Alterações na entrada de água doce, impulsionadas pelo clima, têm demonstrado afetar a estrutura e a função dos ecossistemas costeiros. Avaliamos as mudanças na influência do escoamento fluvial sobre os sistemas costeiros do noroeste da Patagônia (NWP) nas últimas décadas (1993–2021) por meio da análise combinada de séries temporais de vazão de longo prazo, simulação hidrológica, dados de satélite e reanálises sobre as condições da superfície do mar (temperatura, turbidez e salinidade). Diminuições significativas na vazão mínima foram evidentes em uma zona que abrange seis grandes bacias hidrográficas, em escalas semanais, mensais e sazonais. Essas mudanças foram mais pronunciadas nas bacias do norte, caracterizadas por regime misto (por exemplo, o rio Puelo), mas parecem estar progredindo para o sul, em direção a rios caracterizados por um regime nival. No mar interior adjacente, de duas camadas, a redução da entrada de água doce corresponde a uma haloclina mais rasa e ao aumento das temperaturas da superfície em todo o norte da Patagônia. Nossos resultados destacam a influência em rápida evolução dos rios sobre as águas costeiras e estuarinas adjacentes no NWP. Destacamos a necessidade de estratégias de observação, previsão, mitigação e adaptação interecossistêmicas em um clima em mudança, juntamente com a gestão adaptativa correspondente das bacias hidrográficas que fornecem escoamento para as águas marinhas costeiras.
Os rios são a principal fonte de água doce continental que chega aos oceanos¹. Em sistemas costeiros semi-fechados, os rios são um fator essencial nos processos de circulação² e a ponte entre os ecossistemas terrestres e marinhos, transportando nutrientes, matéria orgânica e sedimentos que complementam aqueles provenientes da zona costeira e do oceano aberto³. Estudos recentes relataram alterações no volume e na sazonalidade dos aportes de água doce para o 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 fatores de alteração dos regimes hidrológicos⁸, enquanto os impactos sobre as águas costeiras e os ecossistemas que elas sustentam ainda precisam ser totalmente avaliados e compreendidos⁹. As mudanças temporais na vazão dos rios, influenciadas pelas mudanças climáticas (alterações nos padrões de precipitação e aumento das temperaturas) e por pressões antropogênicas, como barragens hidrelétricas ou reservatórios10,11, desvios para irrigação e mudanças no uso da terra12, representam um desafio para a análise das tendências nos aportes de água doce13,14. Por exemplo, diversos estudos demonstraram que áreas com alta diversidade de florestas 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 separação dos efeitos das mudanças climáticas e das perturbações antropogênicas locais, requer observações de sistemas de referência com alterações limitadas, de modo que as mudanças no regime hidrológico possam ser separadas das perturbações humanas locais.
A Patagônia Ocidental (acima de 41°S na costa do Pacífico da América do Sul) emerge como uma dessas regiões bem preservadas, onde a pesquisa contínua é essencial para monitorar e salvaguardar esses ecossistemas. Nessa região, rios de fluxo livre interagem com a complexa geomorfologia costeira, formando um dos maiores macroestuários do mundo17,18. Devido ao seu isolamento, as bacias hidrográficas da Patagônia permanecem notavelmente intocadas, com alta cobertura de floresta nativa19, baixa densidade populacional humana e, em geral, livres de barragens, reservatórios e infraestrutura de irrigação. A vulnerabilidade desses ecossistemas costeiros às mudanças ambientais depende principalmente, por extensão, de sua interação com as fontes de água doce. Os aportes de água doce nas águas costeiras da Patagônia Noroeste (PNW; 41–46°S), incluindo precipitação direta e escoamento fluvial, interagem com as massas de água oceânicas, especialmente a Água Subantártica (ASA) de alta salinidade. Isso, por sua vez, influencia os padrões de circulação, renovação da água e ventilação20 através da geração de fortes gradientes de salinidade, com um alto grau de variação sazonal e heterogeneidade espacial na haloclina21. A interação entre essas duas fontes de água também influencia a composição das comunidades planctônicas22, afeta a atenuação da luz23 e leva a uma diluição das concentrações de nitrogênio e fósforo na SAAW24 e a um aumento no fornecimento de ortossilicatos na camada superficial25,26. Além disso, a entrada 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 aquicultura, um setor econômico chave no Chile. Atualmente classificado entre os maiores produtores mundiais de aquicultura, 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 concessões com uma área total de aproximadamente 24.000 hectares na região, gera um valor econômico significativo no sul do Chile29. Esse desenvolvimento não está isento de impactos ambientais, especialmente no caso da criação de salmão, uma atividade que contribui com nutrientes exógenos para esses ecossistemas30. Também se mostrou altamente vulnerável às mudanças climáticas31,32.
Nas últimas décadas, estudos realizados no Pacífico Noroeste relataram um declínio na entrada 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 na entrada 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-outono tornaram-se mais frequentes e, em alguns casos, impactaram a indústria da aquicultura por meio de hipóxia36, aumento do parasitismo e florações de algas nocivas32,37,38 (FANs).
Nas últimas décadas, estudos realizados no Pacífico Noroeste relataram um declínio na entrada 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 na entrada 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-outono tornaram-se mais frequentes e, em alguns casos, impactaram a indústria da aquicultura por meio de hipóxia36, aumento do parasitismo e florações de algas nocivas32,37,38 (FANs).
O conhecimento atual sobre o declínio na entrada de água doce no Pacífico Noroeste 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 do Pacífico Noroeste ou no oceano costeiro adjacente, não existem registros in situ de longo prazo disponíveis. Dada a vulnerabilidade das atividades socioeconômicas costeiras aos impactos das mudanças climáticas, a adoção de uma abordagem abrangente da interface terra-mar para a gestão e adaptação às mudanças climáticas é imperativa40. 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 as tendências históricas nas 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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Data da publicação: 18/09/2024