తీరప్రాంత జలాల్లోని హైడ్రోగ్రాఫిక్ మార్పులు వాయువ్య పటగోనియా అంతటా జలసంబంధమైన పాలనలలో వాతావరణ-ఆధారిత మార్పులను ప్రతిబింబిస్తాయి

మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌లలో వాతావరణ ఆధారిత మార్పులు తీరప్రాంత పర్యావరణ వ్యవస్థల నిర్మాణం మరియు పనితీరును ప్రభావితం చేస్తాయని తేలింది. ఇటీవలి దశాబ్దాలలో (1993–2021) వాయువ్య పటాగోనియా (NWP) తీరప్రాంత వ్యవస్థలపై నది ప్రవాహం ప్రభావంలో మార్పులను మేము విశ్లేషించాము, దీర్ఘకాలిక ప్రవాహ సమయ శ్రేణి, జలసంబంధమైన అనుకరణ, ఉపగ్రహ-ఉత్పన్న మరియు సముద్ర ఉపరితల పరిస్థితులపై (ఉష్ణోగ్రత, టర్బిడిటీ మరియు లవణీయత) తిరిగి విశ్లేషణ డేటా యొక్క మిశ్రమ విశ్లేషణ ద్వారా. ఆరు ప్రధాన నదీ పరీవాహక ప్రాంతాలలో విస్తరించి ఉన్న జోన్ అంతటా కనీస ప్రవాహ ప్రవాహంలో గణనీయమైన తగ్గుదల వార, నెలవారీ మరియు కాలానుగుణ ప్రమాణాల వద్ద స్పష్టంగా కనిపించింది. మిశ్రమ-పాలన ఉత్తర బేసిన్లలో (ఉదా., పుయెలో నది) ఈ మార్పులు ఎక్కువగా కనిపిస్తాయి కానీ నివాల్ పాలన ద్వారా వర్గీకరించబడిన నదులకు దక్షిణం వైపుకు వెళుతున్నట్లు కనిపిస్తున్నాయి. ప్రక్కనే ఉన్న రెండు-పొరల లోపలి సముద్రంలో, తగ్గిన మంచినీటి ఇన్‌పుట్ నిస్సారమైన హాలోక్లైన్ మరియు ఉత్తర పటాగోనియా అంతటా పెరిగిన ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. మా ఫలితాలు NWPలోని ప్రక్కనే ఉన్న నదీముఖద్వారం మరియు తీరప్రాంత జలాలపై నదుల వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న ప్రభావాన్ని నొక్కి చెబుతున్నాయి. మారుతున్న వాతావరణంలో క్రాస్-ఎకోసిస్టమ్ పరిశీలన, అంచనా, తగ్గింపు మరియు అనుసరణ వ్యూహాల అవసరాన్ని, తీరప్రాంత సముద్ర జలాలకు ప్రవాహాన్ని సరఫరా చేసే వ్యవస్థల యొక్క సంబంధిత అనుకూల బేసిన్ నిర్వహణతో పాటు మేము హైలైట్ చేస్తాము.

నదులు ఖండాంతర మంచినీటిని మహాసముద్రాలకు చేరవేసే ప్రధాన వనరులు1. పాక్షిక-పరివేష్టిత తీరప్రాంత వ్యవస్థలలో, నదులు ప్రసరణ ప్రక్రియలకు ముఖ్యమైన చోదక శక్తిగా ఉంటాయి2 మరియు భూసంబంధమైన మరియు సముద్ర పర్యావరణ వ్యవస్థల మధ్య వారధిగా ఉంటాయి, ఇవి తీరప్రాంత మరియు బహిరంగ మహాసముద్రాల నుండి పోషకాలు, సేంద్రియ పదార్థాలు మరియు అవక్షేపాలను రవాణా చేస్తాయి3. ఇటీవలి అధ్యయనాలు తీరప్రాంత మహాసముద్రానికి మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌ల పరిమాణం మరియు సమయంలో మార్పులను నివేదించాయి4. సమయ శ్రేణి మరియు జలసంబంధ నమూనాల విశ్లేషణలు వేర్వేరు స్పాటియోటెంపోరల్ నమూనాలను చూపుతాయి5, ఉదాహరణకు, అధిక అక్షాంశాల వద్ద మంచినీటి ఉత్సర్గాల్లో బలమైన పెరుగుదల నుండి6—మంచు కరగడం వల్ల—మధ్య అక్షాంశాల వద్ద పెరిగిన జలసంబంధమైన కరువు కారణంగా తగ్గుతున్న ధోరణుల వరకు7. ఇటీవల నివేదించబడిన ధోరణుల దిశ మరియు పరిమాణంతో సంబంధం లేకుండా, వాతావరణ మార్పు మారిన జలసంబంధ పాలనలకు ప్రధాన చోదకంగా గుర్తించబడింది8, అయితే తీరప్రాంత జలాలు మరియు అవి మద్దతు ఇచ్చే పర్యావరణ వ్యవస్థలపై ప్రభావాలను ఇంకా పూర్తిగా అంచనా వేయలేదు మరియు అర్థం చేసుకోలేదు9. వాతావరణ మార్పు (మారుతున్న అవపాత నమూనాలు మరియు పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతలు) మరియు జలవిద్యుత్ ఆనకట్టలు లేదా జలాశయాలు వంటి మానవజన్య పీడనాల ప్రభావంతో ప్రవాహ ప్రవాహంలో తాత్కాలిక మార్పులు10,11, నీటిపారుదల మళ్లింపులు మరియు భూ వినియోగ మార్పులు12, మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌లలో ధోరణులను విశ్లేషించడానికి సవాలుగా నిలుస్తాయి13,14. ఉదాహరణకు, అటవీ తోటలు లేదా వ్యవసాయం ఆధిపత్యం వహించే ప్రాంతాల కంటే అధిక వైవిధ్యం ఉన్న అడవులు కరువుల సమయంలో ఎక్కువ పర్యావరణ వ్యవస్థ స్థితిస్థాపకతను ప్రదర్శిస్తాయని అనేక అధ్యయనాలు చూపించాయి15,16. మధ్య అక్షాంశాల వద్ద, వాతావరణ మార్పు మరియు స్థానిక మానవజన్య అవాంతరాల ప్రభావాలను విడదీయడం ద్వారా తీరప్రాంత సముద్రంపై భవిష్యత్తు వాతావరణ మార్పు ప్రభావాలను అర్థం చేసుకోవడానికి పరిమిత మార్పులతో కూడిన సూచన వ్యవస్థల నుండి పరిశీలనలు అవసరం, తద్వారా జలసంబంధ పాలనలో మార్పులను స్థానిక మానవ అవాంతరాల నుండి వేరు చేయవచ్చు.

పశ్చిమ పటాగోనియా (>దక్షిణ అమెరికాలోని పసిఫిక్ తీరంలో 41°S) ఈ బాగా సంరక్షించబడిన ప్రాంతాలలో ఒకటిగా ఉద్భవించింది, ఇక్కడ ఈ పర్యావరణ వ్యవస్థలను పర్యవేక్షించడానికి మరియు రక్షించడానికి కొనసాగుతున్న పరిశోధనలు అవసరం. ఈ ప్రాంతంలో, స్వేచ్ఛగా ప్రవహించే నదులు సంక్లిష్టమైన తీర భూరూపశాస్త్రంతో సంకర్షణ చెందుతాయి, ఇవి ప్రపంచంలోని అత్యంత విస్తృతమైన స్థూల-నదీముఖద్వారాలలో ఒకదానిని ఏర్పరుస్తాయి17,18. వాటి దూరం కారణంగా, పటాగోనియా నదీ పరీవాహక ప్రాంతాలు అసాధారణంగా అంతరాయం లేకుండా ఉన్నాయి, అధిక స్థానిక అటవీ విస్తీర్ణం19, తక్కువ మానవ జనాభా సాంద్రత మరియు సాధారణంగా ఆనకట్టలు, జలాశయాలు మరియు నీటిపారుదల మౌలిక సదుపాయాలు లేవు. పర్యావరణ మార్పులకు ఈ తీర పర్యావరణ వ్యవస్థల దుర్బలత్వం ప్రధానంగా, పొడిగింపు ద్వారా, మంచినీటి వనరులతో వాటి పరస్పర చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వాయువ్య పటాగోనియా (NWP; 41–46ºS) తీరప్రాంత జలాల్లోకి మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌లు, ప్రత్యక్ష అవపాతం మరియు నది ప్రవాహంతో సహా, సముద్ర జల ద్రవ్యరాశితో, ముఖ్యంగా అధిక-లవణీయత గల సబ్‌అంటార్కిటిక్ నీరు (SAAW)తో సంకర్షణ చెందుతాయి. ఇది, బలమైన లవణీయత ప్రవణతల ఉత్పత్తి ద్వారా ప్రసరణ, నీటి పునరుద్ధరణ మరియు వెంటిలేషన్ నమూనాలను ప్రభావితం చేస్తుంది20, హాలోక్లైన్‌లో అధిక స్థాయి కాలానుగుణ వైవిధ్యం మరియు ప్రాదేశిక వైవిధ్యతతో21. ఈ రెండు నీటి వనరుల మధ్య పరస్పర చర్య ప్లాంక్టోనిక్ కమ్యూనిటీల కూర్పును కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది22, కాంతి క్షీణతను ప్రభావితం చేస్తుంది23, మరియు SAAW24లో నత్రజని మరియు భాస్వరం సాంద్రతల పలుచనకు దారితీస్తుంది25,26 ఉపరితల పొరలో ఆర్థోసిలికేట్ సరఫరాను మెరుగుపరుస్తుంది. అంతేకాకుండా, మంచినీటి ఇన్‌పుట్ ఈ నదీముఖద్వార జలాల్లో కరిగిన ఆక్సిజన్ (DO) యొక్క బలమైన నిలువు ప్రవణతకు దారితీస్తుంది, పై పొర సాధారణంగా అధిక DO సాంద్రతను (6–8 mL L−1)27 చూపిస్తుంది.

పటగోనియా ఖండాంతర బేసిన్‌లను వర్ణించే సాపేక్షంగా పరిమిత జోక్యం తీరప్రాంతాన్ని, ముఖ్యంగా చిలీలో కీలకమైన ఆర్థిక రంగమైన ఆక్వాకల్చర్ పరిశ్రమ ద్వారా తీవ్రంగా ఉపయోగించడంతో విభేదిస్తుంది. ప్రస్తుతం ప్రపంచంలోని అగ్రశ్రేణి ఆక్వాకల్చర్ ఉత్పత్తిదారులలో స్థానం పొందిన చిలీ, సాల్మన్ మరియు ట్రౌట్ యొక్క రెండవ అతిపెద్ద ఎగుమతిదారు మరియు మస్సెల్స్ యొక్క అతిపెద్ద ఎగుమతిదారు28. ప్రస్తుతం ఈ ప్రాంతంలో మొత్తం 24,000 హెక్టార్ల విస్తీర్ణంలో సుమారు 2300 రాయితీ ప్రదేశాలను ఆక్రమించిన సాల్మన్ మరియు మస్సెల్ వ్యవసాయం దక్షిణ చిలీలో గణనీయమైన ఆర్థిక విలువను ఉత్పత్తి చేస్తుంది29. ఈ అభివృద్ధి పర్యావరణ ప్రభావాలు లేకుండా లేదు, ముఖ్యంగా సాల్మన్ వ్యవసాయం విషయంలో, ఈ పర్యావరణ వ్యవస్థలకు బాహ్య పోషకాలతో దోహదపడే ఒక చర్య30. ఇది వాతావరణ సంబంధిత మార్పులకు చాలా హాని కలిగిస్తుందని కూడా చూపబడింది31,32.

ఇటీవలి దశాబ్దాలలో, NWPలో నిర్వహించిన అధ్యయనాలు మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌లలో తగ్గుదలని నివేదించాయి33 మరియు వేసవి మరియు శరదృతువులలో ప్రవాహ ప్రవాహంలో తగ్గుదలని, అలాగే జలసంబంధమైన కరువుల దీర్ఘకాలికతను అంచనా వేసాయి34. మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌లలో ఈ మార్పులు తక్షణ పర్యావరణ పారామితులను ప్రభావితం చేస్తాయి మరియు విస్తృత పర్యావరణ వ్యవస్థ డైనమిక్స్‌పై క్యాస్కేడింగ్ ప్రభావాలను కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, వేసవి-శరదృతువు కరువుల సమయంలో తీరప్రాంత ఉపరితల నీటిలో తీవ్ర పరిస్థితులు తరచుగా మారాయి మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో, హైపోక్సియా36, పెరిగిన పరాన్నజీవి మరియు హానికరమైన ఆల్గల్ బ్లూమ్స్32,37,38 (HABలు) ద్వారా ఆక్వాకల్చర్ పరిశ్రమను ప్రభావితం చేశాయి32,37,38 (HABలు).

ఇటీవలి దశాబ్దాలలో, NWPలో నిర్వహించిన అధ్యయనాలు మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌లలో తగ్గుదలని నివేదించాయి33 మరియు వేసవి మరియు శరదృతువులలో ప్రవాహ ప్రవాహంలో తగ్గుదలని, అలాగే జలసంబంధమైన కరువుల దీర్ఘకాలికతను అంచనా వేసాయి34. మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌లలో ఈ మార్పులు తక్షణ పర్యావరణ పారామితులను ప్రభావితం చేస్తాయి మరియు విస్తృత పర్యావరణ వ్యవస్థ డైనమిక్స్‌పై క్యాస్కేడింగ్ ప్రభావాలను కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, వేసవి-శరదృతువు కరువుల సమయంలో తీరప్రాంత ఉపరితల నీటిలో తీవ్ర పరిస్థితులు తరచుగా మారాయి మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో, హైపోక్సియా36, పెరిగిన పరాన్నజీవి మరియు హానికరమైన ఆల్గల్ బ్లూమ్స్32,37,38 (HABలు) ద్వారా ఆక్వాకల్చర్ పరిశ్రమను ప్రభావితం చేశాయి32,37,38 (HABలు).

NWP అంతటా మంచినీటి ఇన్‌పుట్‌ల క్షీణతపై ప్రస్తుత జ్ఞానం హైడ్రోలాజికల్ మెట్రిక్స్ విశ్లేషణపై ఆధారపడి ఉంటుంది39, ఇది పరిమిత సంఖ్యలో దీర్ఘకాలిక రికార్డులు మరియు కనీస ప్రాదేశిక కవరేజ్ నుండి తీసుకోబడిన హైడ్రోలాజికల్ డేటా సిరీస్ యొక్క గణాంక లేదా డైనమిక్ లక్షణాలను వివరిస్తుంది. NWP లేదా ప్రక్కనే ఉన్న తీర సముద్రం యొక్క నదీముఖద్వారం జలాల్లో సంబంధిత హైడ్రోగ్రాఫిక్ పరిస్థితుల విషయానికొస్తే, దీర్ఘకాలిక ఇన్-సిటు రికార్డులు అందుబాటులో లేవు. వాతావరణ మార్పు ప్రభావాలకు తీరప్రాంత సామాజిక-ఆర్థిక కార్యకలాపాల దుర్బలత్వాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, నిర్వహణ మరియు వాతావరణ మార్పులకు అనుగుణంగా సమగ్రమైన భూమి-సముద్ర ఇంటర్‌ఫేస్ విధానాన్ని అవలంబించడం తప్పనిసరి40. ఈ సవాలును పరిష్కరించడానికి, మేము సముద్ర ఉపరితల పరిస్థితులపై ఉపగ్రహ-ఉత్పన్న మరియు పునఃవిశ్లేషణ డేటాతో (1993–2020) హైడ్రోలాజికల్ మోడలింగ్ (1990–2020)ను సమగ్రపరిచాము. ఈ విధానానికి రెండు ప్రధాన లక్ష్యాలు ఉన్నాయి: (1) ప్రాంతీయ స్థాయిలో హైడ్రోలాజికల్ మెట్రిక్స్‌లో చారిత్రక ధోరణులను అంచనా వేయడం మరియు (2) ప్రక్కనే ఉన్న తీరప్రాంత వ్యవస్థకు ఈ మార్పుల యొక్క చిక్కులను పరిశీలించడం, ముఖ్యంగా సముద్ర ఉపరితల లవణీయత, ఉష్ణోగ్రత మరియు టర్బిడిటీకి సంబంధించి.

హైడ్రాలజీ మరియు నీటి నాణ్యతను పర్యవేక్షించడానికి మేము వివిధ రకాల స్మార్ట్ సెన్సార్లను అందించగలము, సంప్రదించడానికి స్వాగతం.