Perubahan masukan air tawar yang dipicu oleh iklim telah terbukti memengaruhi struktur dan fungsi ekosistem pesisir. Kami mengevaluasi perubahan pengaruh limpasan sungai terhadap sistem pesisir Patagonia Barat Laut (NWP) selama beberapa dekade terakhir (1993–2021) melalui analisis gabungan dari rangkaian waktu aliran sungai jangka panjang, simulasi hidrologi, data satelit, dan data analisis ulang tentang kondisi permukaan laut (suhu, kekeruhan, dan salinitas). Penurunan signifikan pada aliran sungai minimum di zona yang mencakup enam cekungan sungai utama terlihat pada skala mingguan, bulanan, dan musiman. Perubahan ini paling menonjol di cekungan utara dengan rezim campuran (misalnya, Sungai Puelo) tetapi tampaknya bergerak ke selatan menuju sungai-sungai yang dicirikan oleh rezim nival. Di laut pedalaman dua lapis yang berdekatan, pengurangan masukan air tawar berkorelasi dengan haloklin yang lebih dangkal dan peningkatan suhu permukaan di seluruh Patagonia utara. Hasil kami menggarisbawahi pengaruh sungai yang berkembang pesat terhadap perairan muara dan pesisir yang berdekatan di NWP. Kami menekankan perlunya pengamatan lintas ekosistem, peramalan, mitigasi, dan strategi adaptasi dalam iklim yang berubah, bersama dengan pengelolaan DAS adaptif yang sesuai untuk sistem yang memasok limpasan ke perairan laut pesisir.
Sungai merupakan sumber utama masukan air tawar kontinental ke lautan1. Dalam sistem pesisir semi-tertutup, sungai merupakan penggerak penting proses sirkulasi2 dan jembatan antara ekosistem darat dan laut, mengangkut nutrisi, bahan organik, dan sedimen yang melengkapi yang berasal dari pesisir dan laut lepas3. Studi terbaru telah melaporkan perubahan volume dan waktu masukan air tawar ke laut pesisir4. Analisis deret waktu dan model hidrologi menunjukkan pola spasial dan temporal yang berbeda5, misalnya, mulai dari peningkatan tajam debit air tawar di lintang tinggi6—akibat peningkatan pencairan es—hingga tren penurunan di lintang menengah akibat peningkatan kekeringan hidrologi7. Terlepas dari arah dan besarnya tren yang dilaporkan baru-baru ini, perubahan iklim telah diidentifikasi sebagai pendorong utama perubahan rezim hidrologi8, sementara dampaknya terhadap perairan pesisir dan ekosistem yang didukungnya belum sepenuhnya dinilai dan dipahami9. Perubahan temporal pada aliran sungai, yang dipengaruhi oleh perubahan iklim (perubahan pola curah hujan dan kenaikan suhu) dan tekanan antropogenik seperti bendungan PLTA atau waduk10,11, pengalihan irigasi, dan perubahan penggunaan lahan12, menimbulkan tantangan dalam menganalisis tren masukan air tawar13,14. Misalnya, beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa daerah dengan keanekaragaman hutan yang tinggi menunjukkan ketahanan ekosistem yang lebih besar selama kekeringan daripada daerah yang didominasi oleh perkebunan hutan atau pertanian15,16. Di lintang tengah, memahami dampak perubahan iklim di masa depan pada lautan pesisir melalui pemisahan efek perubahan iklim dan gangguan antropogenik lokal membutuhkan pengamatan dari sistem referensi dengan perubahan terbatas sehingga perubahan dalam rezim hidrologi dapat dipisahkan dari gangguan manusia lokal.
Patagonia Barat (> 41°S di pantai Pasifik Amerika Selatan) muncul sebagai salah satu wilayah yang terjaga dengan baik, di mana penelitian berkelanjutan sangat penting untuk memantau dan melindungi ekosistem ini. Di wilayah ini, sungai-sungai yang mengalir bebas berinteraksi dengan geomorfologi pantai yang kompleks untuk membentuk salah satu makro-muara terluas di dunia17,18. Karena letaknya yang terpencil, cekungan sungai Patagonia tetap sangat tidak terganggu, dengan tutupan hutan asli yang tinggi19, kepadatan penduduk yang rendah, dan secara umum bebas dari bendungan, waduk, dan infrastruktur irigasi. Kerentanan ekosistem pantai ini terhadap perubahan lingkungan terutama bergantung, secara tidak langsung, pada interaksinya dengan sumber air tawar. Masukan air tawar ke perairan pantai Patagonia Barat Laut (NWP; 41–46 ºS), termasuk curah hujan langsung dan limpasan sungai, berinteraksi dengan massa air laut, terutama Air Subantartika (SAAW) dengan salinitas tinggi. Hal ini, pada gilirannya, memengaruhi pola sirkulasi, pembaruan air, dan ventilasi20 melalui pembentukan gradien salinitas yang kuat, dengan tingkat variasi musiman dan heterogenitas spasial yang tinggi di haloklin21. Interaksi antara kedua sumber air ini juga memengaruhi komposisi komunitas planktonik22, memengaruhi atenuasi cahaya23, dan menyebabkan pengenceran konsentrasi Nitrogen dan Fosfor di SAAW24 dan peningkatan pasokan ortosilikat di lapisan permukaan25,26. Selain itu, masukan air tawar menghasilkan gradien vertikal oksigen terlarut (DO) yang kuat di perairan muara ini, dengan lapisan atas umumnya menunjukkan konsentrasi DO yang tinggi (6–8 mL L−1)27.
Intervensi yang relatif terbatas yang menjadi ciri cekungan kontinental Patagonia kontras dengan penggunaan intensif garis pantai, terutama oleh industri akuakultur, sektor ekonomi utama di Chili. Saat ini termasuk di antara produsen akuakultur teratas di dunia, Chili adalah pengekspor salmon dan trout terbesar kedua, dan pengekspor kerang terbesar28. Budidaya salmon dan kerang, yang saat ini menempati sekitar 2300 lokasi konsesi dengan total luas sekitar 24.000 ha di wilayah tersebut, menghasilkan nilai ekonomi yang signifikan di Chili selatan29. Perkembangan ini tidak lepas dari dampak lingkungan, terutama dalam kasus budidaya salmon, suatu aktivitas yang berkontribusi dengan nutrisi eksogen ke ekosistem ini30. Hal ini juga terbukti sangat rentan terhadap perubahan terkait iklim31,32.
Dalam beberapa dekade terakhir, studi yang dilakukan di NWP telah melaporkan penurunan masukan air tawar33 dan memproyeksikan penurunan aliran sungai selama musim panas dan musim gugur34, serta perpanjangan kekeringan hidrologis35. Perubahan masukan air tawar ini memengaruhi parameter lingkungan langsung dan memiliki efek berantai pada dinamika ekosistem yang lebih luas. Misalnya, kondisi ekstrem di perairan permukaan pantai selama kekeringan musim panas-musim gugur menjadi lebih sering terjadi, dan, dalam beberapa kasus, telah berdampak pada industri akuakultur melalui hipoksia36, peningkatan parasitisme, dan ledakan alga berbahaya32,37,38 (HAB).
Dalam beberapa dekade terakhir, studi yang dilakukan di NWP telah melaporkan penurunan masukan air tawar33 dan memproyeksikan penurunan aliran sungai selama musim panas dan musim gugur34, serta perpanjangan kekeringan hidrologis35. Perubahan masukan air tawar ini memengaruhi parameter lingkungan langsung dan memiliki efek berantai pada dinamika ekosistem yang lebih luas. Misalnya, kondisi ekstrem di perairan permukaan pantai selama kekeringan musim panas-musim gugur menjadi lebih sering terjadi, dan, dalam beberapa kasus, telah berdampak pada industri akuakultur melalui hipoksia36, peningkatan parasitisme, dan ledakan alga berbahaya32,37,38 (HAB).
Pengetahuan terkini tentang penurunan masukan air tawar di seluruh NWP didasarkan pada analisis metrik hidrologi39, yang menggambarkan sifat statistik atau dinamis dari rangkaian data hidrologi yang berasal dari sejumlah catatan jangka panjang yang terbatas dan cakupan spasial minimal. Adapun kondisi hidrografi yang sesuai di perairan muara NWP atau laut pesisir yang berdekatan, tidak ada catatan in-situ jangka panjang yang tersedia. Mengingat kerentanan aktivitas sosial-ekonomi pesisir terhadap dampak perubahan iklim, mengadopsi pendekatan antarmuka darat-laut yang komprehensif untuk pengelolaan dan adaptasi terhadap perubahan iklim sangatlah penting40. Untuk mengatasi tantangan ini, kami telah mengintegrasikan pemodelan hidrologi (1990–2020) dengan data yang diperoleh dari satelit dan data analisis ulang tentang kondisi permukaan laut (1993–2020). Pendekatan ini memiliki dua tujuan utama: (1) untuk menilai tren historis dalam metrik hidrologi pada skala regional dan (2) untuk memeriksa implikasi perubahan ini terhadap sistem pesisir yang berdekatan, khususnya mengenai salinitas, suhu, dan kekeruhan permukaan laut.
Kami dapat menyediakan berbagai jenis sensor pintar untuk memantau hidrologi dan kualitas air, silakan berkonsultasi.
Waktu posting: 18 September 2024