Loftslagsknúnar breytingar á ferskvatnsinnstreymi hafa reynst hafa áhrif á uppbyggingu og virkni vistkerfa stranda. Við metum breytingar á áhrifum frárennslis árinnar á strandkerfi Norðvestur-Patagóníu (NWP) undanfarna áratugi (1993–2021) með því að sameina greiningu á langtíma tímaröðum straumrennslis, vatnafræðilegri hermun, gervihnattagögnum og endurgreiningu á yfirborðsaðstæðum sjávar (hitastig, grugg og selta). Marktæk lækkun á lágmarksrennsli yfir svæði sem spannar sex helstu vatnasviði sjávar sást á vikulegum, mánaðarlegum og árstíðabundnum skala. Þessar breytingar hafa verið mest áberandi í norðlægum vatnasviðum með blönduðum svæðum (t.d. Puelo-ánni) en virðast vera að þróast suður á bóginn að ám sem einkennast af tvískiptu vatnasviði. Í aðliggjandi tveggja laga innsjó samsvarar minnkað ferskvatnsinnstreymi grynnri vatnsrennsli og hækkandi yfirborðshita í norðurhluta Patagóníu. Niðurstöður okkar undirstrika ört vaxandi áhrif áa á aðliggjandi árósa og strandsjó í NWP. Við leggjum áherslu á þörfina fyrir þverfaglegar athuganir, spár, mótvægisaðgerðir og aðlögunaraðferðir í breytilegu loftslagi, ásamt samsvarandi aðlögunarhæfri vatnasviðastjórnun kerfa sem sjá fyrir afrennsli til strandsjávar.
Ár eru aðal uppspretta ferskvatns frá meginlandi hafsins til sjávar1. Í hálflokuðum strandkerfum eru ár nauðsynlegur drifkraftur í hringrásarferlum2 og brú milli vistkerfa á landi og í sjó, þar sem þær flytja næringarefni, lífrænt efni og setlög sem bæta upp þau frá strand- og opnu hafi3. Nýlegar rannsóknir hafa greint frá breytingum á magni og tímasetningu ferskvatnsrennslis til strandhafsins4. Greiningar á tímaröðum og vatnafræðilegum líkönum sýna mismunandi rúmfræðileg og tímabundin mynstur5, allt frá mikilli aukningu á ferskvatnsrennsli á háum breiddargráðum6 - vegna aukinnar ísbráðnunar - til minnkandi þróunar á miðbreiddargráðum vegna aukins vatnafræðilegs þurrka7. Óháð stefnu og umfangi nýlegrar greiningar hafa loftslagsbreytingar verið skilgreindar sem helsti drifkraftur breyttra vatnafræðilegra fyrirbæra8, en áhrif á strandvötn og vistkerfin sem þau styðja hafa enn ekki verið að fullu metin og skilin9. Tímabundnar breytingar á rennsli lækja, undir áhrifum loftslagsbreytinga (breytingar á úrkomumynstri og hækkandi hitastigs) og þrýstings af mannavöldum, svo sem stíflur eða lón af völdum vatnsaflsvirkjana10,11, fráveitu áveitu og breytinga á landnotkun12, skapa áskorun við greiningu á þróun ferskvatnsinnstreymis13,14. Til dæmis hafa nokkrar rannsóknir sýnt að svæði með mikla fjölbreytni skóga sýna meiri seiglu vistkerfa í þurrkatíma en þau sem eru einkennandi fyrir skógrækt eða landbúnað15,16. Á miðlungs breiddargráðum krefst skilnings á framtíðaráhrifum loftslagsbreytinga á strandsjó með því að greina áhrif loftslagsbreytinga og staðbundinna truflana af mannavöldum athugana frá viðmiðunarkerfum með takmörkuðum breytingum svo að hægt sé að aðgreina breytingar á vatnafarinu frá staðbundnum truflunum af mannavöldum.
Vestur-Patagónía (> 41°S á Kyrrahafsströnd Suður-Ameríku) er eitt af þessum vel varðveittu svæðum, þar sem áframhaldandi rannsóknir eru nauðsynlegar til að fylgjast með og vernda þessi vistkerfi. Á þessu svæði hafa frjáls rennandi ár samskipti við flókna strandjarðfræðilega formgerð og móta eina víðfeðmustu stórárósa í heimi17,18. Vegna fjarlægðar sinnar eru vatnasvið Patagóníu enn merkilega óhreyfð, með mikilli innfæddri skógþekju19, lágum íbúafjölda og almennt laus við stíflur, lón og áveituinnviði. Viðkvæmni þessara strandvistkerfa fyrir umhverfisbreytingum er aðallega, í framhaldi af því, háð samspili þeirra við ferskvatnslindir. Ferskvatn sem rennur í strandsjó Norðvestur-Patagóníu (NWP; 41–46°S), þar á meðal bein úrkoma og afrennsli árinnar, hefur samskipti við hafsbotn, sérstaklega vatnið undir Suðurskautslandinu (SAAW) með háu saltinnihaldi. Þetta hefur aftur á móti áhrif á hringrásarmynstur, vatnsendurnýjun og loftræstingu20 með því að mynda sterka saltstyrkleikahalla, með miklum árstíðabundnum breytingum og rúmfræðilegri ólíkindum í haloklínunni21. Samspil þessara tveggja vatnsuppspretta hefur einnig áhrif á samsetningu svifsamfélaga22, hefur áhrif á ljósdeyfingu23 og leiðir til þynningar á köfnunarefnis- og fosfórþéttni í SAAW24 og aukinnar orthosilikatframboðs í yfirborðslaginu25,26. Ennfremur leiðir ferskvatnsinnstreymi til sterks lóðrétts halla á uppleystu súrefni (DO) í þessu árósavatni, þar sem efra lagið sýnir almennt háan DO-þéttni (6–8 ml L−1)27.
Tiltölulega takmörkuð íhlutun sem einkennir meginlandssvæði Patagóníu stangast á við mikla nýtingu strandlengjunnar, sérstaklega fiskeldisgeirans, sem er lykilhagkerfisgrein í Chile. Chile er nú á meðal stærstu fiskeldisframleiðenda heims og er næststærsti útflytjandi laxa og silungs og stærsti útflytjandi kræklinga28. Laxa- og kræklingarækt, sem nær nú yfir um 2300 sérleyfissvæði með samtals um 24.000 hektara svæði á svæðinu, skapar verulegt efnahagslegt gildi í suðurhluta Chile29. Þessi þróun er ekki án umhverfisáhrifa, sérstaklega hvað varðar laxarækt, starfsemi sem leggur af mörkum með utanaðkomandi næringarefnum til þessara vistkerfa30. Einnig hefur verið sýnt fram á að hún er mjög viðkvæm fyrir loftslagsbreytingum31,32.
Á undanförnum áratugum hafa rannsóknir sem gerðar hafa verið í náttúruverndarsvæðum greint frá fækkun ferskvatnsinnstreymis33 og spáð fækkun lækja á sumrin og haustin34, sem og framlengingu vatnsfræðilegra þurrka35. Þessar breytingar á ferskvatnsinnstreymi hafa áhrif á umhverfisþætti og hafa keðjuverkandi áhrif á víðtækari vistkerfisvirkni. Til dæmis hafa öfgakenndar aðstæður í yfirborðsvatni stranda á sumrin og haustþurrkunum orðið algengari og í sumum tilfellum haft áhrif á fiskeldisiðnaðinn með súrefnisskorti36, aukinni sníkjudýramyndun og skaðlegum þörungablóma32,37,38.
Á undanförnum áratugum hafa rannsóknir sem gerðar hafa verið í náttúruverndarsvæðum greint frá fækkun ferskvatnsinnstreymis33 og spáð fækkun lækja á sumrin og haustin34, sem og framlengingu vatnsfræðilegra þurrka35. Þessar breytingar á ferskvatnsinnstreymi hafa áhrif á umhverfisþætti og hafa keðjuverkandi áhrif á víðtækari vistkerfisvirkni. Til dæmis hafa öfgakenndar aðstæður í yfirborðsvatni stranda á sumrin og haustþurrkunum orðið algengari og í sumum tilfellum haft áhrif á fiskeldisiðnaðinn með súrefnisskorti36, aukinni sníkjudýramyndun og skaðlegum þörungablóma32,37,38.
Núverandi þekking á fækkun ferskvatnsinnstreymis í NWP byggist á greiningu á vatnafræðilegum mælikvörðum39, sem lýsa tölfræðilegum eða hreyfifræðilegum eiginleikum vatnafræðilegra gagnaraða sem eru fengnir úr takmörkuðum fjölda langtímagagna og lágmarks landfræðilegri þekju. Hvað varðar samsvarandi vatnafræðilegar aðstæður í árósavatni NWP eða aðliggjandi strandsjó, þá eru engar tiltækar langtíma staðbundnar gögn. Í ljósi þess hve viðkvæm félags- og efnahagsleg starfsemi við ströndina er fyrir áhrifum loftslagsbreytinga er nauðsynlegt að taka upp alhliða nálgun á stjórnun og aðlögun að loftslagsbreytingum sem byggir á tengingu lands og sjávar40. Til að takast á við þessa áskorun höfum við samþætt vatnafræðilega líkön (1990–2020) við gervihnattagögn og endurgreiningargögn um yfirborðsaðstæður sjávar (1993–2020). Þessi aðferð hefur tvö meginmarkmið: (1) að meta sögulega þróun í vatnafræðilegum mælikvörðum á svæðisbundnum skala og (2) að skoða áhrif þessara breytinga á aðliggjandi strandkerfi, sérstaklega hvað varðar seltu, hitastig og grugg í sjávaryfirborði.
Við getum útvegað mismunandi gerðir af snjallskynjurum til að fylgjast með vatnafræði og vatnsgæðum, velkomið að hafa samband.
Birtingartími: 18. september 2024