Mudanças climáticas nos aportes de água doce demonstraram afetar a estrutura e a função dos ecossistemas costeiros. Avaliamos as mudanças na influência do escoamento fluvial nos sistemas costeiros do Noroeste da Patagônia (NWP) nas últimas décadas (1993-2021) por meio de análise combinada de séries temporais de vazão de longo prazo, simulação hidrológica, dados derivados de satélite e reanálise das condições da superfície do mar (temperatura, turbidez e salinidade). Reduções significativas na vazão mínima em uma zona que abrange seis grandes bacias hidrográficas foram evidentes em escalas semanal, mensal e sazonal. Essas mudanças foram mais pronunciadas nas bacias do norte com regime misto (por exemplo, o Rio Puelo), mas parecem estar progredindo para o sul, para rios caracterizados por um regime nival. No mar interno adjacente de duas camadas, a redução da entrada de água doce corresponde a uma haloclina mais rasa e ao aumento das temperaturas superficiais no norte da Patagônia. Nossos resultados ressaltam a rápida evolução da influência dos rios nas águas estuarinas e costeiras adjacentes no NWP. Destacamos a necessidade de estratégias de observação, previsão, mitigação e adaptação entre ecossistemas em um clima em mudança, juntamente com o gerenciamento adaptativo correspondente de bacias de sistemas que fornecem escoamento para as águas marinhas costeiras.
Os rios são a principal fonte de entrada de água doce continental nos oceanos1. Em sistemas costeiros semifechados, os rios são um motor essencial dos processos de circulação2 e a ponte entre os ecossistemas terrestres e marinhos, transportando nutrientes, matéria orgânica e sedimentos que complementam aqueles do oceano costeiro e aberto3. Estudos recentes relataram alterações no volume e no momento das entradas de água doce no oceano costeiro4. Análises de séries temporais e modelos hidrológicos mostram diferentes padrões espaço-temporais5, variando, por exemplo, de fortes aumentos nas descargas de água doce em altas latitudes6 — devido ao aumento do derretimento do gelo — a tendências de declínio em latitudes médias devido ao aumento da seca hidrológica7. Independentemente da direção e da magnitude das tendências relatadas recentemente, as mudanças climáticas foram identificadas como um dos principais motores de regimes hidrológicos alterados8, enquanto os impactos nas águas costeiras e nos ecossistemas que elas sustentam ainda precisam ser totalmente avaliados e compreendidos9. Mudanças temporais no fluxo de água, influenciadas por mudanças climáticas (mudanças nos padrões de precipitação e aumento das temperaturas) e pressões antropogênicas, como barragens ou reservatórios hidrelétricos10,11, desvios de irrigação e mudanças no uso da terra12, representam um desafio para a análise de tendências nos aportes de água doce13,14. Por exemplo, diversos estudos demonstraram que áreas com alta diversidade florestal apresentam maior resiliência ecossistêmica durante secas do que aquelas dominadas por plantações florestais ou agricultura15,16. Em latitudes médias, a compreensão dos impactos futuros das mudanças climáticas no oceano costeiro, por meio da desvinculação dos efeitos das mudanças climáticas e das perturbações antropogênicas locais, requer observações de sistemas de referência com alteração limitada, para que as mudanças no regime hidrológico possam ser separadas das perturbações humanas locais.
A Patagônia Ocidental (> 41°S na costa do Pacífico da América do Sul) surge como uma dessas regiões bem preservadas, onde pesquisas contínuas são essenciais para monitorar e salvaguardar esses ecossistemas. Nessa região, rios de fluxo livre interagem com a complexa geomorfologia costeira para moldar um dos macroestuários mais extensos do mundo17,18. Devido ao seu isolamento, as bacias hidrográficas da Patagônia permanecem notavelmente intocadas, com alta cobertura florestal nativa19, baixa densidade populacional humana e, em geral, livres de represas, reservatórios e infraestrutura de irrigação. A vulnerabilidade desses ecossistemas costeiros às mudanças ambientais depende principalmente, por extensão, de sua interação com fontes de água doce. Os aportes de água doce nas águas costeiras do Noroeste da Patagônia (NWP; 41–46 ºS), incluindo precipitação direta e escoamento fluvial, interagem com massas de água oceânicas, especialmente a Água Subantártica (SAAW) de alta salinidade. Isso, por sua vez, influencia os padrões de circulação, renovação hídrica e ventilação20 por meio da geração de fortes gradientes de salinidade, com alto grau de variação sazonal e heterogeneidade espacial na haloclina21. A interação entre essas duas fontes hídricas também influencia a composição das comunidades planctônicas22, afeta a atenuação da luz23 e leva à diluição das concentrações de nitrogênio e fósforo na SAAW24 e ao aumento do suprimento de ortossilicato na camada superficial25,26. Além disso, o aporte de água doce resulta em um forte gradiente vertical de oxigênio dissolvido (OD) nessas águas estuarinas, com a camada superior geralmente apresentando alta concentração de OD (6–8 mL L−1)27.
A intervenção relativamente limitada que caracteriza as bacias continentais da Patagônia contrasta com o uso intensivo do litoral, especialmente pela indústria aquícola, um setor econômico fundamental no Chile. Atualmente classificado entre os maiores produtores de aquicultura do mundo, o Chile é o segundo maior exportador de salmão e truta e o maior exportador de mexilhões28. A criação de salmão e mexilhões, que atualmente ocupa cerca de 2.300 locais de concessão com uma área total de aproximadamente 24.000 ha na região, gera um valor econômico significativo no sul do Chile29. Esse desenvolvimento não é isento de impactos ambientais, especialmente no caso da criação de salmão, uma atividade que contribui com nutrientes exógenos para esses ecossistemas30. Também se demonstrou altamente vulnerável a mudanças climáticas31,32.
Nas últimas décadas, estudos realizados na região noroeste do Pacífico (NWP) relataram um declínio nos aportes de água doce33 e projetaram uma diminuição na vazão dos rios durante o verão e o outono34, bem como o prolongamento das secas hidrológicas35. Essas mudanças nos aportes de água doce influenciam parâmetros ambientais imediatos e têm efeitos em cascata na dinâmica mais ampla do ecossistema. Por exemplo, condições extremas nas águas superficiais costeiras durante as secas de verão e outono tornaram-se mais frequentes e, em alguns casos, impactaram a indústria aquícola por meio de hipóxia36, aumento do parasitismo e proliferação de algas nocivas32,37,38 (HABs).
Nas últimas décadas, estudos realizados na região noroeste do Pacífico (NWP) relataram um declínio nos aportes de água doce33 e projetaram uma diminuição na vazão dos rios durante o verão e o outono34, bem como o prolongamento das secas hidrológicas35. Essas mudanças nos aportes de água doce influenciam parâmetros ambientais imediatos e têm efeitos em cascata na dinâmica mais ampla do ecossistema. Por exemplo, condições extremas nas águas superficiais costeiras durante as secas de verão e outono tornaram-se mais frequentes e, em alguns casos, impactaram a indústria aquícola por meio de hipóxia36, aumento do parasitismo e proliferação de algas nocivas32,37,38 (HABs).
O conhecimento atual sobre o declínio dos aportes de água doce na NWP baseia-se na análise de métricas hidrológicas39, que descrevem as propriedades estatísticas ou dinâmicas de séries de dados hidrológicos derivadas de um número limitado de registros de longo prazo e cobertura espacial mínima. Quanto às condições hidrográficas correspondentes nas águas estuarinas da NWP ou do oceano costeiro adjacente, não há registros in situ de longo prazo disponíveis. Dada a vulnerabilidade das atividades socioeconômicas costeiras aos impactos das mudanças climáticas, é imperativo adotar uma abordagem abrangente da interface terra-mar para a gestão e adaptação às mudanças climáticas40. Para enfrentar esse desafio, integramos a modelagem hidrológica (1990-2020) com dados derivados de satélite e de reanálise sobre as condições da superfície do mar (1993-2020). Essa abordagem tem dois objetivos principais: (1) avaliar tendências históricas em métricas hidrológicas em escala regional e (2) examinar as implicações dessas mudanças para o sistema costeiro adjacente, particularmente em relação à salinidade, temperatura e turbidez da superfície do mar.
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Horário da publicação: 18/09/2024