기후 변화에 따른 담수 유입 변화는 해안 생태계의 구조와 기능에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 본 연구에서는 최근 수십 년(1993~2021년) 동안 북서부 파타고니아(NWP) 해안 시스템에 대한 하천 유출의 영향 변화를 장기 유량 시계열, 수문 시뮬레이션, 위성 자료 및 해수면 상태(온도, 탁도, 염도) 재분석 자료를 종합 분석하여 평가했습니다. 6개 주요 하천 유역에 걸쳐 최소 유량이 주간, 월간, 계절적으로 유의미하게 감소했습니다. 이러한 변화는 혼합 하천 체계를 가진 북부 유역(예: 푸엘로 강)에서 가장 두드러졌지만, 남하하여 해수 하천 체계를 가진 하천으로 이동하는 것으로 보입니다. 인접한 2층 내해에서 담수 유입 감소는 북부 파타고니아 전역의 염분 약층과 표면 온도 상승과 일치합니다. 본 연구 결과는 NWP의 인접 하구 및 연안 수역에 대한 하천의 영향력이 빠르게 변화하고 있음을 보여줍니다. 우리는 변화하는 기후 속에서 생태계 전반에 걸친 관찰, 예측, 완화 및 적응 전략의 필요성을 강조하며, 해안 해양에 유출수를 공급하는 시스템에 대한 이에 상응하는 적응형 유역 관리도 강조합니다.
강은 대륙에서 해양으로 유입되는 담수의 주요 공급원입니다.1 반폐쇄형 해안 시스템에서 강은 순환 과정의 필수 원동력이며,2 육상 생태계와 해양 생태계를 연결하는 가교 역할을 합니다. 3 해안 및 외해에서 유입되는 영양분, 유기물, 퇴적물을 보충합니다.4 최근 연구에서는 해안 해양으로 유입되는 담수의 양과 시기의 변화가 보고되었습니다.4 시계열 및 수문 모델 분석 결과, 다양한 시공간적 패턴5이 나타났습니다. 예를 들어, 고위도 지역에서는 빙하가 녹는 현상으로 담수 유출량이 크게 증가한 반면, 중위도 지역에서는 수문학적 가뭄 증가로 인해 감소하는 경향을 보입니다.7 최근 보고된 추세의 방향과 규모와는 관계없이, 기후 변화는 수문 체계 변화의 주요 원인으로 지적되어 왔으며,8 해안 수역과 그 생태계에 미치는 영향은 아직 완전히 평가되고 이해되지 않았습니다.9 기후 변화(강수 패턴 변화 및 기온 상승)와 수력 발전 댐이나 저수지10,11, 관개용수 전환, 토지 이용 변화12와 같은 인위적인 압력의 영향을 받는 유량의 시간적 변화는 담수 유입 추세 분석에 어려움을 야기합니다13,14. 예를 들어, 여러 연구에 따르면 산림 다양성이 높은 지역은 산림 조림이나 농업이 우세한 지역보다 가뭄 시 생태계 회복력이 더 높은 것으로 나타났습니다15,16. 중위도 지역에서 기후 변화의 영향과 지역적 인위적인 교란을 분리하여 연안 해양에 미치는 미래 기후 변화의 영향을 이해하려면 수문 체계의 변화와 지역적 인위적인 교란을 분리할 수 있도록 변화가 제한적인 기준 시스템에서의 관측이 필요합니다.
서부 파타고니아(남미 태평양 연안 남위 41도 이상)는 잘 보존된 지역 중 하나로, 이러한 생태계를 모니터링하고 보호하기 위한 지속적인 연구가 필수적입니다. 이 지역에서는 자유롭게 흐르는 강들이 복잡한 해안 지형과 상호작용하여 세계에서 가장 광범위한 거대 하구 중 하나를 형성합니다.17,18 파타고니아의 강 유역은 외딴 곳에 위치하여 놀라울 정도로 훼손되지 않은 상태를 유지하고 있으며, 높은 자생림 면적19, 낮은 인구 밀도, 그리고 일반적으로 댐, 저수지, 관개 시설 없이 유지됩니다. 이러한 해안 생태계가 환경 변화에 취약한 이유는 확장적으로 담수원과의 상호작용에 크게 좌우됩니다. 북서부 파타고니아(NWP, 남위 41~46도) 연안 해역으로 유입되는 담수(직접 강수 및 강 유출 포함)는 해양 수괴, 특히 고염도의 아남극해수(SAAW)와 상호작용합니다. 이는 다시 강한 염도 구배를 생성하여 순환, 수질 재생, 환기20 패턴에 영향을 미치며, 이는 염분층21의 높은 계절적 변동과 공간적 이질성을 수반합니다. 이 두 수원 간의 상호작용은 플랑크톤 군집의 구성22, 빛 감쇠23에도 영향을 미치며, SAAW24의 질소 및 인 농도 희석과 표층에서의 오르토규산염 공급 증가25,26으로 이어집니다. 더욱이, 담수 유입은 이러한 하구 수역에서 용존산소(DO)의 강한 수직 구배를 초래하며, 상층에서는 일반적으로 높은 DO 농도(6~8 mL L−1)27를 보입니다.
파타고니아 대륙 분지의 비교적 제한적인 개입은 칠레의 핵심 경제 부문인 양식업을 중심으로 해안선을 집중적으로 이용하는 방식과 대조를 이룹니다. 현재 세계 최고의 양식 생산국 중 하나인 칠레는 연어와 송어 수출국 2위, 홍합 수출국 1위입니다.28 현재 이 지역에 약 2,300개의 허가 부지와 총면적 약 24,000ha를 차지하고 있는 연어 및 홍합 양식업은 칠레 남부 지역에서 상당한 경제적 가치를 창출합니다.29 이러한 발전은 환경에 영향을 미치지만, 특히 연어 양식업의 경우 외생적 영양분을 통해 생태계에 기여하는 활동입니다.30 또한 기후 관련 변화에 매우 취약한 것으로 나타났습니다.31,32
최근 수십 년 동안 NWP에서 수행된 연구들은 담수 유입량 감소33를 보고했으며, 여름과 가을34 동안 하천 유량 감소와 수문학적 가뭄 연장35을 예측했습니다. 이러한 담수 유입량 변화는 즉각적인 환경 변수에 영향을 미치고 더 넓은 생태계 역학에 연쇄적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 여름-가을 가뭄 기간 동안 해안 표층수의 극한 상황이 더욱 빈번해졌으며, 경우에 따라 저산소증36, 기생충 증가, 유해 조류 대발생32,37,38(HABs)을 통해 양식업에 영향을 미쳤습니다.
최근 수십 년 동안 NWP에서 수행된 연구들은 담수 유입량 감소33를 보고했으며, 여름과 가을34 동안 하천 유량 감소와 수문학적 가뭄 연장35을 예측했습니다. 이러한 담수 유입량 변화는 즉각적인 환경 변수에 영향을 미치고 더 넓은 생태계 역학에 연쇄적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 여름-가을 가뭄 기간 동안 해안 표층수의 극한 상황이 더욱 빈번해졌으며, 경우에 따라 저산소증36, 기생충 증가, 유해 조류 대발생32,37,38(HABs)을 통해 양식업에 영향을 미쳤습니다.
NWP 전역의 담수 유입 감소에 대한 현재 지식은 수문 지표 분석39에 기반하며, 이는 제한된 수의 장기 기록과 최소한의 공간적 범위로부터 도출된 수문 자료 시리즈의 통계적 또는 동적 특성을 설명합니다. NWP 하구 수역 또는 인접 연안 해역의 해당 수문학적 조건에 대해서는 이용 가능한 장기 현장 기록이 없습니다. 해안 사회경제 활동이 기후 변화의 영향에 취약하다는 점을 고려할 때, 기후 변화 관리 및 적응에 대한 포괄적인 육지-해양 인터페이스 접근법을 채택하는 것이 필수적입니다.40 이러한 과제를 해결하기 위해 수문 모델링(1990~2020)과 위성 기반 및 해수면 상태 재분석 데이터(1993~2020)를 통합했습니다. 이 접근법은 두 가지 주요 목표를 가지고 있습니다. (1) 지역적 규모에서 수문 지표의 과거 추세를 평가하고 (2) 이러한 변화가 인접 연안 시스템, 특히 해수면 염도, 온도 및 탁도와 관련하여 미치는 영향을 조사하는 것입니다.
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게시 시간: 2024년 9월 18일