Akvatiske økosystemer er kritiske komponenter i det globale miljø. Ud over at være vigtige bidragydere til biodiversitet og økologisk produktivitet leverer de også en række tjenester til den menneskelige befolkning, herunder vand til drikkevand og kunstvanding, rekreative muligheder og levesteder for økonomisk vigtige fiskerier. De akvatiske systemer er imidlertid i stigende grad blevet truet, direkte og indirekte, af menneskelige aktiviteter. Ud over de udfordringer, der skyldes ændringer i arealanvendelsen, miljøforurening og vandafledning, forventes de akvatiske systemer snart at blive udsat for yderligere stress som følge af de globale klimaændringer.
“Aquatic Ecosystems and Global Climate Change” er den syvende i en række rapporter, der undersøger de potentielle virkninger af klimaændringer på det amerikanske miljø. Den beskriver de sandsynlige virkninger af klimaændringerne i løbet af det næste århundrede på USA’s akvatiske økosystemer. Rapportens forfattere, Dr. N. LeRoy Poff, Mark Brinson og John Day, Jr. finder:
-
Stigninger i vandtemperaturer som følge af klimaændringer vil ændre grundlæggende økologiske processer og den geografiske fordeling af vandlevende arter. Sådanne virkninger kan afhjælpes, hvis arterne forsøger at tilpasse sig ved at vandre til egnede levesteder. Men hvis mennesket ændrer potentielle vandringskorridorer, kan det begrænse arternes evne til at flytte sig, hvilket øger sandsynligheden for udryddelse af arter og tab af biodiversitet.
-
Ændringer i sæsonbestemte mønstre for nedbør og afstrømning vil ændre de hydrologiske karakteristika i akvatiske systemer og påvirke arternes sammensætning og økosystemets produktivitet. Populationer af akvatiske organismer er følsomme over for ændringer i hyppigheden, varigheden og tidspunktet for ekstreme nedbørshændelser som f.eks. oversvømmelser eller tørke. Ændringer i sæsonbestemte tidspunkter for snesmeltning vil ændre strømmene i vandløb og potentielt forstyrre mange vandlevende arters reproduktion.
-
Klimaændringerne vil sandsynligvis belaste følsomme ferskvands- og kystvådområder yderligere, som allerede er negativt påvirket af en række andre menneskelige påvirkninger, såsom ændrede strømningsregimer og forringelse af vandkvaliteten. Vådområder er et kritisk levested for mange arter, der er dårligt tilpasset andre miljøforhold, og de fungerer som vigtige komponenter i kyst- og havfiskeri.
-
Akvatiske økosystemer har en begrænset evne til at tilpasse sig klimaændringerne. En reduktion af sandsynligheden for betydelige påvirkninger af disse systemer vil være afgørende afhængig af menneskelige aktiviteter, der reducerer andre kilder til økosystemets stress og forbedrer tilpasningskapaciteten. Det drejer sig bl.a. om bevarelse af åskove, reduktion af næringsstofbelastningen, genopretning af beskadigede økosystemer, minimering af grundvandsindvinding og strategisk placering af nye reservoirer for at minimere de negative virkninger.
Forfatterne og centret er taknemmelige for det bidrag, som dr. Virginia Burkett, Judy Meyer, Elizabeth Strange og Alan Covich har ydet til denne rapport. Centret vil også gerne takke Joel Smith fra Stratus Consulting for hans bistand i forbindelse med forvaltningen af denne Environmental Impacts Series.
Resumé
Klimaændringer af den størrelsesorden, der forventes for USA i løbet af de næste 100 år, vil medføre betydelige ændringer i temperaturregimer og nedbørsmønstre i hele USA. Sådanne ændringer i klimaet udgør en alvorlig risiko for ferskvandsøkosystemer i indlandet (søer, vandløb, floder, vådområder) og vådområder ved kysten, og de kan have en negativ indvirkning på en lang række kritiske tjenester, som de leverer til menneskene.
Den geografiske udbredelse af mange vand- og vådområdearter er bestemt af temperaturen. De gennemsnitlige globale overfladetemperaturer forventes at stige med 1,5 til 5,8oC frem til 2100 (Houghton et al., 2001), men stigningerne kan være større i USA (Wigley, 1999). De forventede stigninger i middeltemperaturen i USA forventes i høj grad at forstyrre de nuværende mønstre for plante- og dyrefordeling i ferskvandsøkosystemer og vådområder ved kysterne. F.eks. forventes koldtvandsfisk som ørred og laks at forsvinde fra store dele af deres nuværende geografiske udbredelsesområde på det amerikanske fastland, når opvarmningen får vandtemperaturen til at overskride deres termiske tolerancegrænser. Arter, der er isoleret i levesteder tæt på den termiske tolerancegrænse (som f.eks. fisk i vandløb fra Great Plains), eller som lever i sjældne og sårbare levesteder (som f.eks. alpine vådområder), kan uddø i USA. Derimod vil mange fiskearter, der foretrækker varmere vand, som f.eks. storbars og karper, potentielt udvide deres udbredelsesområde i USA og Canada, efterhånden som overfladevandet bliver varmere.
Produktiviteten i ferskvands- og kystnære vådområdeøkosystemer vil også blive ændret betydeligt af stigninger i vandtemperaturen. Varmere vandområder er naturligvis mere produktive, men de særlige arter, der blomstrer, kan være uønskede eller endog skadelige. F.eks. kan man forvente, at de “generende” algeopblomstringer, der forekommer i mange søer i varme, næringsrige perioder, vil blive hyppigere i fremtiden. Store rovfisk, der kræver køligt vand, kan forsvinde fra mindre søer, efterhånden som overfladevandstemperaturerne bliver varmere, og dette kan indirekte medføre flere opblomstringer af generende alger, hvilket kan forringe vandkvaliteten og skabe potentielle sundhedsproblemer.
Opvarmningen i Alaska forventes at smelte permafrostområder, hvilket gør det muligt for lavvandede grundvandsspejle om sommeren at falde; den efterfølgende udtørring af vådområder vil øge risikoen for katastrofale tørvebrande og frigivelse af store mængder kuldioxid (CO2) og muligvis metan til atmosfæren.
Ud over de uafhængige virkninger vil temperaturændringer virke synergistisk med ændringer i den sæsonbestemte timing af afstrømningen til ferskvands- og kystsystemer. I store træk vil vandkvaliteten sandsynligvis blive kraftigt forringet som følge af den forventede reduktion af afstrømningen i sommerperioden og de forhøjede temperaturer. Disse virkninger vil også få konsekvenser for vandlevende arter, fordi mange af disse arters livscyklus er tæt knyttet til tilgængeligheden og den sæsonbestemte timing af vand fra nedbør og afstrømning. Desuden vil tabet af vinterens snedække i høj grad reducere en vigtig kilde til grundvandsdannelse og sommerafstrømning, hvilket kan resultere i en potentielt betydelig sænkning af vandstanden i vandløb, floder, søer og vådområder i vækstsæsonen.
Det følgende opsummerer den nuværende viden om klimaændringernes potentielle virkninger på USA’s akvatiske økosystemer:
1. Akvatiske økosystemer og vådområdeøkosystemer er meget sårbare over for klimaændringer. Organismernes stofskifte og økosystemernes samlede produktivitet er direkte reguleret af temperaturen. De forventede temperaturstigninger forventes at forstyrre de nuværende mønstre for plante- og dyrefordeling i akvatiske økosystemer. Ændringer i nedbør og afstrømning ændrer mængden og kvaliteten af levesteder for vandorganismer og påvirker således indirekte økosystemernes produktivitet og diversitet.
2. Stigninger i vandtemperaturen vil medføre et skift i den termiske egnethed af vandlevesteder for hjemmehørende arter. Den succes, hvormed arterne kan bevæge sig gennem landskabet, vil afhænge af spredningskorridorer, som varierer regionalt, men som generelt er begrænset af menneskelige aktiviteter. Fisk i lavlandsbække og -floder, der ikke har forbindelser mod nord, og arter, der kræver køligt vand (f.eks. ørred og laks), vil sandsynligvis blive hårdest ramt. Nogle arter vil udvide deres udbredelsesområde i USA.
3. Sæsonmæssige forskydninger i vandløbsafstrømningen vil have betydelige negative virkninger for mange akvatiske økosystemer. Vandløb, floder, vådområder og søer i de vestlige bjerge og på de nordlige sletter vil sandsynligvis blive mest påvirket, fordi disse systemer er stærkt påvirket af forårets snesmeltning, og opvarmningen vil medføre, at afstrømningen sker tidligere i vintermånederne.
4. Tab af vådområder i de boreale områder i Alaska og Canada vil sandsynligvis resultere i yderligere udledning af CO2 til atmosfæren. Modeller og empiriske undersøgelser tyder på, at den globale opvarmning vil medføre smeltning af permafrost i de nordlige vådområder. Den efterfølgende udtørring af disse boreale tørveområder vil medføre, at det organiske kulstof, der er lagret i tørven, frigives til atmosfæren som CO2 og muligvis metan.
5. Vådområder ved kysterne er særligt sårbare over for stigninger i havniveauet i forbindelse med stigende globale temperaturer. Oversvømmelse af kystnære vådområder som følge af stigende havniveau truer vådområdeplanter. For at mange af disse systemer kan bestå, er det nødvendigt med en fortsat tilførsel af suspenderet sediment fra indstrømmende vandløb og floder for at muliggøre tilvækst af jordbunden.
6. De fleste specifikke økologiske reaktioner på klimaændringer kan ikke forudsiges, fordi nye kombinationer af indfødte og ikkeindfødte arter vil interagere i nye situationer.Sådanne nye interaktioner kan bringe den pålidelighed, hvormed økosystemets varer og tjenester leveres af vand- og vådområdeøkosystemer, i fare.
7. Øgede vandtemperaturer og sæsonbestemt reduceret vandføring i vandløb vil ændre mange økosystemprocesser med potentielle direkte samfundsmæssige omkostninger. For eksempel vil varmere vand i kombination med stor afstrømning af næringsstoffer sandsynligvis øge hyppigheden og omfanget af generende algeopblomstringer og dermed forringe vandkvaliteten og skabe potentielle sundhedsproblemer.
8. Den måde, hvorpå mennesket tilpasser sig et skiftende klima, vil i høj grad påvirke den fremtidige status for ferskvands- og vådområdeøkosystemerne i ferskvandsområder og kystnære vådområder. Minimering af de negative virkninger af menneskelige aktiviteter gennem politikker, der fremmer en mere videnskabeligt baseret forvaltning af akvatiske ressourcer, er den mest succesfulde vej til fortsat sundhed og bæredygtighed for disse økosystemer. Forvaltningsprioriteterne bør omfatte tilvejebringelse af vandressourcer med tilstrækkelig vandkvalitet og vandmængder på passende tidspunkter, reduktion af næringsstofbelastningen og begrænsning af spredningen af eksotiske arter.
Samlet set viser disse konklusioner, at klimaændringer er en betydelig trussel mod artssammensætningen og funktionen af akvatiske økosystemer i USA. Der er imidlertid kritisk usikkerhed om den måde, hvorpå specifikke arter og hele økosystemer vil reagere på klimaændringerne. Dette skyldes både usikkerheden om, hvordan det regionale klima vil ændre sig, og hvordan komplekse økologiske systemer vil reagere. Efterhånden som klimaændringerne ændrer økosystemernes produktivitet og artssammensætning, forventes der nemlig mange uforudsete økologiske ændringer, som kan true de varer og tjenester, som disse systemer leverer til mennesker.