Было паказана, што змены ў паступленні прэснай вады, выкліканыя кліматам, уплываюць на структуру і функцыю прыбярэжных экасістэм. Мы ацанілі змены ўплыву рачнога сцёку на прыбярэжныя сістэмы Паўночна-Заходняй Патагоніі (ПЗП) за апошнія дзесяцігоддзі (1993–2021) шляхам сумеснага аналізу доўгатэрміновых часовых шэрагаў расходу вады, гідралагічнага мадэлявання, спадарожнікавых і паўторных дадзеных аб стане паверхні мора (тэмпература, каламутнасць і салёнасць). Значнае зніжэнне мінімальнага расходу вады ў зоне, якая ахоплівае шэсць буйных рачных басейнаў, было відавочным на штотыднёвым, штомесячным і сезонным маштабах. Гэтыя змены былі найбольш выяўленыя ў паўночных басейнах са змешаным рэжымам (напрыклад, рака Пуэла), але, відаць, прагрэсуюць на поўдзень да рэк, якія характарызуюцца нівальным рэжымам. У суседнім двухслаёвым унутраным моры зніжэнне паступлення прэснай вады адпавядае больш дробнаму галокліну і павышэнню тэмпературы паверхні па ўсёй паўночнай Патагоніі. Нашы вынікі падкрэсліваюць хутка зменлівы ўплыў рэк на суседнія эстуарныя і прыбярэжныя воды ў ПЗП. Мы падкрэсліваем неабходнасць міжэкасістэмнага назірання, прагназавання, стратэгій змякчэння наступстваў і адаптацыі да змены клімату, а таксама адпаведнага адаптыўнага кіравання басейнамі сістэм, якія забяспечваюць сцёк у прыбярэжныя марскія воды.
Рэкі з'яўляюцца асноўнай крыніцай паступлення кантынентальнай прэснай вады ў акіяны1. У напаўзамкнутых прыбярэжных сістэмах рэкі з'яўляюцца важным рухавіком працэсаў цыркуляцыі2 і мастом паміж наземнымі і марскімі экасістэмамі, транспартуючы пажыўныя рэчывы, арганічныя рэчывы і адклады, якія дапаўняюць паступленні з прыбярэжнага і адкрытага акіяна3. Нядаўнія даследаванні паказалі змены ў аб'ёме і часе паступлення прэснай вады ў прыбярэжны акіян4. Аналіз часовых шэрагаў і гідралагічных мадэляў паказвае розныя прасторава-часавыя заканамернасці5, пачынаючы, напрыклад, ад значнага павелічэння скідаў прэснай вады ў высокіх шыротах6 — з-за павелічэння раставання лёду — і заканчваючы тэндэнцыямі да зніжэння ў сярэдніх шыротах з-за ўзмацнення гідралагічнай засухі7. Незалежна ад кірунку і маштабу нядаўна апісаных тэндэнцый, змяненне клімату было вызначана як асноўны фактар змены гідралагічных рэжымаў8, у той час як уплыў на прыбярэжныя воды і экасістэмы, якія яны падтрымліваюць, яшчэ не цалкам ацэнены і зразумелы9. Часавыя змены ў сцёку, на якія ўплываюць змяненне клімату (змена рэжымаў ападкаў і павышэнне тэмпературы) і антрапагенныя нагрузкі, такія як гідраэлектрастанцыі або вадасховішчы10,11, пераразмеркаванне ірыгацыйных вод і змены ў землекарыстанні12, ствараюць праблему для аналізу тэндэнцый у паступленні прэснай вады13,14. Напрыклад, некалькі даследаванняў паказалі, што тэрыторыі з высокай разнастайнасцю лясоў дэманструюць большую ўстойлівасць экасістэм падчас засухі, чым тыя, дзе пераважаюць лясныя насаджэнні або сельская гаспадарка15,16. У сярэдніх шыротах разуменне будучага ўплыву змены клімату на прыбярэжны акіян шляхам вылучэння наступстваў змены клімату і мясцовых антрапагенных парушэнняў патрабуе назіранняў з эталонных сістэм з абмежаванымі зменамі, каб змены ў гідралагічнаму рэжыме можна было аддзяліць ад мясцовых антрапагенных парушэнняў.
Заходняя Патагонія (> 41° пд.ш. на ціхаакіянскім узбярэжжы Паўднёвай Амерыкі) з'яўляецца адным з такіх добра захаваных рэгіёнаў, дзе пастаянныя даследаванні маюць важнае значэнне для маніторынгу і аховы гэтых экасістэм. У гэтым рэгіёне свабодна цякучыя рэкі ўзаемадзейнічаюць са складанай прыбярэжнай геамарфалогіяй, фарміруючы адзін з самых прасторных макраэстуарыяў у свеце17,18. З-за сваёй аддаленасці рачныя басейны Патагоніі застаюцца надзвычай некранутымі, з высокім пакрыццём натуральных лясоў19, нізкай шчыльнасцю насельніцтва і ў цэлым без плацін, вадасховішчаў і ірыгацыйнай інфраструктуры. Уразлівасць гэтых прыбярэжных экасістэм да змяненняў навакольнага асяроддзя залежыць галоўным чынам ад іх узаемадзеяння з крыніцамі прэснай вады. Паступленне прэснай вады ў прыбярэжныя воды паўночна-заходняй Патагоніі (ПЗП; 41–46º пд.ш.), у тым ліку прамыя ападкі і рачны сцёк, узаемадзейнічае з акіянічнымі воднымі масамі, асабліва з высокасалёнымі субантарктычнымі водамі (СБВ). Гэта, у сваю чаргу, уплывае на заканамернасці цыркуляцыі, абнаўлення вады і вентыляцыі20 праз узнікненне моцных градыентаў салёнасці з высокай ступенню сезонных змен і прасторавай неаднароднасці ў галакліне21. Узаемадзеянне паміж гэтымі двума крыніцамі вады таксама ўплывае на склад планктонных супольнасцей22, уплывае на аслабленне святла23 і прыводзіць да развядзення канцэнтрацый азоту і фосфару ў SAAW24 і павелічэння паступлення артасілікатаў у павярхоўны пласт25,26. Больш за тое, паступленне прэснай вады прыводзіць да моцнага вертыкальнага градыенту растворанага кіслароду (РК) у гэтых эстуарных водах, прычым верхні пласт звычайна паказвае высокую канцэнтрацыю РК (6–8 мл/л)27.
Адносна абмежаванае ўмяшанне, якое характарызуе кантынентальныя басейны Патагоніі, кантрастуе з інтэнсіўным выкарыстаннем берагавой лініі, асабліва аквакультурай, ключавым сектарам эканомікі Чылі. Чылі, якая ў цяперашні час уваходзіць у лік найбуйнейшых вытворцаў аквакультуры ў свеце, з'яўляецца другім па велічыні экспарцёрам ласося і фарэлі і найбуйнейшым экспарцёрам мідый28. Вырошчванне ласося і мідый, якое ў цяперашні час займае каля 2300 канцэсійных участкаў агульнай плошчай каля 24 000 га ў рэгіёне, стварае значную эканамічную каштоўнасць на поўдні Чылі29. Гэта развіццё не абыходзіцца без наступстваў для навакольнага асяроддзя, асабліва ў выпадку вырошчвання ласося, дзейнасці, якая спрыяе паступленню экзагенных пажыўных рэчываў у гэтыя экасістэмы30. Таксама было паказана, што яно вельмі ўразлівае да змяненняў клімату31,32.
У апошнія дзесяцігоддзі даследаванні, праведзеныя ў NWP, паказалі зніжэнне паступлення прэснай вады33 і прагназавалі зніжэнне сцёку ў летні і восеньскі перыяд34, а таксама падаўжэнне гідралагічных засух35. Гэтыя змены ў паступленні прэснай вады ўплываюць на непасрэдныя параметры навакольнага асяроддзя і маюць каскадны эфект на больш шырокую дынаміку экасістэм. Напрыклад, экстрэмальныя ўмовы ў прыбярэжных паверхневых водах падчас летне-восеньскіх засух сталі больш частымі і ў некаторых выпадках паўплывалі на аквакультуру праз гіпаксію36, павелічэнне паразітызму і шкоднае цвіценне водарасцяў32,37,38 (HABs).
У апошнія дзесяцігоддзі даследаванні, праведзеныя ў NWP, паказалі зніжэнне паступлення прэснай вады33 і прагназавалі зніжэнне сцёку ў летні і восеньскі перыяд34, а таксама падаўжэнне гідралагічных засух35. Гэтыя змены ў паступленні прэснай вады ўплываюць на непасрэдныя параметры навакольнага асяроддзя і маюць каскадны эфект на больш шырокую дынаміку экасістэм. Напрыклад, экстрэмальныя ўмовы ў прыбярэжных паверхневых водах падчас летне-восеньскіх засух сталі больш частымі і ў некаторых выпадках паўплывалі на аквакультуру праз гіпаксію36, павелічэнне паразітызму і шкоднае цвіценне водарасцяў32,37,38 (HABs).
Сучасныя веды аб зніжэнні паступлення прэснай вады ў Паўночна-Заходнім Паветры заснаваныя на аналізе гідралагічных паказчыкаў39, якія апісваюць статыстычныя або дынамічныя ўласцівасці шэрагаў гідралагічных дадзеных, атрыманых з абмежаванай колькасці доўгатэрміновых запісаў і мінімальнага прасторавага ахопу. Што тычыцца адпаведных гідраграфічных умоў у эстуарных водах Паўночна-Заходняга Паветра або прылеглага прыбярэжнага акіяна, то доўгатэрміновыя запісы in-situ адсутнічаюць. Улічваючы ўразлівасць прыбярэжнай сацыяльна-эканамічнай дзейнасці да ўздзеяння змены клімату, неабходна прыняць комплексны падыход да кіравання і адаптацыі да змены клімату, заснаваны на ўзаемадзеянні сушы і мора40. Каб вырашыць гэтую праблему, мы інтэгравалі гідралагічнае мадэляванне (1990–2020) са спадарожнікавымі дадзенымі і дадзенымі паўторнага аналізу аб стане паверхні мора (1993–2020). Гэты падыход мае дзве асноўныя мэты: (1) ацаніць гістарычныя тэндэнцыі гідралагічных паказчыкаў у рэгіянальным маштабе і (2) вывучыць наступствы гэтых змен для прылеглай прыбярэжнай сістэмы, асабліва ў дачыненні да салёнасці, тэмпературы і каламутнасці паверхні мора.
Мы можам прапанаваць розныя тыпы разумных датчыкаў для маніторынгу гідралогіі і якасці вады, запрашаем на кансультацыю.
Час публікацыі: 18 верасня 2024 г.