Se ha demostrado que los cambios en los aportes de agua dulce, impulsados por el clima, afectan la estructura y función de los ecosistemas costeros. Evaluamos los cambios en la influencia de la escorrentía fluvial en los sistemas costeros del Noroeste de la Patagonia (NWP) durante las últimas décadas (1993-2021) mediante el análisis combinado de series temporales de caudales a largo plazo, simulación hidrológica, datos satelitales y de reanálisis sobre las condiciones de la superficie del mar (temperatura, turbidez y salinidad). Se observaron disminuciones significativas en el caudal mínimo en una zona que abarca seis cuencas fluviales principales a escala semanal, mensual y estacional. Estos cambios han sido más pronunciados en las cuencas septentrionales de régimen mixto (p. ej., el río Puelo), pero parecen estar progresando hacia el sur, hacia ríos caracterizados por un régimen nival. En el mar interior adyacente de dos capas, la reducción del aporte de agua dulce se corresponde con una haloclina menos profunda y un aumento de las temperaturas superficiales en la Patagonia norte. Nuestros resultados subrayan la rápida evolución de la influencia de los ríos en las aguas estuarinas y costeras adyacentes en NWP. Destacamos la necesidad de estrategias de observación, previsión, mitigación y adaptación entre ecosistemas en un clima cambiante, junto con la correspondiente gestión adaptativa de cuencas de sistemas que suministran escorrentía a las aguas marinas costeras.
Los ríos son la principal fuente de aporte de agua dulce continental a los océanos1. En sistemas costeros semicerrados, los ríos son un motor esencial de los procesos de circulación2 y el puente entre los ecosistemas terrestres y marinos, transportando nutrientes, materia orgánica y sedimentos que complementan los del océano costero y abierto3. Estudios recientes han reportado alteraciones en el volumen y la sincronización de los aportes de agua dulce al océano costero4. Los análisis de series temporales y modelos hidrológicos muestran diferentes patrones espaciotemporales5, que van, por ejemplo, desde fuertes aumentos en las descargas de agua dulce en latitudes altas6 —debido al aumento del derretimiento del hielo— hasta tendencias decrecientes en latitudes medias debido al aumento de la sequía hidrológica7. Independientemente de la dirección y la magnitud de las tendencias reportadas recientemente, el cambio climático ha sido identificado como un importante impulsor de los regímenes hidrológicos alterados8, mientras que los impactos en las aguas costeras y los ecosistemas que sustentan aún no se han evaluado ni comprendido por completo9. Los cambios temporales en el caudal fluvial, influenciados por el cambio climático (modificación de los patrones de precipitación y aumento de las temperaturas) y las presiones antropogénicas, como las presas o embalses hidroeléctricos10,11, las desviaciones de riego y los cambios en el uso del suelo12, plantean un desafío para el análisis de las tendencias en los aportes de agua dulce13,14. Por ejemplo, varios estudios han demostrado que las áreas con una alta diversidad de bosques muestran una mayor resiliencia ecosistémica durante las sequías que aquellas dominadas por plantaciones forestales o agricultura15,16. En latitudes medias, comprender los futuros impactos del cambio climático en el océano costero mediante el desenredo de los efectos del cambio climático y las perturbaciones antropogénicas locales requiere observaciones de sistemas de referencia con alteración limitada para que los cambios en el régimen hidrológico puedan separarse de las perturbaciones humanas locales.
La Patagonia Occidental (> 41°S en la costa del Pacífico de América del Sur) emerge como una de estas regiones bien preservadas, donde la investigación continua es esencial para monitorear y salvaguardar estos ecosistemas. En esta región, los ríos de flujo libre interactúan con la compleja geomorfología costera para dar forma a uno de los macroestuarios más extensos del mundo17,18. Debido a su lejanía, las cuencas hidrográficas de la Patagonia permanecen notablemente inalteradas, con una alta cobertura de bosque nativo19, baja densidad de población humana y, en general, libres de represas, embalses e infraestructura de riego. La vulnerabilidad de estos ecosistemas costeros a los cambios ambientales depende principalmente, por extensión, de su interacción con fuentes de agua dulce. Los aportes de agua dulce a las aguas costeras del Noroeste de la Patagonia (NWP; 41–46 ºS), incluyendo la precipitación directa y la escorrentía fluvial, interactúan con las masas de agua oceánica, especialmente el Agua Subantártica de alta salinidad (SAAW). Esto, a su vez, influye en los patrones de circulación, renovación hídrica y ventilación20 mediante la generación de fuertes gradientes de salinidad, con un alto grado de variación estacional y heterogeneidad espacial en la haloclina21. La interacción entre estas dos fuentes de agua también influye en la composición de las comunidades planctónicas22, afecta la atenuación de la luz23 y conduce a una dilución de las concentraciones de nitrógeno y fósforo en el agua salada del este del este del este24 y a un mayor aporte de ortosilicato en la capa superficial25,26. Además, el aporte de agua dulce genera un fuerte gradiente vertical de oxígeno disuelto (OD) en estas aguas estuarinas, donde la capa superior generalmente muestra una alta concentración de OD (6–8 mL L−1)27.
La intervención relativamente limitada que caracteriza a las cuencas continentales de la Patagonia contrasta con el uso intensivo del litoral, especialmente por parte de la acuicultura, un sector económico clave en Chile. Chile, actualmente clasificado entre los principales productores acuícolas del mundo, es el segundo mayor exportador de salmón y trucha, y el mayor exportador de mejillones28. El cultivo de salmón y mejillón, que actualmente ocupa aproximadamente 2300 concesiones con una superficie total de aproximadamente 24 000 ha en la región, genera un valor económico significativo en el sur de Chile29. Este desarrollo no está exento de impactos ambientales, especialmente en el caso del cultivo de salmón, una actividad que aporta nutrientes exógenos a estos ecosistemas30. También se ha demostrado que es altamente vulnerable a los cambios climáticos31,32.
En las últimas décadas, estudios realizados en la PNT han reportado una disminución en los aportes de agua dulce33 y proyectado una disminución en el caudal fluvial durante el verano y el otoño34, así como la prolongación de las sequías hidrológicas35. Estos cambios en los aportes de agua dulce influyen en los parámetros ambientales inmediatos y tienen efectos en cascada sobre la dinámica general de los ecosistemas. Por ejemplo, las condiciones extremas en las aguas superficiales costeras durante las sequías de verano y otoño se han vuelto más frecuentes y, en algunos casos, han impactado la industria acuícola a través de la hipoxia36, el aumento del parasitismo y las floraciones de algas nocivas32,37,38 (FAN).
En las últimas décadas, estudios realizados en la PNT han reportado una disminución en los aportes de agua dulce33 y proyectado una disminución en el caudal fluvial durante el verano y el otoño34, así como la prolongación de las sequías hidrológicas35. Estos cambios en los aportes de agua dulce influyen en los parámetros ambientales inmediatos y tienen efectos en cascada sobre la dinámica general de los ecosistemas. Por ejemplo, las condiciones extremas en las aguas superficiales costeras durante las sequías de verano y otoño se han vuelto más frecuentes y, en algunos casos, han impactado la industria acuícola a través de la hipoxia36, el aumento del parasitismo y las floraciones de algas nocivas32,37,38 (FAN).
El conocimiento actual sobre la disminución de los aportes de agua dulce en NWP se basa en el análisis de métricas hidrológicas39, que describen las propiedades estadísticas o dinámicas de series de datos hidrológicos derivadas de un número limitado de registros a largo plazo y una cobertura espacial mínima. En cuanto a las condiciones hidrográficas correspondientes en las aguas estuarinas de NWP o el océano costero adyacente, no existen registros in situ a largo plazo disponibles. Dada la vulnerabilidad de las actividades socioeconómicas costeras a los impactos del cambio climático, es imperativo adoptar un enfoque integral de la interfaz tierra-mar para la gestión y la adaptación al cambio climático40. Para abordar este desafío, hemos integrado la modelización hidrológica (1990-2020) con datos satelitales y de reanálisis sobre las condiciones de la superficie del mar (1993-2020). Este enfoque tiene dos objetivos principales: (1) evaluar las tendencias históricas en las métricas hidrológicas a escala regional y (2) examinar las implicaciones de estos cambios para el sistema costero adyacente, en particular con respecto a la salinidad, la temperatura y la turbidez de la superficie del mar.
Podemos proporcionar diferentes tipos de sensores inteligentes para monitorear la hidrología y la calidad del agua, bienvenido a consultar.
Hora de publicación: 18 de septiembre de 2024