Kliimamuutustest tingitud muutused magevee sissevoolus on näidanud mõju rannikuökosüsteemide struktuurile ja funktsioonile. Hindasime jõgede äravoolu mõju muutusi Loode-Patagoonia (NWP) rannikualade süsteemidele viimastel aastakümnetel (1993–2021), analüüsides kombineeritud meetodeid pikaajaliste vooluhulga aegridade, hüdroloogilise simulatsiooni, satelliidipõhiste ja merepinna tingimuste (temperatuur, hägusus ja soolsus) kordusanalüüsi andmete analüüsimiseks. Kuue peamise jõe vesikonda hõlmavas tsoonis täheldati minimaalse vooluhulga märkimisväärset vähenemist nii nädala-, kuu- kui ka hooajalisel skaalal. Need muutused on olnud kõige ilmekamad segarežiimiga põhjapoolsetes vesikondades (nt Puelo jõgi), kuid näivad liikuvat lõuna poole jõgede suunas, mida iseloomustab nivalne režiim. Kõrvalasuvas kahekihilises sisemeres vastab magevee sissevoolu vähenemine madalamale halokliinile ja pinnatemperatuuri tõusule kogu Põhja-Patagoonias. Meie tulemused rõhutavad jõgede kiiresti arenevat mõju külgnevatele suudmealadele ja rannikuvetele NWP-s. Me rõhutame vajadust ökosüsteemideüleste vaatluste, prognoosimise, leevendus- ja kohanemisstrateegiate järele muutuvas kliimas koos vastava adaptiivse vesikonna haldamisega süsteemides, mis varustavad rannikumerd äravooluga.
Jõed on ookeanidesse jõudva mandriosa magevee peamine allikas1. Poolsuletud rannikualade süsteemides on jõed ringlusprotsesside oluline liikumapanev jõud2 ning sild maismaa- ja mereökosüsteemide vahel, transportides toitaineid, orgaanilist ainet ja setteid, mis täiendavad ranniku- ja avamerelt pärit vett3. Hiljutised uuringud on teatanud rannikumerre jõudva magevee mahu ja ajastuse muutustest4. Ajaseeriate ja hüdroloogiliste mudelite analüüsid näitavad erinevaid aegruumilisi mustreid5, ulatudes näiteks magevee vooluhulkade tugevast suurenemisest kõrgetel laiuskraadidel6 – suurenenud jää sulamise tõttu – kuni langustrendideni keskmistel laiuskraadidel suurenenud hüdroloogilise põua tõttu7. Sõltumata hiljuti teatatud suundumuste suunast ja ulatusest on kliimamuutused tuvastatud hüdroloogiliste režiimide muutumise peamise põhjustajana8, samas kui mõju rannikuvetele ja nende toetatavatele ökosüsteemidele tuleb veel täielikult hinnata ja mõista9. Kliimamuutustest (muutuvad sademete mustrid ja temperatuuri tõus) ning inimtekkelistest teguritest, nagu hüdroelektrijaamade tammid või veehoidlad10,11, niisutussüsteemide ümbersuunamine ja maakasutuse muutused12, tingitud vooluhulga ajalised muutused on keerulised magevee sissevoolu suundumuste analüüsimisel13,14. Näiteks on mitmed uuringud näidanud, et suure metsade mitmekesisusega aladel on ökosüsteem põua ajal vastupidavam kui metsaistanduste või põllumajandusega aladel15,16. Keskmistel laiuskraadidel nõuab rannikumerele avalduva kliimamuutuste tulevase mõju mõistmine kliimamuutuste ja kohalike inimtekkeliste häiringute mõjude eraldamise kaudu vaatlusi piiratud muutustega võrdlussüsteemidest, et hüdroloogilise režiimi muutusi saaks eraldada kohalikest inimtekkelistest häiringutest.
Lääne-Patagoonia (> 41°S Lõuna-Ameerika Vaikse ookeani rannikul) on üks neist hästi säilinud piirkondadest, kus jätkuvad uuringud on nende ökosüsteemide jälgimiseks ja kaitsmiseks hädavajalikud. Selles piirkonnas suhtlevad vabalt voolavad jõed keerulise ranniku geomorfoloogiaga, moodustades ühe maailma ulatuslikuma makroestuaari17,18. Oma kauguse tõttu on Patagoonia jõevesikonnad märkimisväärselt häirimatud, suure loodusliku metsakattega19, madala asustustihedusega ning üldiselt vabad tammidest, veehoidlatest ja niisutusinfrastruktuurist. Nende rannikuökosüsteemide haavatavus keskkonnamuutuste suhtes sõltub peamiselt nende koostoimest mageveeallikatega. Loode-Patagoonia (NWP; 41–46ºS) rannikuvetesse sattuv magevee sissevool, sealhulgas otsene sademete hulk ja jõgede äravool, suhtleb ookeaniliste veemassidega, eriti kõrge soolsusega subantarktilise veega (SAAW). See omakorda mõjutab ringluse, vee uuenemise ja ventilatsiooni mustreid20 tugevate soolsusgradiendi tekkimise kaudu, millega kaasneb halokliinis suur hooajaline varieeruvus ja ruumiline heterogeensus21. Nende kahe veeallika vastastikmõju mõjutab ka planktoni koosluste koostist22, valguse nõrgenemist23 ning viib lämmastiku ja fosfori kontsentratsiooni lahjenemiseni SAAW-s24 ja suurenenud ortosilikaatide varustuseni pinnakihis25,26. Lisaks põhjustab magevee sissevool nendes suudmealade vetes tugevat vertikaalset lahustunud hapniku (DO) gradienti, kusjuures ülemises kihis on üldiselt kõrge DO kontsentratsioon (6–8 ml L−1)27.
Patagoonia mandribasseinidele omane suhteliselt piiratud sekkumine on vastuolus ranniku intensiivse kasutamisega, eriti vesiviljelustööstuse poolt, mis on Tšiili peamine majandussektor. Tšiili, mis on praegu üks maailma parimaid vesiviljelustootjaid, on suuruselt teine lõhe ja forelli eksportija ning suurim rannakarpide eksportija28. Lõhe- ja rannakarpide kasvatamine, mis praegu hõlmab piirkonnas umbes 2300 kontsessiooniala kogupindalaga umbes 24 000 hektarit, loob Lõuna-Tšiilis märkimisväärset majanduslikku väärtust29. See areng ei ole ilma keskkonnamõjudeta, eriti lõhekasvatuse puhul, mis on tegevus, mis annab nendele ökosüsteemidele eksogeenseid toitaineid30. Samuti on näidatud, et see on kliimamuutuste suhtes väga haavatav31,32.
Viimastel aastakümnetel on NWP-s läbi viidud uuringud teatanud magevee sissevoolu vähenemisest33 ja ennustanud vooluhulga vähenemist suvel ja sügisel34, samuti hüdroloogiliste põuaperioodide pikenemist35. Need magevee sissevoolu muutused mõjutavad vahetuid keskkonnaparameetreid ja avaldavad doominoefekti laiemale ökosüsteemi dünaamikale. Näiteks on äärmuslikud tingimused rannikualade pinnavees suvise-sügisese põua ajal muutunud sagedasemaks ning mõnel juhul on need mõjutanud vesiviljelustööstust hüpoksia36, suurenenud parasiitluse ja kahjulike vetikate õitsemise kaudu32,37,38.
Viimastel aastakümnetel on NWP-s läbi viidud uuringud teatanud magevee sissevoolu vähenemisest33 ja ennustanud vooluhulga vähenemist suvel ja sügisel34, samuti hüdroloogiliste põuaperioodide pikenemist35. Need magevee sissevoolu muutused mõjutavad vahetuid keskkonnaparameetreid ja avaldavad doominoefekti laiemale ökosüsteemi dünaamikale. Näiteks on äärmuslikud tingimused rannikualade pinnavees suvise-sügisese põua ajal muutunud sagedasemaks ning mõnel juhul on need mõjutanud vesiviljelustööstust hüpoksia36, suurenenud parasiitluse ja kahjulike vetikate õitsemise kaudu32,37,38.
Praegused teadmised magevee sissevoolu vähenemisest NWP-s põhinevad hüdroloogiliste näitajate analüüsil,39 mis kirjeldavad piiratud arvust pikaajalistest andmetest ja minimaalsest ruumilisest katvusest saadud hüdroloogiliste andmesarjade statistilisi või dünaamilisi omadusi. Mis puutub vastavatesse hüdrograafilistesse tingimustesse NWP suudmealadel või sellega külgnevas rannikumeres, siis puuduvad pikaajalised kohapealsed andmed. Arvestades rannikualade sotsiaal-majandusliku tegevuse haavatavust kliimamuutuste mõjude suhtes, on hädavajalik võtta kasutusele terviklik maismaa ja mere vahelise liidese lähenemisviis kliimamuutuste haldamisele ja nendega kohanemisele40. Selle probleemi lahendamiseks oleme integreerinud hüdroloogilise modelleerimise (1990–2020) satelliitidelt saadud ja uuesti analüüsitud andmetega merepinna tingimuste kohta (1993–2020). Sellel lähenemisviisil on kaks peamist eesmärki: (1) hinnata hüdroloogiliste näitajate ajaloolisi suundumusi piirkondlikul tasandil ja (2) uurida nende muutuste mõju külgnevale rannikusüsteemile, eriti merepinna soolsuse, temperatuuri ja hägususe osas.
Pakume erinevat tüüpi nutikaid andureid hüdroloogia ja vee kvaliteedi jälgimiseks, olete teretulnud konsulteerima.
Postituse aeg: 18. september 2024