การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำจืดที่เกิดจากสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อโครงสร้างและหน้าที่ของระบบนิเวศชายฝั่ง เราได้ประเมินการเปลี่ยนแปลงอิทธิพลของน้ำไหลจากแม่น้ำต่อระบบชายฝั่งของปาตาโกเนียตะวันตกเฉียงเหนือ (NWP) ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา (1993–2021) โดยการวิเคราะห์แบบผสมผสานของอนุกรมเวลาการไหลของน้ำในระยะยาว การจำลองทางอุทกวิทยา ข้อมูลที่ได้จากดาวเทียม และข้อมูลการวิเคราะห์ซ้ำเกี่ยวกับสภาพผิวน้ำทะเล (อุณหภูมิ ความขุ่น และความเค็ม) พบว่าปริมาณการไหลของน้ำขั้นต่ำลดลงอย่างมีนัยสำคัญในพื้นที่ที่ครอบคลุมลุ่มน้ำหลักหกแห่ง ทั้งในระดับรายสัปดาห์ รายเดือน และรายฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เด่นชัดที่สุดในลุ่มน้ำทางเหนือที่มีระบบผสมผสาน (เช่น แม่น้ำปูเอโล) แต่ดูเหมือนว่าจะกำลังแพร่กระจายไปทางใต้สู่แม่น้ำที่มีลักษณะเป็นระบบหิมะ ในทะเลชั้นในสองชั้นที่อยู่ติดกัน การลดลงของปริมาณน้ำจืดสอดคล้องกับระดับความเค็มที่ตื้นขึ้นและอุณหภูมิผิวน้ำที่เพิ่มขึ้นทั่วปาตาโกเนียตอนเหนือ ผลการศึกษาของเราเน้นย้ำถึงอิทธิพลของแม่น้ำที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วต่อแหล่งน้ำปากแม่น้ำและชายฝั่งทะเลที่อยู่ติดกันใน NWP เราเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการสังเกตการณ์ การพยากรณ์ การบรรเทา และกลยุทธ์การปรับตัวข้ามระบบนิเวศในสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป พร้อมกับการจัดการลุ่มน้ำที่ปรับตัวได้ตามสถานการณ์ของระบบที่ส่งน้ำไหลบ่าลงสู่ทะเลชายฝั่ง
แม่น้ำเป็นแหล่งน้ำจืดหลักจากทวีปที่ไหลลงสู่มหาสมุทร1 ในระบบชายฝั่งกึ่งปิด แม่น้ำเป็นตัวขับเคลื่อนที่สำคัญของกระบวนการหมุนเวียน2 และเป็นสะพานเชื่อมระหว่างระบบนิเวศบนบกและในทะเล โดยขนส่งสารอาหาร สารอินทรีย์ และตะกอนที่เสริมจากชายฝั่งและมหาสมุทรเปิด3 การศึกษาล่าสุดได้รายงานการเปลี่ยนแปลงปริมาณและช่วงเวลาของการไหลเข้าของน้ำจืดสู่มหาสมุทรชายฝั่ง4 การวิเคราะห์อนุกรมเวลาและแบบจำลองทางอุทกวิทยาแสดงให้เห็นรูปแบบเชิงพื้นที่และเวลาที่แตกต่างกัน5 ตัวอย่างเช่น ตั้งแต่การเพิ่มขึ้นอย่างมากของการปล่อยน้ำจืดในละติจูดสูง6 เนื่องจากการละลายของน้ำแข็งที่เพิ่มขึ้น ไปจนถึงแนวโน้มที่ลดลงในละติจูดกลางเนื่องจากภัยแล้งทางอุทกวิทยาที่เพิ่มขึ้น7 ไม่ว่าทิศทางและขนาดของแนวโน้มที่รายงานล่าสุดจะเป็นอย่างไร การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้รับการระบุว่าเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนแปลงระบอบอุทกวิทยา8 ในขณะที่ผลกระทบต่อผืนน้ำชายฝั่งและระบบนิเวศที่พวกมันสนับสนุนยังไม่ได้รับการประเมินและทำความเข้าใจอย่างครบถ้วน9 การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำไหลตามกาลเวลา ซึ่งได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (รูปแบบปริมาณน้ำฝนที่เปลี่ยนแปลงไปและอุณหภูมิที่สูงขึ้น) และแรงกดดันจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำหรืออ่างเก็บน้ำ10,11 การผันน้ำเพื่อการชลประทาน และการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน12 ก่อให้เกิดความท้าทายในการวิเคราะห์แนวโน้มของปริมาณน้ำจืดที่ไหลลงสู่แหล่งน้ำ13,14 ตัวอย่างเช่น การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าพื้นที่ที่มีความหลากหลายของป่าไม้สูงแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นของระบบนิเวศที่ดีกว่าในช่วงภัยแล้งเมื่อเทียบกับพื้นที่ที่ส่วนใหญ่เป็นป่าปลูกหรือการเกษตร15,16 ในละติจูดกลาง การทำความเข้าใจผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตต่อมหาสมุทรชายฝั่งโดยการแยกแยะผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการรบกวนจากกิจกรรมของมนุษย์ในท้องถิ่น จำเป็นต้องมีการสังเกตการณ์จากระบบอ้างอิงที่มีการเปลี่ยนแปลงจำกัด เพื่อให้สามารถแยกการเปลี่ยนแปลงในระบอบอุทกวิทยาออกจากการรบกวนจากมนุษย์ในท้องถิ่นได้
ปาตาโกเนียตะวันตก (ละติจูด 41°S บนชายฝั่งแปซิฟิกของทวีปอเมริกาใต้) ปรากฏเป็นหนึ่งในภูมิภาคที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี ซึ่งการวิจัยอย่างต่อเนื่องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการติดตามและปกป้องระบบนิเวศเหล่านี้ ในภูมิภาคนี้ แม่น้ำที่ไหลอย่างอิสระมีปฏิสัมพันธ์กับธรณีสัณฐานวิทยาชายฝั่งที่ซับซ้อน ก่อให้เกิดปากแม่น้ำขนาดใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก17,18 เนื่องจากความห่างไกล ลุ่มน้ำของปาตาโกเนียจึงยังคงไม่ถูกรบกวนอย่างน่าทึ่ง มีป่าพื้นเมืองปกคลุมสูง19 ความหนาแน่นของประชากรมนุษย์ต่ำ และโดยทั่วไปแล้วปราศจากเขื่อน อ่างเก็บน้ำ และโครงสร้างพื้นฐานการชลประทาน ความเปราะบางของระบบนิเวศชายฝั่งเหล่านี้ต่อการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์กับแหล่งน้ำจืดเป็นหลัก น้ำจืดที่ไหลลงสู่ทะเลชายฝั่งของปาตาโกเนียตะวันตกเฉียงเหนือ (NWP; 41–46 ºS) รวมถึงปริมาณน้ำฝนโดยตรงและน้ำไหลบ่าจากแม่น้ำ มีปฏิสัมพันธ์กับมวลน้ำในมหาสมุทร โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำ Subantarctic Water (SAAW) ที่มีความเค็มสูง สิ่งนี้ส่งผลต่อรูปแบบการหมุนเวียน การทดแทนน้ำ และการระบายอากาศ20 ผ่านการสร้างความแตกต่างของความเค็มอย่างมาก โดยมีความแปรผันตามฤดูกาลและความไม่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่ในชั้นความเค็ม21 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแหล่งน้ำทั้งสองนี้ยังส่งผลต่อองค์ประกอบของชุมชนแพลงก์ตอน22 ส่งผลต่อการลดทอนของแสง23 และนำไปสู่การเจือจางความเข้มข้นของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสใน SAAW24 และการเพิ่มขึ้นของปริมาณออร์โธซิลิเกตในชั้นผิวน้ำ25,26 ยิ่งไปกว่านั้น การไหลเข้าของน้ำจืดส่งผลให้เกิดความแตกต่างของความเข้มข้นของออกซิเจนละลาย (DO) ในแนวดิ่งอย่างมากในน้ำบริเวณปากแม่น้ำเหล่านี้ โดยชั้นบนมักแสดงความเข้มข้นของ DO สูง (6–8 มล. ต่อลิตร)27
การแทรกแซงที่ค่อนข้างจำกัดในแอ่งน้ำบนแผ่นดินใหญ่ของปาตาโกเนียนั้นแตกต่างกับการใช้ประโยชน์อย่างเข้มข้นของแนวชายฝั่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ซึ่งเป็นภาคเศรษฐกิจที่สำคัญในชิลี ปัจจุบันชิลีติดอันดับหนึ่งในผู้ผลิตสัตว์น้ำชั้นนำของโลก เป็นผู้ส่งออกปลาแซลมอนและปลาเทราต์รายใหญ่เป็นอันดับสอง และเป็นผู้ส่งออกหอยแมลงภู่รายใหญ่ที่สุด28 การเลี้ยงปลาแซลมอนและหอยแมลงภู่ ซึ่งปัจจุบันครอบครองพื้นที่สัมปทานประมาณ 2,300 แห่ง มีพื้นที่รวมประมาณ 24,000 เฮกตาร์ในภูมิภาคนี้ สร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจอย่างมากในภาคใต้ของชิลี29 การพัฒนาเช่นนี้ย่อมส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการเลี้ยงปลาแซลมอน ซึ่งเป็นกิจกรรมที่นำสารอาหารจากภายนอกเข้าสู่ระบบนิเวศเหล่านี้30 นอกจากนี้ยังพบว่ามีความเปราะบางอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศ31,32
ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา การศึกษาที่ดำเนินการใน NWP ได้รายงานการลดลงของปริมาณน้ำจืดที่ไหลลงสู่แหล่งน้ำ33 และคาดการณ์ว่าปริมาณน้ำไหลในลำธารจะลดลงในช่วงฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง34 รวมถึงการเกิดภัยแล้งทางอุทกวิทยาที่ยาวนานขึ้น35 การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำจืดที่ไหลลงสู่แหล่งน้ำเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมโดยตรงและมีผลกระทบต่อเนื่องต่อพลวัตของระบบนิเวศในวงกว้าง ตัวอย่างเช่น สภาวะสุดขั้วในน้ำผิวดินชายฝั่งในช่วงภัยแล้งฤดูร้อน-ฤดูใบไม้ร่วงเกิดขึ้นบ่อยขึ้น และในบางกรณีส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำผ่านภาวะขาดออกซิเจน36 การเพิ่มขึ้นของปรสิต และการแพร่กระจายของสาหร่ายที่เป็นอันตราย32,37,38 (HABs)
ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา การศึกษาที่ดำเนินการใน NWP ได้รายงานการลดลงของปริมาณน้ำจืดที่ไหลลงสู่แหล่งน้ำ33 และคาดการณ์ว่าปริมาณน้ำไหลในลำธารจะลดลงในช่วงฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง34 รวมถึงการเกิดภัยแล้งทางอุทกวิทยาที่ยาวนานขึ้น35 การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำจืดที่ไหลลงสู่แหล่งน้ำเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมโดยตรงและมีผลกระทบต่อเนื่องต่อพลวัตของระบบนิเวศในวงกว้าง ตัวอย่างเช่น สภาวะสุดขั้วในน้ำผิวดินชายฝั่งในช่วงภัยแล้งฤดูร้อน-ฤดูใบไม้ร่วงเกิดขึ้นบ่อยขึ้น และในบางกรณีส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำผ่านภาวะขาดออกซิเจน36 การเพิ่มขึ้นของปรสิต และการแพร่กระจายของสาหร่ายที่เป็นอันตราย32,37,38 (HABs)
ความรู้ในปัจจุบันเกี่ยวกับการลดลงของปริมาณน้ำจืดที่ไหลเข้าสู่ NWP นั้นมาจากการวิเคราะห์ตัวชี้วัดทางอุทกวิทยา39 ซึ่งอธิบายคุณสมบัติทางสถิติหรือพลวัตของชุดข้อมูลทางอุทกวิทยาที่ได้มาจากบันทึกระยะยาวจำนวนจำกัดและการครอบคลุมเชิงพื้นที่น้อยที่สุด สำหรับสภาพทางอุทกวิทยาที่สอดคล้องกันในน่านน้ำปากแม่น้ำของ NWP หรือมหาสมุทรชายฝั่งที่อยู่ติดกันนั้น ไม่มีบันทึกภาคสนามระยะยาวที่พร้อมใช้งาน เนื่องจากกิจกรรมทางเศรษฐกิจและสังคมชายฝั่งมีความเปราะบางต่อผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การใช้แนวทางแบบบูรณาการระหว่างแผ่นดินและทะเลในการจัดการและการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจึงเป็นสิ่งจำเป็น40 เพื่อแก้ไขความท้าทายนี้ เราได้บูรณาการแบบจำลองทางอุทกวิทยา (1990–2020) กับข้อมูลที่ได้จากดาวเทียมและข้อมูลการวิเคราะห์ซ้ำเกี่ยวกับสภาพพื้นผิวทะเล (1993–2020) แนวทางนี้มีเป้าหมายหลักสองประการ: (1) เพื่อประเมินแนวโน้มทางประวัติศาสตร์ของตัวชี้วัดทางอุทกวิทยาในระดับภูมิภาค และ (2) เพื่อตรวจสอบผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ต่อระบบชายฝั่งที่อยู่ติดกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับความเค็ม อุณหภูมิ และความขุ่นของผิวน้ำทะเล
เราสามารถจัดหาเซนเซอร์อัจฉริยะหลากหลายประเภทเพื่อตรวจสอบระบบอุทกวิทยาและคุณภาพน้ำ ยินดีให้คำปรึกษา
วันที่เผยแพร่: 18 กันยายน 2024