სანაპირო წყლებში ჰიდროგრაფიული ცვლილებები ასახავს კლიმატური ცვლილებების გავლენას ჰიდროლოგიურ რეჟიმებში ჩრდილო-დასავლეთ პატაგონიაში.

კლიმატით გამოწვეული ცვლილებები მტკნარი წყლის შემოდინებაში გავლენას ახდენს სანაპირო ეკოსისტემების სტრუქტურასა და ფუნქციაზე. ჩვენ შევაფასეთ მდინარის ჩამონადენის გავლენის ცვლილებები ჩრდილო-დასავლეთ პატაგონიის (NWP) სანაპირო სისტემებზე ბოლო ათწლეულების განმავლობაში (1993–2021) გრძელვადიანი ნაკადის დროის სერიების, ჰიდროლოგიური სიმულაციის, თანამგზავრული მონაცემებისა და ზღვის ზედაპირის პირობების (ტემპერატურა, სიმღვრივე და მარილიანობა) კომბინირებული ანალიზით. მინიმალური ნაკადის მნიშვნელოვანი შემცირება ექვსი ძირითადი მდინარის აუზის მომცველ ზონაში აშკარა იყო ყოველკვირეულ, ყოველთვიურ და სეზონურ მასშტაბებზე. ეს ცვლილებები ყველაზე მკვეთრად გამოხატული იყო შერეული რეჟიმის ჩრდილოეთ აუზებში (მაგ., მდინარე პუელო), მაგრამ, როგორც ჩანს, სამხრეთისკენ მიემართება ნივალური რეჟიმით დახასიათებულ მდინარეებამდე. მიმდებარე ორშრიან შიდა ზღვაში, მტკნარი წყლის შემოდინების შემცირება შეესაბამება უფრო არაღრმა ჰალოკლინს და ზედაპირული ტემპერატურის მატებას ჩრდილოეთ პატაგონიაში. ჩვენი შედეგები ხაზს უსვამს მდინარეების სწრაფად მზარდ გავლენას მიმდებარე ესტუარებსა და სანაპირო წყლებზე NWP-ში. ჩვენ ხაზს ვუსვამთ ცვალებად კლიმატში ეკოსისტემებს შორის დაკვირვების, პროგნოზირების, შერბილებისა და ადაპტაციის სტრატეგიების საჭიროებას, ასევე სანაპირო ზღვის წყლების ჩამონადენის ამარაგებელ სისტემებთან შესაბამის ადაპტაციურ აუზურ მართვას.

მდინარეები ოკეანეებში კონტინენტური მტკნარი წყლის შეყვანის ძირითადი წყაროა1. ნახევრად დახურულ სანაპირო სისტემებში მდინარეები ცირკულაციის პროცესების2 მნიშვნელოვანი მამოძრავებელი ძალაა და ხიდია ხმელეთისა და ზღვის ეკოსისტემებს შორის, გადააქვთ საკვები ნივთიერებები, ორგანული ნივთიერებები და ნალექები, რომლებიც ავსებენ სანაპირო და ღია ოკეანიდან ნალექებს3. ბოლოდროინდელმა კვლევებმა აჩვენა სანაპირო ოკეანეში მტკნარი წყლის შეყვანის მოცულობისა და დროის ცვლილებები4. დროითი სერიებისა და ჰიდროლოგიური მოდელების ანალიზი აჩვენებს სხვადასხვა სივრცულ-დროით ნიმუშებს5, რომლებიც, მაგალითად, მოიცავს მტკნარი წყლის ჩაშვების ძლიერ ზრდას მაღალ განედებზე6 - ყინულის დნობის გაზრდის გამო - და კლების ტენდენციებს საშუალო განედებზე ჰიდროლოგიური გვალვის გაზრდის გამო7. ბოლო დროს გამოქვეყნებული ტენდენციების მიმართულებისა და მასშტაბის მიუხედავად, კლიმატის ცვლილება იდენტიფიცირებულია, როგორც შეცვლილი ჰიდროლოგიური რეჟიმების8 ძირითადი მამოძრავებელი ძალა, ხოლო სანაპირო წყლებსა და მათ მიერ მხარდაჭერილ ეკოსისტემებზე ზემოქმედება ჯერ კიდევ სრულად არ არის შეფასებული და გაგებული9. კლიმატის ცვლილებით (ნალექების ცვალებადი სქემები და ტემპერატურის მატება) და ანთროპოგენური ზეწოლით, როგორიცაა ჰიდროელექტროსადგურის კაშხლები ან წყალსაცავები10,11, სარწყავი სისტემის გადამისამართებები და მიწათსარგებლობის ცვლილებები12, მტკნარი წყლის შემოდინების ტენდენციების ანალიზისთვის გამოწვევას წარმოადგენს13,14. მაგალითად, რამდენიმე კვლევამ აჩვენა, რომ ტყეების მაღალი მრავალფეროვნების მქონე ტერიტორიები გვალვების დროს უფრო მეტ ეკოსისტემურ მდგრადობას ავლენენ, ვიდრე ის ტერიტორიები, სადაც დომინირებს ტყის პლანტაციები ან სოფლის მეურნეობა15,16. საშუალო განედებზე, სანაპირო ოკეანეზე კლიმატის ცვლილებისა და ადგილობრივი ანთროპოგენური დარღვევების ეფექტების გარჩევით, კლიმატის ცვლილებისა და ადგილობრივი ანთროპოგენური დარღვევების შედეგების გარჩევით, საჭიროა შეზღუდული ცვლილებების მქონე საცნობარო სისტემებიდან დაკვირვებები, რათა ჰიდროლოგიური რეჟიმის ცვლილებები გამოყოფილი იყოს ადგილობრივი ანთროპოგენური დარღვევებისგან.

დასავლეთ პატაგონია (> 41°S სამხრეთის განედზე, სამხრეთ ამერიკის წყნარი ოკეანის სანაპიროზე) ერთ-ერთ კარგად შემონახულ რეგიონად გვევლინება, სადაც ამ ეკოსისტემების მონიტორინგისა და დაცვისთვის აუცილებელია მუდმივი კვლევა. ამ რეგიონში, თავისუფლად მომდინარე მდინარეები ურთიერთქმედებენ რთულ სანაპირო გეომორფოლოგიასთან, რაც ქმნის მსოფლიოში ერთ-ერთ ყველაზე ვრცელ მაკროესტუარს17,18. მათი დაშორების გამო, პატაგონიის მდინარის აუზები შესამჩნევად ხელუხლებელია, მაღალი ბუნებრივი ტყის საფარით19, დაბალი მოსახლეობის სიმჭიდროვით და ზოგადად, კაშხლების, წყალსაცავების და სარწყავი ინფრასტრუქტურის გარეშე. ამ სანაპირო ეკოსისტემების დაუცველობა გარემოსდაცვითი ცვლილებების მიმართ ძირითადად დამოკიდებულია მათ ურთიერთქმედებაზე მტკნარი წყლის წყაროებთან. ჩრდილო-დასავლეთ პატაგონიის სანაპირო წყლებში (NWP; 41–46 ºS) მტკნარი წყლის შეყვანა, მათ შორის პირდაპირი ნალექები და მდინარის ჩამონადენი, ურთიერთქმედებს ოკეანის წყლის მასებთან, განსაკუთრებით მაღალი მარილიანობის სუბანტარქტიკულ წყლებთან (SAAW). ეს, თავის მხრივ, გავლენას ახდენს ცირკულაციის, წყლის განახლების და ვენტილაციის ნიმუშებზე20 მარილიანობის ძლიერი გრადიენტების წარმოქმნით, რაც ხასიათდება სეზონური ვარიაციის მაღალი ხარისხით და ჰალოკლინის სივრცითი ჰეტეროგენულობით21. ამ ორ წყლის წყაროს შორის ურთიერთქმედება ასევე გავლენას ახდენს პლანქტონური თანასაზოგადოებების შემადგენლობაზე22, სინათლის შესუსტებაზე23 და იწვევს აზოტისა და ფოსფორის კონცენტრაციების განზავებას SAAW-ში24 და ორთოსილიკატის მიწოდების გაძლიერებას ზედაპირულ ფენაში25,26. გარდა ამისა, მტკნარი წყლის შეყვანა იწვევს გახსნილი ჟანგბადის (DO) ძლიერ ვერტიკალურ გრადიენტს ამ ესტუარის წყლებში, ზედა ფენაში კი ზოგადად მაღალი DO კონცენტრაციაა (6–8 მლ ლ−1)27.

პატაგონიის კონტინენტური აუზებისთვის დამახასიათებელი შედარებით შეზღუდული ჩარევა ეწინააღმდეგება სანაპირო ზოლის ინტენსიურ გამოყენებას, განსაკუთრებით აკვაკულტურის ინდუსტრიის მიერ, რომელიც ჩილეს ეკონომიკური სექტორის ერთ-ერთი მთავარი სექტორია. ამჟამად, ჩილე, რომელიც მსოფლიოში აკვაკულტურის წამყვან მწარმოებლებს შორისაა, ორაგულისა და კალმახის სიდიდით მეორე ექსპორტიორია და მიდიების უდიდესი ექსპორტიორი.28 ორაგულისა და მიდიების მოშენება, რომელიც ამჟამად რეგიონში დაახლოებით 2300 კონცესიურ ადგილს იკავებს, რომელთა საერთო ფართობი დაახლოებით 24,000 ჰექტარია, მნიშვნელოვან ეკონომიკურ ღირებულებას ქმნის სამხრეთ ჩილეში.29 ეს განვითარება გარემოზე ზემოქმედების გარეშე არ ხდება, განსაკუთრებით ორაგულის მოშენების შემთხვევაში, საქმიანობა, რომელიც ეგზოგენური საკვები ნივთიერებებით ამარაგებს ამ ეკოსისტემებს.30 ასევე დადასტურდა, რომ ის კლიმატთან დაკავშირებული ცვლილებების მიმართ ძალიან დაუცველია.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, NWP-ში ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა მტკნარი წყლის შემოდინების შემცირება33 და პროგნოზირება გაუკეთა ნაკადულების შემცირებას ზაფხულსა და შემოდგომაზე34, ასევე ჰიდროლოგიური გვალვების გახანგრძლივებას35. მტკნარი წყლის შემოდინების ეს ცვლილებები გავლენას ახდენს უშუალო გარემო პარამეტრებზე და კასკადურ ეფექტს ახდენს უფრო ფართო ეკოსისტემის დინამიკაზე. მაგალითად, ზაფხულ-შემოდგომის გვალვების დროს სანაპირო ზედაპირული წყლების ექსტრემალური პირობები გახშირდა და ზოგიერთ შემთხვევაში გავლენა მოახდინა აკვაკულტურის ინდუსტრიაზე ჰიპოქსიის36, პარაზიტიზმის გაძლიერების და მავნე წყალმცენარეების ყვავილობის32,37,38 (HABs) გზით.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, NWP-ში ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა მტკნარი წყლის შემოდინების შემცირება33 და პროგნოზირება გაუკეთა ნაკადულების შემცირებას ზაფხულსა და შემოდგომაზე34, ასევე ჰიდროლოგიური გვალვების გახანგრძლივებას35. მტკნარი წყლის შემოდინების ეს ცვლილებები გავლენას ახდენს უშუალო გარემო პარამეტრებზე და კასკადურ ეფექტს ახდენს უფრო ფართო ეკოსისტემის დინამიკაზე. მაგალითად, ზაფხულ-შემოდგომის გვალვების დროს სანაპირო ზედაპირული წყლების ექსტრემალური პირობები გახშირდა და ზოგიერთ შემთხვევაში გავლენა მოახდინა აკვაკულტურის ინდუსტრიაზე ჰიპოქსიის36, პარაზიტიზმის გაძლიერების და მავნე წყალმცენარეების ყვავილობის32,37,38 (HABs) გზით.

მტკნარი წყლის შემოდინების შემცირების შესახებ ამჟამინდელი ცოდნა NWP-ში ეფუძნება ჰიდროლოგიური მეტრიკის ანალიზს39, რომელიც აღწერს ჰიდროლოგიური მონაცემების სერიების სტატისტიკურ ან დინამიურ თვისებებს, რომლებიც მიღებულია გრძელვადიანი ჩანაწერების შეზღუდული რაოდენობისა და მინიმალური სივრცითი დაფარვის საფუძველზე. რაც შეეხება NWP-ის ან მიმდებარე სანაპირო ოკეანის ესტუარულ წყლებში შესაბამის ჰიდროგრაფიულ პირობებს, არ არსებობს ხელმისაწვდომი გრძელვადიანი in situ ჩანაწერები. სანაპირო სოციალურ-ეკონომიკური აქტივობების კლიმატის ცვლილების ზემოქმედების მიმართ დაუცველობის გათვალისწინებით, აუცილებელია კლიმატის ცვლილებასთან მართვისა და ადაპტაციის ყოვლისმომცველი ხმელეთ-ზღვის ინტერფეისის მიდგომის გამოყენება40. ამ გამოწვევის მოსაგვარებლად, ჩვენ გავაერთიანეთ ჰიდროლოგიური მოდელირება (1990–2020) თანამგზავრიდან მიღებულ და ხელახალი ანალიზის მონაცემებთან ზღვის ზედაპირის მდგომარეობის შესახებ (1993–2020). ამ მიდგომას ორი ძირითადი მიზანი აქვს: (1) ჰიდროლოგიური მეტრიკის ისტორიული ტენდენციების შეფასება რეგიონული მასშტაბით და (2) ამ ცვლილებების გავლენის შესწავლა მიმდებარე სანაპირო სისტემაზე, განსაკუთრებით ზღვის ზედაპირის მარილიანობის, ტემპერატურისა და სიმღვრივის თვალსაზრისით.

ჩვენ შეგვიძლია შემოგთავაზოთ სხვადასხვა ტიპის ჭკვიანი სენსორები ჰიდროლოგიისა და წყლის ხარისხის მონიტორინგისთვის, კონსულტაციისთვის კი კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება.