Mabadiliko yanayosababishwa na hali ya hewa katika pembejeo za maji safi yameonyeshwa kuathiri muundo na utendaji kazi wa mifumo ikolojia ya pwani. Tulitathmini mabadiliko katika ushawishi wa mtiririko wa maji ya mto kwenye mifumo ya pwani ya Northwestern Patagonia (NWP) katika miongo ya hivi karibuni (1993–2021) kwa uchanganuzi wa pamoja wa mfululizo wa muda mrefu wa mtiririko wa maji, simulizi ya kihaidrolojia, data inayotokana na satelaiti na uchambuzi upya kuhusu hali ya uso wa bahari (joto, mawimbi, na chumvi). Kupungua kwa kiasi kikubwa kwa mtiririko wa maji ya chini katika eneo linalojumuisha mabonde sita makubwa ya mito kulidhihirika katika mizani ya kila wiki, kila mwezi, na msimu. Mabadiliko haya yameonekana zaidi katika mabonde ya kaskazini yenye utawala mchanganyiko (km, Mto Puelo) lakini yanaonekana kusonga mbele kuelekea kusini hadi mito yenye sifa ya utawala wa maji machafu. Katika bahari ya ndani yenye tabaka mbili iliyo karibu, uingizaji mdogo wa maji safi unalingana na halocline isiyo na kina kirefu na ongezeko la joto la uso katika Patagonia ya kaskazini. Matokeo yetu yanasisitiza ushawishi unaobadilika haraka wa mito kwenye mito ya karibu na maji ya pwani katika NWP. Tunaangazia hitaji la uchunguzi wa mifumo mtambuka, utabiri, upunguzaji na mikakati ya kukabiliana na mabadiliko katika hali ya hewa inayobadilika, pamoja na usimamizi sambamba wa mabonde yanayoweza kubadilika wa mifumo inayosambaza maji kwenye maji ya bahari ya pwani.
Mito ndio chanzo kikuu cha uingizaji wa maji safi ya bara kwenye bahari1. Katika mifumo ya pwani iliyofungwa nusu, mito ni kichocheo muhimu cha michakato ya mzunguko2 na daraja kati ya mifumo ikolojia ya ardhini na baharini, kusafirisha virutubisho, vitu vya kikaboni, na mashapo ambayo yanaongeza yale kutoka pwani na bahari wazi3. Uchunguzi wa hivi karibuni umeripoti mabadiliko katika ujazo na muda wa uingizaji wa maji safi kwenye bahari ya pwani4. Uchambuzi wa mfululizo wa wakati na mifumo ya maji ya kihaidrolojia unaonyesha mifumo tofauti ya anga na wakati5, kuanzia, kwa mfano, kuanzia ongezeko kubwa la mtiririko wa maji safi kwenye latitudo za juu6—kutokana na kuongezeka kwa kuyeyuka kwa barafu—hadi kupungua kwa mitindo katika latitudo za kati kutokana na kuongezeka kwa ukame wa maji ya kihaidrolojia7. Bila kujali mwelekeo na ukubwa wa mitindo iliyoripotiwa hivi karibuni, mabadiliko ya hali ya hewa yametambuliwa kama kichocheo kikubwa cha mabadiliko ya mifumo ya maji ya kihaidrolojia8, huku athari kwenye maji ya pwani na mifumo ikolojia wanayounga mkono bado hazijatathminiwa na kueleweka kikamilifu9. Mabadiliko ya muda katika mtiririko wa maji, yanayosababishwa na mabadiliko ya hali ya hewa (kubadilika kwa mifumo ya mvua na kuongezeka kwa halijoto) na shinikizo la binadamu kama vile mabwawa ya umeme wa maji au mabwawa10,11, ubadilishanaji wa umwagiliaji, na mabadiliko ya matumizi ya ardhi12, hutoa changamoto katika kuchambua mitindo ya pembejeo za maji safi13,14. Kwa mfano, tafiti kadhaa zimeonyesha kuwa maeneo yenye utofauti mkubwa wa misitu yanaonyesha ustahimilivu mkubwa wa mfumo ikolojia wakati wa ukame kuliko yale yanayotawaliwa na mashamba makubwa ya misitu au kilimo15,16. Katika latitudo za kati, kuelewa athari za mabadiliko ya hali ya hewa ya baadaye kwenye bahari ya pwani kupitia kutenganisha athari za mabadiliko ya hali ya hewa na usumbufu wa binadamu wa ndani kunahitaji uchunguzi kutoka kwa mifumo ya marejeleo yenye mabadiliko machache ili mabadiliko katika mfumo wa maji yaweze kutenganishwa na usumbufu wa binadamu wa ndani.
Patagonia ya Magharibi (> 41°S kwenye pwani ya Pasifiki ya Amerika Kusini) inaibuka kama mojawapo ya maeneo haya yaliyohifadhiwa vizuri, ambapo utafiti unaoendelea ni muhimu ili kufuatilia na kulinda mifumo hii ya ikolojia. Katika eneo hili, mito inayotiririka kwa uhuru huingiliana na jiomofolojia tata ya pwani ili kuunda mojawapo ya mito mikubwa mikubwa duniani17,18. Kutokana na umbali wake, mabonde ya mito ya Patagonia yanabaki bila kusumbuliwa sana, yakiwa na misitu mingi ya asili19, msongamano mdogo wa watu, na kwa ujumla hayana mabwawa, mabwawa ya maji, na miundombinu ya umwagiliaji. Udhaifu wa mifumo hii ya ikolojia ya pwani kutokana na mabadiliko ya mazingira hutegemea zaidi, kwa upana, mwingiliano wake na vyanzo vya maji safi. Maji safi yanayoingia kwenye maji ya pwani ya Northwestern Patagonia (NWP; 41–46 ºS), ikiwa ni pamoja na mvua ya moja kwa moja na mtiririko wa maji ya mito, huingiliana na maji mengi ya baharini, hasa Maji ya Chini ya Antarctic yenye chumvi nyingi (SAAW). Hii, kwa upande wake, huathiri mifumo ya mzunguko, urejeshaji wa maji, na uingizaji hewa20 kupitia uzalishaji wa miteremko mikali ya chumvi, yenye kiwango cha juu cha tofauti za msimu na tofauti za anga katika halocline21. Mwingiliano kati ya vyanzo hivi viwili vya maji pia huathiri muundo wa jamii za planktoniki22, huathiri kupungua kwa mwanga23, na husababisha upunguzaji wa viwango vya Nitrojeni na Fosforasi katika SAAW24 na usambazaji ulioimarishwa wa orthosilicate katika safu ya uso25,26. Zaidi ya hayo, uingizaji wa maji safi husababisha mteremko mkali wa wima wa oksijeni iliyoyeyushwa (DO) katika maji haya ya mito, huku safu ya juu kwa ujumla ikionyesha mkusanyiko mkubwa wa DO (6–8 mL L−1)27.
Uingiliaji kati mdogo unaoashiria mabonde ya bara la Patagonia unatofautiana na matumizi makubwa ya ufuo wa pwani, hasa na tasnia ya ufugaji samaki, sekta muhimu ya kiuchumi nchini Chile. Kwa sasa, ikiwa miongoni mwa wazalishaji wakuu wa ufugaji samaki duniani, Chile ni muuzaji nje wa pili kwa ukubwa wa samaki aina ya samoni na samaki aina ya trout, na muuzaji nje mkubwa zaidi wa kome28. Ufugaji wa samoni na kome, ambao kwa sasa unachukua takriban maeneo 2300 ya makubaliano yenye jumla ya eneo la takriban hekta 24,000 katika eneo hilo, hutoa thamani kubwa ya kiuchumi kusini mwa Chile29. Maendeleo haya hayana athari za kimazingira, hasa katika kilimo cha samoni, shughuli inayochangia virutubisho vya nje kwa mifumo hii ya ikolojia30. Pia imeonyeshwa kuwa hatarini sana kwa mabadiliko yanayohusiana na hali ya hewa31,32.
Katika miongo ya hivi karibuni, tafiti zilizofanywa katika NWP zimeripoti kupungua kwa pembejeo za maji safi33 na kutabiri kupungua kwa mtiririko wa maji wakati wa kiangazi na vuli34, pamoja na kuongeza muda wa ukame wa maji safi35. Mabadiliko haya katika pembejeo za maji safi huathiri vigezo vya mazingira vya haraka na yana athari kubwa kwenye mienendo mipana ya mfumo ikolojia. Kwa mfano, hali mbaya katika maji ya juu ya pwani wakati wa ukame wa kiangazi-vuli yamekuwa ya mara kwa mara, na, katika baadhi ya matukio, yameathiri tasnia ya ufugaji samaki kupitia upungufu wa oksijeni36, kuongezeka kwa vimelea, na maua hatari ya mwani32,37,38 (HABs).
Katika miongo ya hivi karibuni, tafiti zilizofanywa katika NWP zimeripoti kupungua kwa pembejeo za maji safi33 na kutabiri kupungua kwa mtiririko wa maji wakati wa kiangazi na vuli34, pamoja na kuongeza muda wa ukame wa maji safi35. Mabadiliko haya katika pembejeo za maji safi huathiri vigezo vya mazingira vya haraka na yana athari kubwa kwenye mienendo mipana ya mfumo ikolojia. Kwa mfano, hali mbaya katika maji ya juu ya pwani wakati wa ukame wa kiangazi-vuli yamekuwa ya mara kwa mara, na, katika baadhi ya matukio, yameathiri tasnia ya ufugaji samaki kupitia upungufu wa oksijeni36, kuongezeka kwa vimelea, na maua hatari ya mwani32,37,38 (HABs).
Ujuzi wa sasa kuhusu kupungua kwa pembejeo za maji safi katika NWP unategemea uchambuzi wa vipimo vya hidrolojia39, ambavyo vinaelezea sifa za kitakwimu au za mabadiliko ya mfululizo wa data ya hidrolojia inayotokana na idadi ndogo ya rekodi za muda mrefu na kiwango kidogo cha ueneaji wa anga. Kuhusu hali zinazolingana za hidrografia katika maji ya mito ya NWP au bahari ya pwani iliyo karibu, hakuna rekodi za muda mrefu zinazopatikana. Kwa kuzingatia udhaifu wa shughuli za kijamii na kiuchumi za pwani kutokana na athari za mabadiliko ya hali ya hewa, kupitisha mbinu kamili ya muunganisho wa ardhi-bahari kwa usimamizi na kukabiliana na mabadiliko ya hali ya hewa ni muhimu40. Ili kushughulikia changamoto hii, tumeunganisha modeli ya hidrolojia (1990–2020) na data inayotokana na setilaiti na uchambuzi upya kuhusu hali ya uso wa bahari (1993–2020). Mbinu hii ina malengo mawili makuu: (1) kutathmini mitindo ya kihistoria katika vipimo vya hidrolojia katika kiwango cha kikanda na (2) kuchunguza athari za mabadiliko haya kwa mfumo wa pwani ulio karibu, haswa kuhusu chumvi, halijoto, na mawimbi juu ya uso wa bahari.
Tunaweza kutoa aina tofauti za vitambuzi mahiri ili kufuatilia maji na ubora wa maji, karibu tuwasiliane.
Muda wa chapisho: Septemba 18-2024