laipni lūdzam konsultēties.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 18. septembris