기후 변화로 인한 담수 유입량 변화는 연안 생태계의 구조와 기능에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 본 연구에서는 장기간의 하천 유량 시계열, 수문 시뮬레이션, 위성 및 재분석 자료를 활용한 해수면 조건(온도, 탁도, 염분) 분석을 통해 최근 수십 년(1993~2021년) 동안 북서 파타고니아(NWP) 연안 시스템에 대한 하천 유출량의 영향 변화를 평가했습니다. 6개 주요 하천 유역에 걸쳐 최소 유량이 주간, 월간, 계절별로 유의미하게 감소한 것을 확인했습니다. 이러한 변화는 혼합 하천 체계를 보이는 북부 유역(예: 푸엘로 강)에서 가장 두드러지게 나타났지만, 남쪽으로 갈수록 적설 하천 체계를 보이는 유역으로 확산되는 추세를 보였습니다. 인접한 2층 구조의 내해에서는 담수 유입량 감소가 북부 파타고니아 전역에 걸쳐 염분약층의 깊이 감소 및 표면 수온 상승과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 본 연구 결과는 북서 파타고니아에서 하천이 인접한 하구 및 연안 해역에 미치는 영향이 빠르게 변화하고 있음을 보여줍니다. 우리는 변화하는 기후 속에서 생태계 전반에 걸친 관측, 예측, 완화 및 적응 전략의 필요성을 강조하며, 연안 해역으로 유출수를 공급하는 시스템에 대한 이에 상응하는 적응형 유역 관리의 중요성을 역설합니다.
강은 대륙에서 해양으로 유입되는 담수의 주요 공급원입니다.1 반폐쇄형 연안 시스템에서 강은 순환 과정의 필수적인 동인2이자 육상 생태계와 해양 생태계를 연결하는 다리 역할을 하며, 연안 및 외해에서 유입되는 영양분, 유기물, 퇴적물을 보충합니다.3 최근 연구에서는 연안 해역으로 유입되는 담수의 양과 시기의 변화가 보고되었습니다.4 시계열 분석과 수문 모델 분석은 다양한 시공간적 패턴을 보여주는데,5 예를 들어 고위도 지역에서 빙하 융해 증가로 인한 담수 유출량의 급격한 증가6부터 중위도 지역에서 수문학적 가뭄 증가로 인한 감소 추세7까지 다양합니다. 최근 보고된 추세의 방향과 규모와 관계없이 기후 변화는 수문 체계 변화의 주요 원인으로 지목되었지만,8 연안 해역과 그곳에 서식하는 생태계에 미치는 영향은 아직 완전히 평가되고 이해되지 않았습니다.9 기후 변화(강수 패턴 변화 및 기온 상승)와 수력 발전 댐이나 저수지10,11, 관개 용수 전환, 토지 이용 변화12와 같은 인위적인 압력의 영향을 받는 유량의 시간적 변화는 담수 유입량 추세 분석에 어려움을 초래합니다13,14. 예를 들어, 여러 연구에서 다양한 수종의 산림이 있는 지역은 조림지나 농경지가 지배적인 지역보다 가뭄 시 생태계 회복력이 더 큰 것으로 나타났습니다15,16. 중위도 지역에서 기후 변화와 지역적인 인위적 교란의 영향을 구분하여 미래 기후 변화가 연안 해양에 미치는 영향을 이해하려면, 수문 체계의 변화를 지역적인 인간 활동의 교란과 분리할 수 있도록 변화가 제한적인 기준 시스템에서의 관측이 필요합니다.
남아메리카 태평양 연안의 서부 파타고니아(남위 41° 이상)는 지속적인 연구가 생태계 모니터링 및 보호에 필수적인, 잘 보존된 지역 중 하나로 꼽힙니다. 이 지역에서는 자유롭게 흐르는 강들이 복잡한 해안 지형과 상호작용하여 세계에서 가장 광범위한 거대 하구 중 하나를 형성합니다.17,18 파타고니아의 강 유역은 지리적으로 외딴 곳에 위치해 있어 원시림이 풍부하고, 인구 밀도가 낮으며, 일반적으로 댐, 저수지, 관개 시설이 없어 놀라울 정도로 자연 그대로의 모습을 유지하고 있습니다.19 이러한 해안 생태계의 환경 변화에 대한 취약성은 주로 담수원과의 상호작용에 달려 있습니다. 북서부 파타고니아(NWP; 남위 41~46°) 연안 해역으로 유입되는 담수(직접 강수 및 하천 유출수 포함)는 해양수, 특히 염도가 높은 아남극수(SAAW)와 상호작용합니다. 이는 결과적으로 강한 염분 구배를 생성하여 순환, 물 교체 및 환기 패턴에 영향을 미치며, 염분약층에서 계절적 변동과 공간적 이질성이 크게 나타납니다.20,21 이 두 수원의 상호작용은 또한 플랑크톤 군집의 구성에 영향을 미치고,22 빛 감쇠에 영향을 주며,23 남극해양수(SAAW)에서 질소와 인 농도를 희석시키고24 표층의 규산염 공급을 증가시킵니다.25,26 더욱이, 담수 유입은 이 하구 해역에서 용존산소(DO)의 강한 수직적 구배를 유발하며, 일반적으로 상층부는 높은 DO 농도(6~8mL L−1)를 나타냅니다.27
파타고니아 내륙 분지의 비교적 제한적인 인위적 개입은 칠레의 주요 경제 부문인 양식 산업을 중심으로 한 해안선의 집중적인 이용과 대조를 이룹니다. 현재 세계 최고의 양식 생산국 중 하나인 칠레는 연어와 송어 수출 2위, 홍합 수출 1위 국가입니다.28 현재 이 지역에서 약 2,300개의 양식 허가 구역(총 면적 약 24,000헥타르)에서 이루어지고 있는 연어와 홍합 양식은 칠레 남부 지역에 상당한 경제적 가치를 창출합니다.29 이러한 개발은 환경적 영향, 특히 연어 양식의 경우 외부 영양분을 생태계에 유입시키는 활동으로 인해 환경적 영향을 수반합니다.30 또한 기후 변화에 매우 취약한 것으로 나타났습니다.31,32
최근 수십 년 동안 북서태평양(NWP)에서 수행된 연구에 따르면 담수 유입량이 감소하고33 여름과 가을철 하천 유량이 감소할 것으로 예측되었으며34 수문학적 가뭄이 장기화될 것으로 예상되었습니다35. 이러한 담수 유입량의 변화는 즉각적인 환경 매개변수에 영향을 미치고 더 광범위한 생태계 역학에 연쇄적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 여름-가을 가뭄 동안 연안 표층수의 극한 조건이 더 자주 발생하고 있으며, 어떤 경우에는 저산소증36, 기생충 증가 및 유해 조류 번식(HAB)32,37,38을 통해 양식 산업에 영향을 미치고 있습니다.
최근 수십 년 동안 북서태평양(NWP)에서 수행된 연구에 따르면 담수 유입량이 감소하고33 여름과 가을철 하천 유량이 감소할 것으로 예측되었으며34 수문학적 가뭄이 장기화될 것으로 예상되었습니다35. 이러한 담수 유입량의 변화는 즉각적인 환경 매개변수에 영향을 미치고 더 광범위한 생태계 역학에 연쇄적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 여름-가을 가뭄 동안 연안 표층수의 극한 조건이 더 자주 발생하고 있으며, 어떤 경우에는 저산소증36, 기생충 증가 및 유해 조류 번식(HAB)32,37,38을 통해 양식 산업에 영향을 미치고 있습니다.
북서태평양(NWP) 전역의 담수 유입량 감소에 대한 현재 지식은 제한된 수의 장기 기록과 최소한의 공간적 범위에서 도출된 수문 데이터 계열의 통계적 또는 동적 특성을 설명하는 수문학적 지표39 분석에 기반합니다. NWP 하구 수역이나 인접한 연안 해역의 해당 수문학적 조건에 대해서는 이용 가능한 장기 현장 기록이 없습니다. 기후 변화의 영향에 취약한 연안 사회경제적 활동을 고려할 때, 기후 변화에 대한 관리 및 적응을 위해 포괄적인 육해상 경계면 접근 방식을 채택하는 것이 필수적입니다40. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 수문 모델링(1990~2020)과 위성에서 얻은 해수면 조건 데이터(1993~2020)를 통합했습니다. 이 접근 방식의 두 가지 주요 목표는 (1) 지역 규모에서 수문학적 지표의 과거 추세를 평가하고 (2) 이러한 변화가 인접 연안 시스템, 특히 해수면 염분, 온도 및 탁도에 미치는 영향을 조사하는 것입니다.
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게시 시간: 2024년 9월 18일