اخبار - تغییرات هیدروگرافی در آب‌های ساحلی، منعکس‌کننده تغییرات ناشی از آب و هوا در رژیم‌های هیدرولوژیکی در سراسر پاتاگونیای شمال غربی است

نشان داده شده است که تغییرات ناشی از آب و هوا در ورودی‌های آب شیرین، بر ساختار و عملکرد اکوسیستم‌های ساحلی تأثیر می‌گذارد. ما تغییرات در تأثیر رواناب رودخانه بر سیستم‌های ساحلی پاتاگونیای شمال غربی (NWP) را در دهه‌های اخیر (1993-2021) با تجزیه و تحلیل ترکیبی سری‌های زمانی جریان رودخانه‌ای بلندمدت، شبیه‌سازی هیدرولوژیکی، داده‌های ماهواره‌ای و تجزیه و تحلیل مجدد در مورد شرایط سطح دریا (دما، کدورت و شوری) ارزیابی کردیم. کاهش قابل توجه در حداقل جریان رودخانه در منطقه‌ای که شش حوضه رودخانه‌ای اصلی را در بر می‌گیرد، در مقیاس‌های هفتگی، ماهانه و فصلی مشهود بود. این تغییرات در حوضه‌های شمالی با رژیم مختلط (به عنوان مثال، رودخانه پوئلو) بیشتر مشهود بوده است، اما به نظر می‌رسد که به سمت جنوب و به سمت رودخانه‌هایی که با رژیم nival مشخص می‌شوند، در حال پیشرفت است. در دریای داخلی دو لایه مجاور، کاهش ورودی آب شیرین با هالوکلین کم‌عمق‌تر و افزایش دمای سطح در سراسر پاتاگونیای شمالی مطابقت دارد. نتایج ما بر تأثیر سریع رودخانه‌ها بر آب‌های مصبی و ساحلی مجاور در NWP تأکید دارد. ما بر نیاز به مشاهده، پیش‌بینی، کاهش و استراتژی‌های سازگاری بین اکوسیستمی در یک اقلیم در حال تغییر، همراه با مدیریت تطبیقی حوضه‌های آبریز مربوط به سیستم‌هایی که رواناب را به آب‌های ساحلی دریایی تأمین می‌کنند، تأکید می‌کنیم.

رودخانه‌ها منبع اصلی ورود آب شیرین قاره‌ای به اقیانوس‌ها هستند1. در سیستم‌های ساحلی نیمه‌بسته، رودخانه‌ها محرک اساسی فرآیندهای گردش آب هستند2 و پلی بین اکوسیستم‌های زمینی و دریایی هستند که مواد مغذی، مواد آلی و رسوباتی را که مکمل مواد مغذی از اقیانوس‌های ساحلی و باز هستند، حمل می‌کنند3. مطالعات اخیر تغییراتی را در حجم و زمان ورود آب شیرین به اقیانوس ساحلی گزارش کرده‌اند4. تجزیه و تحلیل سری‌های زمانی و مدل‌های هیدرولوژیکی الگوهای مکانی-زمانی متفاوتی را نشان می‌دهد5، به عنوان مثال، از افزایش شدید تخلیه آب شیرین در عرض‌های جغرافیایی بالا6 - به دلیل افزایش ذوب یخ - تا روندهای نزولی در عرض‌های جغرافیایی میانی به دلیل افزایش خشکسالی هیدرولوژیکی7. صرف نظر از جهت و بزرگی روندهای گزارش شده اخیر، تغییرات اقلیمی به عنوان محرک اصلی رژیم‌های هیدرولوژیکی تغییر یافته شناخته شده است8، در حالی که تأثیرات آن بر آب‌های ساحلی و اکوسیستم‌هایی که از آنها پشتیبانی می‌کنند هنوز به طور کامل ارزیابی و درک نشده است9. تغییرات زمانی در جریان رودخانه، تحت تأثیر تغییرات اقلیمی (تغییر الگوهای بارندگی و افزایش دما) و فشارهای انسانی مانند سدها یا مخازن برق آبی10،11، انحراف آبیاری و تغییرات کاربری زمین12، چالشی را برای تجزیه و تحلیل روندهای ورودی آب شیرین ایجاد می‌کند13،14. به عنوان مثال، مطالعات متعددی نشان داده‌اند که مناطقی با تنوع بالای جنگل‌ها، در طول خشکسالی، نسبت به مناطقی که تحت سلطه جنگل‌کاری یا کشاورزی هستند، انعطاف‌پذیری اکوسیستم بیشتری نشان می‌دهند15،16. در عرض‌های جغرافیایی میانی، درک تأثیرات تغییرات اقلیمی آینده بر اقیانوس ساحلی از طریق تفکیک اثرات تغییرات اقلیمی و اختلالات انسانی محلی، نیازمند مشاهدات از سیستم‌های مرجع با تغییرات محدود است تا تغییرات در رژیم هیدرولوژیکی را بتوان از اختلالات انسانی محلی جدا کرد.

پاتاگونیای غربی (>41°S در سواحل اقیانوس آرام آمریکای جنوبی) به عنوان یکی از این مناطق به خوبی حفظ شده، پدیدار می‌شود که در آن تحقیقات مداوم برای نظارت و حفاظت از این اکوسیستم‌ها ضروری است. در این منطقه، رودخانه‌های روان با ژئومورفولوژی پیچیده ساحلی در تعامل هستند تا یکی از گسترده‌ترین خورهای بزرگ جهان را تشکیل دهند17،18. به دلیل دورافتادگی، حوضه‌های رودخانه‌ای پاتاگونیا به طرز چشمگیری دست نخورده باقی مانده‌اند، با پوشش جنگلی بومی بالا19، تراکم جمعیت انسانی کم و به طور کلی عاری از سدها، مخازن و زیرساخت‌های آبیاری. آسیب‌پذیری این اکوسیستم‌های ساحلی در برابر تغییرات محیطی عمدتاً به تعامل آنها با منابع آب شیرین بستگی دارد. ورودی‌های آب شیرین به آب‌های ساحلی پاتاگونیای شمال غربی (NWP؛ 41-46°S)، از جمله بارش مستقیم و رواناب رودخانه، با توده‌های آب اقیانوسی، به ویژه آب زیر قطب جنوب با شوری بالا (SAAW) در تعامل هستند. این امر به نوبه خود، از طریق ایجاد گرادیان‌های شوری قوی، با درجه بالایی از تغییرات فصلی و ناهمگونی مکانی در هالوکلین، بر الگوهای گردش خون، تجدید آب و تهویه تأثیر می‌گذارد20. تعامل بین این دو منبع آب همچنین بر ترکیب جوامع پلانکتونی تأثیر می‌گذارد22، بر تضعیف نور تأثیر می‌گذارد23 و منجر به رقیق شدن غلظت نیتروژن و فسفر در SAAW24 و افزایش عرضه ارتوسیلیکات در لایه سطحی می‌شود25،26. علاوه بر این، ورودی آب شیرین منجر به گرادیان عمودی قوی اکسیژن محلول (DO) در این آب‌های مصبی می‌شود، به طوری که لایه بالایی عموماً غلظت DO بالایی (6-8 میلی‌لیتر در لیتر)27 را نشان می‌دهد.

مداخله نسبتاً محدود که مشخصه حوضه‌های قاره‌ای پاتاگونیا است، با استفاده فشرده از خط ساحلی، به ویژه توسط صنعت آبزی‌پروری، که یک بخش اقتصادی کلیدی در شیلی است، در تضاد است. شیلی که در حال حاضر در بین تولیدکنندگان برتر آبزی‌پروری جهان قرار دارد، دومین صادرکننده بزرگ ماهی سالمون و قزل‌آلا و بزرگترین صادرکننده صدف است28. پرورش ماهی سالمون و صدف، که در حال حاضر حدود 2300 سایت امتیازی با مساحت حدود 24000 هکتار در منطقه را اشغال می‌کند، ارزش اقتصادی قابل توجهی در جنوب شیلی ایجاد می‌کند29. این توسعه بدون تأثیرات زیست‌محیطی نیست، به ویژه در مورد پرورش ماهی سالمون، فعالیتی که با مواد مغذی برون‌زا به این اکوسیستم‌ها کمک می‌کند30. همچنین نشان داده شده است که در برابر تغییرات مرتبط با آب و هوا بسیار آسیب‌پذیر است31،32.

در دهه‌های اخیر، مطالعات انجام شده در NWP کاهش ورودی‌های آب شیرین33 را گزارش کرده و کاهش جریان رودخانه‌ها را در طول تابستان و پاییز34 و همچنین طولانی شدن خشکسالی‌های هیدرولوژیکی35 پیش‌بینی کرده‌اند. این تغییرات در ورودی‌های آب شیرین بر پارامترهای محیطی فوری تأثیر می‌گذارند و اثرات آبشاری بر پویایی اکوسیستم گسترده‌تر دارند. به عنوان مثال، شرایط شدید در آب‌های سطحی ساحلی در طول خشکسالی‌های تابستان-پاییز شایع‌تر شده است و در برخی موارد، از طریق هیپوکسی36، افزایش انگلی و شکوفایی جلبکی مضر32،37،38 (HABs) بر صنعت آبزی‌پروری تأثیر گذاشته است.

دانش فعلی در مورد کاهش ورودی آب شیرین در سراسر NWP مبتنی بر تجزیه و تحلیل معیارهای هیدرولوژیکی39 است که ویژگی‌های آماری یا دینامیکی سری داده‌های هیدرولوژیکی مشتق شده از تعداد محدودی از رکوردهای بلندمدت و پوشش مکانی حداقلی را توصیف می‌کند. در مورد شرایط هیدروگرافی مربوطه در آب‌های مصبی NWP یا اقیانوس ساحلی مجاور، هیچ رکورد بلندمدت در محل موجود نیست. با توجه به آسیب‌پذیری فعالیت‌های اجتماعی-اقتصادی ساحلی در برابر اثرات تغییرات اقلیمی، اتخاذ یک رویکرد جامع رابط خشکی-دریایی برای مدیریت و سازگاری با تغییرات اقلیمی ضروری است40. برای پرداختن به این چالش، ما مدل‌سازی هیدرولوژیکی (1990-2020) را با داده‌های ماهواره‌ای و داده‌های تحلیل مجدد در مورد شرایط سطح دریا (1993-2020) ادغام کرده‌ایم. این رویکرد دو هدف اصلی دارد: (1) ارزیابی روندهای تاریخی در معیارهای هیدرولوژیکی در مقیاس منطقه‌ای و (2) بررسی پیامدهای این تغییرات برای سیستم ساحلی مجاور، به ویژه در مورد شوری، دما و کدورت سطح دریا.

ما می‌توانیم انواع مختلفی از حسگرهای هوشمند را برای نظارت بر هیدرولوژی و کیفیت آب ارائه دهیم، از مشاوره استقبال می‌کنیم.

زمان ارسال: ۱۸ سپتامبر ۲۰۲۴

تغییرات هیدروگرافی در آب‌های ساحلی، منعکس‌کننده تغییرات ناشی از آب و هوا در رژیم‌های هیدرولوژیکی در سراسر پاتاگونیای شمال غربی است.