ข่าว - การเปลี่ยนแปลงทางอุทกศาสตร์ในน้ำชายฝั่งสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากสภาพอากาศในระบบอุทกวิทยาทั่วปาตาโกเนียตะวันตกเฉียงเหนือ

การเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำจืดที่ไหลเข้าอันเนื่องมาจากสภาพภูมิอากาศได้รับการพิสูจน์แล้วว่าส่งผลกระทบต่อโครงสร้างและหน้าที่ของระบบนิเวศชายฝั่ง เราได้ประเมินการเปลี่ยนแปลงอิทธิพลของการไหลบ่าของแม่น้ำต่อระบบชายฝั่งของปาตาโกเนียตะวันตกเฉียงเหนือ (NWP) ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา (พ.ศ. 2536-2564) โดยการวิเคราะห์แบบผสมผสานระหว่างอนุกรมเวลาการไหลของน้ำในระยะยาว การจำลองทางอุทกวิทยา ข้อมูลที่ได้จากดาวเทียม และการวิเคราะห์ซ้ำเกี่ยวกับสภาพผิวน้ำทะเล (อุณหภูมิ ความขุ่น และความเค็ม) พบว่าปริมาณน้ำขั้นต่ำที่ไหลเข้าลดลงอย่างมีนัยสำคัญในเขตที่ครอบคลุมลุ่มแม่น้ำใหญ่ 6 แห่ง ทั้งแบบรายสัปดาห์ รายเดือน และตามฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้พบมากที่สุดในลุ่มแม่น้ำทางตอนเหนือที่มีระบบน้ำแบบผสม (เช่น แม่น้ำปูเอโล) แต่ดูเหมือนว่าจะเคลื่อนตัวลงใต้ไปยังแม่น้ำที่มีลักษณะระบบน้ำแบบไนวัล ในทะเลชั้นในสองชั้นที่อยู่ติดกัน ปริมาณน้ำจืดที่ลดลงสอดคล้องกับระดับน้ำตื้นที่ตื้นขึ้นและอุณหภูมิผิวน้ำที่สูงขึ้นทั่วปาตาโกเนียตอนเหนือ ผลการศึกษาของเราเน้นย้ำถึงอิทธิพลของแม่น้ำที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วต่อน้ำปากแม่น้ำและชายฝั่งที่อยู่ติดกันในเขตพื้นที่ NWP เราเน้นย้ำถึงความจำเป็นของกลยุทธ์การสังเกตการณ์ การคาดการณ์ การบรรเทาผลกระทบ และการปรับตัวข้ามระบบนิเวศในสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง ควบคู่ไปกับการจัดการระบบลุ่มน้ำแบบปรับตัวที่ส่งน้ำท่าสู่ทะเลชายฝั่ง

แม่น้ำเป็นแหล่งกำเนิดหลักของน้ำจืดจากทวีปที่ไหลลงสู่มหาสมุทร1 ในระบบชายฝั่งกึ่งปิด แม่น้ำเป็นปัจจัยขับเคลื่อนสำคัญของกระบวนการหมุนเวียน2 และเป็นสะพานเชื่อมระหว่างระบบนิเวศบนบกและทางทะเล โดยลำเลียงสารอาหาร อินทรียวัตถุ และตะกอนที่เสริมสารอาหารจากชายฝั่งและมหาสมุทรเปิด3 การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้รายงานการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรและช่วงเวลาของน้ำจืดที่ไหลลงสู่มหาสมุทรชายฝั่ง4 การวิเคราะห์อนุกรมเวลาและแบบจำลองทางอุทกวิทยาแสดงให้เห็นรูปแบบเชิงปริภูมิและเวลาที่แตกต่างกัน5 เช่น การเพิ่มขึ้นอย่างมากของการปล่อยน้ำจืดในละติจูดสูง6 อันเนื่องมาจากการละลายของน้ำแข็งที่เพิ่มขึ้น ไปจนถึงแนวโน้มที่ลดลงในละติจูดกลางอันเนื่องมาจากภัยแล้งทางอุทกวิทยาที่เพิ่มขึ้น7 ไม่ว่าแนวโน้มที่รายงานเมื่อเร็วๆ นี้จะมีลักษณะและขนาดอย่างไร การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศก็ถูกระบุว่าเป็นปัจจัยขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนแปลงระบอบอุทกวิทยา8 ในขณะที่ผลกระทบต่อน้ำชายฝั่งและระบบนิเวศที่น้ำเหล่านี้รองรับยังไม่ได้รับการประเมินและทำความเข้าใจอย่างเต็มที่9 การเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของการไหลของน้ำ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (รูปแบบการตกตะกอนที่เปลี่ยนแปลงและอุณหภูมิที่สูงขึ้น) และแรงกดดันจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น เขื่อนผลิตไฟฟ้าพลังน้ำหรืออ่างเก็บน้ำ10,11 การผันน้ำชลประทาน และการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน12 ถือเป็นความท้าทายในการวิเคราะห์แนวโน้มปริมาณน้ำจืดที่ป้อนเข้า13,14 ยกตัวอย่างเช่น การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าพื้นที่ที่มีความหลากหลายทางป่าไม้สูงแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นของระบบนิเวศในช่วงภัยแล้งมากกว่าพื้นที่ที่มีการปลูกป่าหรือการเกษตรเป็นหลัก15,16 ในละติจูดกลาง การทำความเข้าใจผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตต่อมหาสมุทรชายฝั่งผ่านการแยกแยะผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการรบกวนจากกิจกรรมของมนุษย์ในท้องถิ่น จำเป็นต้องอาศัยการสังเกตการณ์จากระบบอ้างอิงที่มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย เพื่อให้สามารถแยกการเปลี่ยนแปลงในระบบอุทกวิทยาออกจากการรบกวนจากมนุษย์ในท้องถิ่นได้

ปาตาโกเนียตะวันตก (> 41°S บนชายฝั่งแปซิฟิกของอเมริกาใต้) ถือเป็นหนึ่งในภูมิภาคที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี ซึ่งการวิจัยอย่างต่อเนื่องเป็นสิ่งจำเป็นในการติดตามและปกป้องระบบนิเวศเหล่านี้ ในภูมิภาคนี้ แม่น้ำที่ไหลอย่างอิสระมีปฏิสัมพันธ์กับธรณีสัณฐานชายฝั่งที่ซับซ้อน จนก่อให้เกิดปากแม่น้ำขนาดใหญ่ที่กว้างใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก17,18 ด้วยความห่างไกล ลุ่มแม่น้ำของปาตาโกเนียจึงยังคงไม่ถูกรบกวนอย่างน่าทึ่ง มีป่าไม้พื้นเมืองปกคลุมอยู่เป็นจำนวนมาก19 มีความหนาแน่นของประชากรต่ำ และโดยทั่วไปไม่มีเขื่อน อ่างเก็บน้ำ และโครงสร้างพื้นฐานด้านการชลประทาน ความเปราะบางของระบบนิเวศชายฝั่งเหล่านี้ต่อการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์กับแหล่งน้ำจืด น้ำจืดที่ไหลลงสู่แหล่งน้ำชายฝั่งของปาตาโกเนียตะวันตกเฉียงเหนือ (NWP; 41–46ºS) ซึ่งรวมถึงปริมาณน้ำฝนโดยตรงและน้ำท่าจากแม่น้ำ มีปฏิสัมพันธ์กับมวลน้ำทะเล โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำใต้ดินใต้แอนตาร์กติก (SAAW) ที่มีความเค็มสูง ในทางกลับกัน สิ่งนี้มีอิทธิพลต่อรูปแบบการหมุนเวียน การไหลเวียนของน้ำ และการระบายอากาศ20 ผ่านการสร้างความต่างระดับความเค็มที่รุนแรง ซึ่งมีความแปรผันตามฤดูกาลในระดับสูงและความไม่สม่ำเสมอเชิงพื้นที่ในฮาโลไคลน์21 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแหล่งน้ำทั้งสองนี้ยังมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบของชุมชนแพลงก์ตอน22 ส่งผลต่อการลดทอนแสง23 และนำไปสู่การเจือจางของความเข้มข้นของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสใน SAAW24 และการเพิ่มขึ้นของปริมาณออร์โธซิลิเกตในชั้นผิวดิน25,26 นอกจากนี้ ปริมาณน้ำจืดที่ไหลเข้ายังส่งผลให้เกิดความต่างระดับในแนวตั้งของออกซิเจนที่ละลายน้ำ (DO) ในน้ำปากแม่น้ำเหล่านี้ โดยชั้นบนสุดโดยทั่วไปมีความเข้มข้นของ DO สูง (6–8 มล. ต่อลิตร)27

การแทรกแซงที่ค่อนข้างจำกัดซึ่งกำหนดลักษณะของแอ่งทวีปของปาตาโกเนียนั้น แตกต่างกับการใช้ประโยชน์พื้นที่ชายฝั่งอย่างเข้มข้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยอุตสาหกรรมเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ซึ่งเป็นภาคเศรษฐกิจสำคัญของประเทศชิลี ปัจจุบันชิลีเป็นหนึ่งในประเทศผู้ผลิตสัตว์น้ำรายใหญ่ที่สุดของโลก ชิลีเป็นผู้ส่งออกปลาแซลมอนและปลาเทราต์รายใหญ่อันดับสอง และเป็นผู้ส่งออกหอยแมลงภู่รายใหญ่ที่สุด28 การเพาะเลี้ยงปลาแซลมอนและหอยแมลงภู่ ซึ่งปัจจุบันครอบคลุมพื้นที่สัมปทานประมาณ 2,300 แห่ง มีพื้นที่รวมประมาณ 24,000 เฮกตาร์ในภูมิภาคนี้ ก่อให้เกิดมูลค่าทางเศรษฐกิจที่สำคัญในภาคใต้ของชิลี29 การพัฒนานี้ไม่ได้ปราศจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการเพาะเลี้ยงปลาแซลมอน ซึ่งเป็นกิจกรรมที่ช่วยเพิ่มสารอาหารจากภายนอกให้กับระบบนิเวศเหล่านี้30 นอกจากนี้ยังพบว่ามีความอ่อนไหวสูงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ31,32

ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา การศึกษาที่ดำเนินการในเขตพื้นที่อนุรักษ์ธรรมชาติ (NWP) รายงานว่าปริมาณน้ำจืดที่ป้อนเข้าสู่แหล่งน้ำลดลง33 และคาดการณ์ว่าปริมาณน้ำในลำธารจะลดลงในช่วงฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง34 รวมถึงภาวะภัยแล้งทางอุทกวิทยาจะยืดเยื้อ35 การเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำจืดที่ป้อนเข้าสู่แหล่งน้ำเหล่านี้มีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมในทันทีและส่งผลต่อเนื่องไปยังพลวัตของระบบนิเวศในวงกว้าง ตัวอย่างเช่น สภาวะที่รุนแรงในน้ำผิวดินชายฝั่งในช่วงภัยแล้งฤดูร้อน-ฤดูใบไม้ร่วงเกิดขึ้นบ่อยครั้งมากขึ้น และในบางกรณีส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำผ่านภาวะขาดออกซิเจน36 ปรสิตที่เพิ่มขึ้น และการบานของสาหร่ายที่เป็นอันตราย32,37,38 (HABs)

ความรู้ปัจจุบันเกี่ยวกับการลดลงของปริมาณน้ำจืดในเขตอนุรักษ์ธรรมชาติ (NWP) อ้างอิงจากการวิเคราะห์ตัวชี้วัดทางอุทกวิทยา39 ซึ่งอธิบายคุณสมบัติทางสถิติหรือพลวัตของชุดข้อมูลอุทกวิทยาที่ได้จากบันทึกระยะยาวจำนวนจำกัดและครอบคลุมพื้นที่เพียงเล็กน้อย สำหรับสภาพอุทกศาสตร์ที่สอดคล้องกันในน่านน้ำปากแม่น้ำในเขตอนุรักษ์ธรรมชาติ (NWP) หรือมหาสมุทรชายฝั่งที่อยู่ติดกันนั้น ไม่มีบันทึกระยะยาวในพื้นที่ (in-situ) ที่มีอยู่ เนื่องจากกิจกรรมทางเศรษฐกิจและสังคมชายฝั่งมีความเปราะบางต่อผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การใช้แนวทางการเชื่อมต่อระหว่างบกและทะเลอย่างครอบคลุมเพื่อการจัดการและการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจึงเป็นสิ่งจำเป็น40 เพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ เราได้บูรณาการการสร้างแบบจำลองทางอุทกวิทยา (พ.ศ. 2533-2563) เข้ากับข้อมูลที่ได้จากดาวเทียมและการวิเคราะห์ซ้ำเกี่ยวกับสภาพพื้นผิวทะเล (พ.ศ. 2536-2563) แนวทางนี้มีเป้าหมายหลักสองประการ: (1) เพื่อประเมินแนวโน้มทางประวัติศาสตร์ในเมตริกทางอุทกวิทยาในระดับภูมิภาค และ (2) เพื่อตรวจสอบผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ต่อระบบชายฝั่งที่อยู่ติดกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับความเค็มของผิวน้ำทะเล อุณหภูมิ และความขุ่น

เราจัดหาเซ็นเซอร์อัจฉริยะประเภทต่างๆ เพื่อตรวจสอบอุทกวิทยาและคุณภาพน้ำ ยินดีให้คำปรึกษา

เวลาโพสต์: 18 ก.ย. 2567