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 un análisis combinado de series temporales de caudal a largo plazo, simulación hidrológica y 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 escalas semanales, mensuales y estacionales. Estos cambios han sido más pronunciados en las cuencas del norte con régimen mixto (por ejemplo, el río Puelo), pero parecen estar avanzando 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 el norte de la Patagonia. Nuestros resultados subrayan la influencia en rápida evolución de los ríos en las aguas estuarinas y costeras adyacentes en el noroeste de la Patagonia. Subrayamos la necesidad de estrategias de observación, predicción, mitigación y adaptación interecosistémicas en un clima cambiante, junto con una gestión adaptativa correspondiente de las cuencas hidrográficas que suministran escorrentía a las aguas marinas costeras.
Los ríos son la principal fuente de agua dulce continental que llega a los océanos1. En los 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 provenientes de la costa y el océano abierto3. Estudios recientes han reportado alteraciones en el volumen y la cronología 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 deshielo— hasta tendencias decrecientes en latitudes medias debido al aumento de la sequía hidrológica7. Independientemente de la dirección y magnitud de las tendencias reportadas recientemente, el cambio climático se ha identificado como un importante impulsor de la alteración de los regímenes hidrológicos8, mientras que los impactos en las aguas costeras y los ecosistemas que sustentan aún no se han evaluado ni comprendido completamente9. Los cambios temporales en el caudal de los ríos, influenciados por el cambio climático (cambios en los patrones de precipitación y aumento de las temperaturas) y las presiones antropogénicas como las represas o embalses hidroeléctricos10,11, las derivaciones para riego y los cambios en el uso de la tierra12, 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 del ecosistema durante las sequías que aquellas dominadas por plantaciones forestales o agricultura15,16. En latitudes medias, la comprensión de los futuros impactos del cambio climático en el océano costero mediante la separación 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 Sudamérica) emerge como una de estas regiones bien conservadas, 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 aislamiento, las cuencas fluviales 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 las fuentes de agua dulce. Los aportes de agua dulce a las aguas costeras de la Patagonia noroccidental (PN; 41–46 ºS), incluyendo la precipitación directa y la escorrentía fluvial, interactúan con las masas de agua oceánicas, especialmente con el Agua Subantártica (ASA) de alta salinidad. Esto, a su vez, influye en los patrones de circulación, renovación del agua 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 SAAW24 y un mayor suministro de ortosilicato en la capa superficial25,26. Además, el aporte de agua dulce da como resultado un fuerte gradiente vertical de oxígeno disuelto (OD) en estas aguas estuarinas, con la capa superior mostrando generalmente una alta concentración de OD (6–8 mL L−1)27.
La intervención relativamente limitada que caracteriza las cuencas continentales de la Patagonia contrasta con el uso intensivo del litoral, especialmente por parte de la industria acuícola, un sector económico clave en Chile. Actualmente, Chile se encuentra entre los principales productores acuícolas del mundo, siendo el segundo mayor exportador de salmón y trucha, y el mayor exportador de mejillones28. El cultivo de salmón y mejillones, 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 relacionados con el clima31,32.
En las últimas décadas, estudios realizados en el noroeste del Pacífico han reportado una disminución en los aportes de agua dulce33 y proyectado una disminución en el caudal de los arroyos durante el verano y el otoño34, así como una 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 del ecosistema. 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 el noroeste del Pacífico han reportado una disminución en los aportes de agua dulce33 y proyectado una disminución en el caudal de los arroyos durante el verano y el otoño34, así como una 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 del ecosistema. 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 el Pacífico Noroccidental 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 del Pacífico Noroccidental o el océano costero adyacente, no se dispone de registros in situ a largo plazo. 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 adaptación al cambio climático40. Para abordar este desafío, hemos integrado modelos hidrológicos (1990-2020) con datos derivados de satélite 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.
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Fecha de publicación: 18 de septiembre de 2024