Perubahan masukan air tawar yang didorong 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) dengan menggabungkan analisis deret waktu aliran sungai jangka panjang, simulasi hidrologi, data satelit, dan data analisis ulang kondisi permukaan laut (suhu, kekeruhan, dan salinitas). Penurunan signifikan debit sungai minimum di zona yang mencakup enam DAS utama terlihat jelas pada skala mingguan, bulanan, dan musiman. Perubahan ini paling menonjol di DAS utara dengan rezim campuran (misalnya, Sungai Puelo) tetapi tampaknya berlanjut ke selatan menuju sungai-sungai yang dicirikan oleh rezim nival. Di laut dalam dua lapisan yang berdekatan, berkurangnya masukan air tawar berkaitan dengan haloklin yang lebih dangkal dan peningkatan suhu permukaan di Patagonia utara. Hasil kami menggarisbawahi pengaruh sungai yang berkembang pesat terhadap perairan muara dan pesisir yang berdekatan di NWP. Kami menyoroti perlunya pengamatan lintas ekosistem, peramalan, mitigasi dan strategi adaptasi dalam iklim yang berubah, bersama dengan pengelolaan cekungan adaptif yang sesuai dari 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 nutrisi dari pesisir dan lautan terbuka3. Studi terbaru telah melaporkan perubahan volume dan waktu masukan air tawar ke lautan pesisir4. Analisis deret waktu dan model hidrologi menunjukkan pola spasiotemporal yang berbeda5, mulai dari, misalnya, peningkatan tajam debit air tawar di lintang tinggi6—akibat peningkatan pencairan es—hingga tren penurunan di lintang tengah 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 aliran sungai, yang dipengaruhi oleh perubahan iklim (perubahan pola curah hujan dan kenaikan suhu) dan tekanan antropogenik seperti bendungan atau waduk hidroelektrik10,11, pengalihan irigasi, dan perubahan tata guna lahan12, menimbulkan tantangan dalam menganalisis tren masukan air tawar13,14. Sebagai contoh, beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa wilayah dengan keanekaragaman hutan yang tinggi menunjukkan ketahanan ekosistem yang lebih besar selama kekeringan dibandingkan wilayah yang didominasi oleh hutan tanaman atau pertanian15,16. Di lintang tengah, memahami dampak perubahan iklim di masa depan terhadap laut pesisir melalui pemisahan efek perubahan iklim dan gangguan antropogenik lokal memerlukan pengamatan dari sistem referensi dengan perubahan terbatas sehingga perubahan rezim hidrologi dapat dipisahkan dari gangguan manusia lokal.
Patagonia Barat (> 41°S di pantai Pasifik Amerika Selatan) muncul sebagai salah satu wilayah yang terpelihara dengan baik ini, di mana penelitian yang sedang berlangsung sangat penting untuk memantau dan menjaga ekosistem ini. Di wilayah ini, sungai-sungai yang mengalir bebas berinteraksi dengan geomorfologi pesisir yang kompleks untuk membentuk salah satu makro-estuari terluas di dunia17,18. Karena keterpencilannya, daerah aliran sungai Patagonia tetap sangat tidak terganggu, dengan tutupan hutan asli yang tinggi19, kepadatan populasi manusia yang rendah, dan secara umum bebas dari bendungan, waduk, dan infrastruktur irigasi. Kerentanan ekosistem pesisir ini terhadap perubahan lingkungan terutama bergantung pada interaksinya dengan sumber air tawar. Masukan air tawar ke perairan pesisir Patagonia Barat Laut (NWP; 41–46 ºS), termasuk curah hujan langsung dan limpasan sungai, berinteraksi dengan massa air samudra, terutama Air Subantartika (SAAW) yang bersalinitas 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 serta peningkatan pasokan ortosilikat di lapisan permukaan25,26. Lebih lanjut, 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 benua Patagonia kontras dengan pemanfaatan garis pantai yang intensif, terutama oleh industri akuakultur, sektor ekonomi utama di Chili. Saat ini, Chili, yang termasuk dalam peringkat produsen akuakultur teratas dunia, merupakan pengekspor salmon dan trout terbesar kedua, dan pengekspor kerang terbesar.28 Budidaya salmon dan kerang, yang saat ini menempati sekitar 2.300 lokasi konsesi dengan total luas wilayah sekitar 24.000 ha, menghasilkan nilai ekonomi yang signifikan di Chili bagian selatan.29 Perkembangan ini bukannya tanpa dampak lingkungan, terutama dalam kasus budidaya salmon, suatu kegiatan yang menyumbangkan nutrisi eksogen ke ekosistem ini.30 Budidaya salmon juga telah terbukti sangat rentan terhadap perubahan iklim.31,32
Dalam beberapa dekade terakhir, studi yang dilakukan di NWP telah melaporkan penurunan masukan air tawar33 dan memproyeksikan penurunan aliran sungai selama musim panas dan 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 pada air permukaan pesisir selama kekeringan musim panas-gugur semakin 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 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 pada air permukaan pesisir selama kekeringan musim panas-gugur semakin 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 diperoleh dari sejumlah kecil catatan jangka panjang dan cakupan spasial minimal. Mengenai kondisi hidrografi yang sesuai di perairan muara NWP atau laut pesisir yang berdekatan, tidak ada catatan in-situ jangka panjang yang tersedia. Mengingat kerentanan kegiatan sosial-ekonomi pesisir terhadap dampak perubahan iklim, mengadopsi pendekatan antarmuka darat-laut yang komprehensif untuk pengelolaan dan adaptasi terhadap perubahan iklim sangat 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 dari perubahan ini untuk sistem pesisir yang berdekatan, khususnya mengenai salinitas permukaan laut, suhu, dan kekeruhan.
Kami dapat menyediakan berbagai jenis sensor pintar untuk memantau hidrologi dan kualitas air, selamat datang untuk berkonsultasi.
Waktu posting: 18-Sep-2024