Bylo prokázáno, že změny v přísunu sladké vody v důsledku klimatu ovlivňují strukturu a funkci pobřežních ekosystémů. Vyhodnotili jsme změny ve vlivu říčního odtoku na pobřežní systémy severozápadní Patagonie (NWP) v posledních desetiletích (1993–2021) kombinovanou analýzou dlouhodobých časových řad průtoků, hydrologických simulací, satelitních a reanalytických dat o stavu mořské hladiny (teplota, zákal a slanost). Významné poklesy minimálního průtoku v zóně zahrnující šest hlavních říčních povodí byly patrné v týdenním, měsíčním a sezónním měřítku. Tyto změny byly nejvýraznější v severních povodích se smíšeným režimem (např. řeka Puelo), ale zdá se, že postupují směrem na jih k řekám charakterizovaným nivalním režimem. V přilehlém dvouvrstvém vnitřním moři odpovídá snížený přítok sladké vody mělčí haloklině a zvýšeným povrchovým teplotám v severní Patagonii. Naše výsledky podtrhují rychle se vyvíjející vliv řek na přilehlé ústí řek a pobřežní vody v NWP. Zdůrazňujeme potřebu meziekosystémového pozorování, předpovídání, zmírňování a adaptačních strategií v měnícím se klimatu spolu s odpovídajícím adaptivním řízením povodí systémů, které dodávají odtok do pobřežních mořských vod.
Řeky jsou primárním zdrojem kontinentálního přísunu sladké vody do oceánů1. V polouzavřených pobřežních systémech jsou řeky základním hybatelem cirkulačních procesů2 a mostem mezi suchozemskými a mořskými ekosystémy, protože transportují živiny, organickou hmotu a sedimenty, které doplňují přísun z pobřežního a otevřeného oceánu3. Nedávné studie uvádějí změny v objemu a načasování přísunu sladké vody do pobřežního oceánu4. Analýzy časových řad a hydrologických modelů ukazují různé časoprostorové vzorce5, od silného nárůstu vypouštění sladké vody ve vysokých zeměpisných šířkách6 – v důsledku zvýšeného tání ledu – až po klesající trendy ve středních zeměpisných šířkách v důsledku zvýšeného hydrologického sucha7. Bez ohledu na směr a rozsah nedávno hlášených trendů byla změna klimatu identifikována jako hlavní hnací síla změněných hydrologických režimů8, zatímco dopady na pobřežní vody a ekosystémy, které podporují, je třeba dosud plně posoudit a pochopit9. Časové změny v průtoku, ovlivněné změnou klimatu (měnící se srážkové vzorce a rostoucí teploty) a antropogenními tlaky, jako jsou vodní elektrárny nebo nádrže10,11, odklony zavlažování a změny ve využívání půdy12, představují výzvu pro analýzu trendů v přísunu sladké vody13,14. Například několik studií ukázalo, že oblasti s vysokou rozmanitostí lesů vykazují větší odolnost ekosystémů během sucha než oblasti s dominantními lesními plantážemi nebo zemědělstvím15,16. Ve středních zeměpisných šířkách vyžaduje pochopení budoucích dopadů změny klimatu na pobřežní oceán prostřednictvím oddělení účinků změny klimatu a lokálních antropogenních poruch pozorování z referenčních systémů s omezenými změnami, aby bylo možné oddělit změny hydrologického režimu od lokálních lidských poruch.
Západní Patagonie (> 41° j. š. na tichomořském pobřeží Jižní Ameriky) se jeví jako jedna z těchto dobře zachovalých oblastí, kde je pro monitorování a ochranu těchto ekosystémů nezbytný neustálý výzkum. V této oblasti volně tekoucí řeky interagují se složitou pobřežní geomorfologií a formují jedno z nejrozsáhlejších makroústí na světě17,18. Vzhledem ke své odlehlosti zůstávají říční povodí Patagonie pozoruhodně nenarušená, s vysokým původním lesním porostem19, nízkou hustotou obyvatelstva a obecně bez přehrad, nádrží a zavlažovací infrastruktury. Zranitelnost těchto pobřežních ekosystémů vůči změnám životního prostředí závisí především na jejich interakci se zdroji sladké vody. Vstupy sladké vody do pobřežních vod severozápadní Patagonie (NWP; 41–46 °j. š.), včetně přímých srážek a říčního odtoku, interagují s oceánskými vodními masami, zejména s vysoce slanou subantarktickou vodou (SAAW). To následně ovlivňuje vzorce cirkulace, obnovy vody a ventilace20 prostřednictvím vytváření silných gradientů slanosti s vysokým stupněm sezónní variability a prostorové heterogenity v haloklině21. Interakce mezi těmito dvěma zdroji vody také ovlivňuje složení planktonických společenstev22, ovlivňuje útlum světla23 a vede k ředění koncentrací dusíku a fosforu v SAAW24 a ke zvýšenému přísunu ortosilikátů v povrchové vrstvě25,26. Přívod sladké vody navíc vede k silnému vertikálnímu gradientu rozpuštěného kyslíku (DO) v těchto ústí řek, přičemž horní vrstva obecně vykazuje vysokou koncentraci DO (6–8 ml L−1)27.
Relativně omezené zásahy charakterizující kontinentální pánve Patagonie kontrastují s intenzivním využíváním pobřeží, zejména akvakulturou, která je v Chile klíčovým ekonomickým sektorem. Chile, které se v současnosti řadí mezi přední světové producenty akvakulturních produktů, je druhým největším vývozcem lososů a pstruhů a největším vývozcem slávek28. Chov lososů a slávek, který v současné době zabírá přibližně 2300 koncesních ploch o celkové ploše cca 24 000 ha v regionu, vytváří v jižním Chile významnou ekonomickou hodnotu29. Tento rozvoj se neobejde bez dopadů na životní prostředí, zejména v případě chovu lososů, což je činnost, která do těchto ekosystémů přispívá exogenními živinami30. Ukázalo se také, že je vysoce zranitelný vůči změnám klimatu31,32.
Studie provedené v posledních desetiletích v rámci NWP uvádějí pokles přísunu sladké vody33 a předpokládají pokles průtoku v létě a na podzim34, stejně jako prodloužení hydrologického sucha35. Tyto změny v přísunu sladké vody ovlivňují bezprostřední environmentální parametry a mají kaskádovité účinky na širší dynamiku ekosystémů. Například extrémní podmínky v pobřežních povrchových vodách během letního a podzimního sucha se staly častějšími a v některých případech ovlivnily akvakulturní průmysl hypoxií36, zvýšeným parazitismem a škodlivým květem řas32,37,38 (HABs).
Studie provedené v posledních desetiletích v rámci NWP uvádějí pokles přísunu sladké vody33 a předpokládají pokles průtoku v létě a na podzim34, stejně jako prodloužení hydrologického sucha35. Tyto změny v přísunu sladké vody ovlivňují bezprostřední environmentální parametry a mají kaskádovité účinky na širší dynamiku ekosystémů. Například extrémní podmínky v pobřežních povrchových vodách během letního a podzimního sucha se staly častějšími a v některých případech ovlivnily akvakulturní průmysl hypoxií36, zvýšeným parazitismem a škodlivým květem řas32,37,38 (HABs).
Současné znalosti o poklesu příjmu sladké vody v oblasti NWP jsou založeny na analýze hydrologických metrik39, které popisují statistické nebo dynamické vlastnosti hydrologických datových řad odvozených z omezeného počtu dlouhodobých záznamů a minimálního prostorového pokrytí. Pokud jde o odpovídající hydrografické podmínky v ústí řek NWP nebo přilehlého pobřežního oceánu, neexistují žádné dlouhodobé záznamy in situ. Vzhledem k zranitelnosti pobřežních socioekonomických aktivit vůči dopadům změny klimatu je nezbytné přijmout komplexní přístup k řízení a adaptaci na změnu klimatu založený na rozhraní pevnina-moře40. Abychom se s touto výzvou vypořádali, integrovali jsme hydrologické modelování (1990–2020) se satelitními a reanalytickými daty o stavu mořské hladiny (1993–2020). Tento přístup má dva hlavní cíle: (1) posoudit historické trendy v hydrologických metrikách v regionálním měřítku a (2) prozkoumat důsledky těchto změn pro přilehlý pobřežní systém, zejména pokud jde o slanost, teplotu a zákal mořské hladiny.
Můžeme poskytnout různé typy inteligentních senzorů pro monitorování hydrologie a kvality vody, rádi se s vámi poradíme.
Čas zveřejnění: 18. září 2024