A vízi ökoszisztémák a globális környezet kritikus összetevői. Amellett, hogy alapvetően hozzájárulnak a biológiai sokféleséghez és az ökológiai termelékenységhez, számos szolgáltatást is nyújtanak az emberi lakosság számára, beleértve az ivó- és öntözővizet, a rekreációs lehetőségeket és a gazdaságilag fontos halászat élőhelyét. A vízi rendszereket azonban az emberi tevékenységek közvetlenül és közvetve egyre inkább veszélyeztetik. A földhasználat változása, a környezetszennyezés és a vízkivonás okozta kihívások mellett a vízi rendszerek várhatóan hamarosan a globális éghajlatváltozás okozta további stressznek is ki lesznek téve.
“Aquatic Ecosystems and Global Climate Change” a hetedik egy olyan jelentéssorozatban, amely az éghajlatváltozásnak az Egyesült Államok környezetére gyakorolt lehetséges hatásait vizsgálja. Részletesen bemutatja az éghajlatváltozás következő évszázadban várható hatásait az amerikai vízi ökoszisztémákra. A jelentés szerzői, Dr. N. LeRoy Poff, Mark Brinson és John Day, Jr. megállapítják:
-
Az éghajlatváltozás következtében a vízhőmérséklet emelkedése megváltoztatja az alapvető ökológiai folyamatokat és a vízi fajok földrajzi eloszlását. Ezeket a hatásokat enyhítheti, ha a fajok a megfelelő élőhelyre való vándorlással próbálnak alkalmazkodni. A potenciális vándorlási folyosók emberi beavatkozásai azonban korlátozhatják a fajok áttelepülési képességét, növelve a fajok kihalásának és a biológiai sokféleség csökkenésének valószínűségét.
-
A csapadék és a lefolyás szezonális mintázatának változása megváltoztatja a vízi rendszerek hidrológiai jellemzőit, ami hatással lesz a fajok összetételére és az ökoszisztéma termelékenységére. A vízi élőlények populációi érzékenyek a szélsőséges csapadékesemények, például árvizek vagy aszályok gyakoriságának, időtartamának és időzítésének változásaira. A hóolvadás szezonális időzítésének változásai megváltoztatják a patakok áramlását, ami számos vízi faj szaporodását befolyásolhatja.
-
Az éghajlatváltozás valószínűleg tovább terheli az érzékeny édesvízi és part menti vizes élőhelyeket, amelyeket már számos más emberi hatás, például a megváltozott áramlási rendszerek és a vízminőség romlása is hátrányosan érint. A vizes élőhelyek számos, más környezeti feltételekhez rosszul alkalmazkodott faj számára kritikus élőhelyet jelentenek, és a part menti és tengeri halászat fontos elemei.
-
A vízi ökoszisztémák csak korlátozottan képesek alkalmazkodni az éghajlatváltozáshoz. Az ezeket a rendszereket érő jelentős hatások valószínűségének csökkentése döntően az olyan emberi tevékenységektől függ, amelyek csökkentik az ökoszisztéma egyéb stresszforrásait és fokozzák az alkalmazkodóképességet. Ezek közé tartozik a parti erdők fenntartása, a tápanyagterhelés csökkentése, a károsodott ökoszisztémák helyreállítása, a talajvízkivétel minimalizálása és az új víztározók stratégiai elhelyezése a káros hatások minimalizálása érdekében.
A szerzők és a Központ hálásan köszönik Dr. Virginia Burkett, Judy Meyer, Elizabeth Strange és Alan Covich közreműködését a jelentés elkészítésében. A Központ ezúton is köszönetet mond Joel Smithnek a Stratus Consultingtól a környezeti hatásvizsgálati sorozat kezelésében nyújtott segítségéért.
Összefoglaló
A következő 100 évre az Egyesült Államokra előre jelzett mértékű éghajlatváltozás jelentős változásokat fog okozni a hőmérsékleti rendszerekben és a csapadékviszonyokban az Egyesült Államok egész területén. Az éghajlat ilyen változásai komoly kockázatot jelentenek a belvízi édesvízi ökoszisztémák (tavak, patakok, folyók, vizes élőhelyek) és a part menti vizes élőhelyek számára, és kedvezőtlenül befolyásolhatják az emberi lakosság számára nyújtott számos kritikus szolgáltatást.
A hőmérséklet határozza meg számos vízi és vizes élőhelyi faj földrajzi elterjedési területét. A globális felszíni átlaghőmérséklet az előrejelzések szerint 2100-ig 1,5-5,8oC-kal emelkedik (Houghton et al., 2001), de a növekedés nagyobb lehet az Egyesült Államokban (Wigley, 1999). Az Egyesült Államokban az átlaghőmérséklet előre jelzett növekedése várhatóan nagymértékben megzavarja a növények és állatok elterjedésének jelenlegi mintáit az édesvízi ökoszisztémákban és a part menti vizes élőhelyeken. Például a hidegvízi halak, mint a pisztráng és a lazac, az előrejelzések szerint eltűnnek jelenlegi földrajzi elterjedési területük nagy részéről az Egyesült Államok kontinentális részén, ha a felmelegedés következtében a vízhőmérséklet meghaladja a termikus tűréshatárukat. Azok a fajok, amelyek a hőtűrési határértékekhez közeli élőhelyeken elszigetelten élnek (mint például a síkvidéki patakok halai), vagy amelyek ritka és sérülékeny élőhelyeket foglalnak el (mint például az alpesi vizes élőhelyek), kihalhatnak az Egyesült Államokban. Ezzel szemben számos, a melegebb vizet kedvelő halfaj, mint például a nagyszájú sügér és a ponty, a felszíni vizek felmelegedésével potenciálisan kiterjeszti elterjedési területét az Egyesült Államokban és Kanadában.
A belvízi édesvízi és part menti vizes élőhelyek ökoszisztémáinak termelékenységét is jelentősen megváltoztatja a vízhőmérséklet emelkedése. A melegebb vizek természetesen termelékenyebbek, de az egyes fajok, amelyek virágzanak, nemkívánatosak vagy akár károsak is lehetnek. Például a meleg, tápanyagban gazdag időszakokban sok tóban előforduló “zavaró” algák virágzása a jövőben várhatóan egyre gyakoribbá válik. A felszíni vízhőmérséklet felmelegedésével a hűvös vizet igénylő nagytestű ragadozóhalak eltűnhetnek a kisebb tavakból, és ez közvetve több zavaró algavirágzást okozhat, ami csökkentheti a vízminőséget és potenciális egészségügyi problémákat okozhat.
Az alaszkai felmelegedés várhatóan megolvasztja a permafrosztos területeket, lehetővé téve a sekély nyári talajvízszint csökkenését; a vizes élőhelyek ezt követő kiszáradása növeli a katasztrofális tőzegtüzek kockázatát, és hatalmas mennyiségű szén-dioxid (CO2) és esetleg metán kerül a légkörbe.
A hőmérsékletváltozás a független hatások mellett szinergikusan fog hatni az édesvízi és part menti rendszerekbe történő lefolyás szezonális időzítésének változásával. Nagy vonalakban a vízminőség valószínűleg nagymértékben romlani fog a lefolyás várható nyári csökkenése és az emelkedett hőmérséklet miatt. Ezek a hatások a vízi fajokra is kihatással lesznek, mivel sok faj életciklusa szorosan kötődik a csapadékból és a lefolyásból származó víz elérhetőségéhez és szezonális időzítéséhez. Emellett a téli hótakaró csökkenése nagymértékben csökkenti a talajvíz feltöltődésének és a nyári lefolyásnak egyik fő forrását, ami a patakok, folyók, tavak és vizes élőhelyek vízszintjének jelentős csökkenéséhez vezethet a vegetációs időszakban.
A következőkben összefoglaljuk az éghajlatváltozásnak az Egyesült Államok vízi ökoszisztémáira gyakorolt lehetséges hatásaival kapcsolatos jelenlegi ismereteket:
1. A vízi és vizes élőhelyek ökoszisztémái nagyon érzékenyek az éghajlatváltozásra. Az élőlények anyagcseréjét és az ökoszisztémák általános termelékenységét közvetlenül a hőmérséklet szabályozza. A hőmérséklet előre jelzett emelkedése várhatóan megzavarja a vízi ökoszisztémákban a növények és állatok eloszlásának jelenlegi mintáit. A csapadék és a lefolyás változásai módosítják a vízi élőlények élőhelyének mennyiségét és minőségét, és így közvetve befolyásolják az ökoszisztémák termelékenységét és sokféleségét.
2. A vízhőmérséklet emelkedése a vízi élőhelyek termikus alkalmasságának megváltozását fogja okozni a rezidens fajok számára. Az, hogy a fajok milyen sikerrel tudnak a tájban mozogni, a terjedési folyosóktól függ, amelyek regionálisan eltérőek, de általában az emberi tevékenységek által korlátozottak. A legsúlyosabban valószínűleg az alföldi patakokban és folyókban élő, észak felé irányuló kapcsolatokkal nem rendelkező halak, valamint a hűvös vizet igénylő fajok (pl. pisztráng és lazac) lesznek érintettek. Néhány faj kiterjeszti elterjedési területét az Egyesült Államokban.
3. A patakok lefolyásának szezonális változása jelentős negatív hatással lesz számos vízi ökoszisztémára. A patakok, folyók, vizes élőhelyek és tavak a nyugati hegyvidéken és az északi síkságokon lesznek leginkább érintettek, mivel ezeket a rendszereket erősen befolyásolja a tavaszi hóolvadás, és a felmelegedés miatt a téli hónapokban korábban fog lefolyni a víz.
4. Alaszka és Kanada boreális régióiban a vizes élőhelyek elvesztése valószínűleg további CO2-kibocsátást fog eredményezni a légkörbe. Modellek és empirikus tanulmányok arra utalnak, hogy a globális felmelegedés a permafroszt olvadását fogja okozni az északi vizes élőhelyeken. Ezeknek a boreális tőzeglápoknak az ezt követő kiszáradása azt fogja okozni, hogy a tőzegben tárolt szerves szén CO2 és esetleg metán formájában a légkörbe kerül.
5. A part menti vizes élőhelyek különösen érzékenyek a globális hőmérséklet emelkedésével járó tengerszint-emelkedésre. A part menti vizes élőhelyek elárasztása a tengerszint emelkedése miatt veszélyezteti a vizes élőhelyi növényeket. Ahhoz, hogy sok ilyen rendszer fennmaradjon, a beáramló patakokból és folyókból származó szuszpendált üledék folyamatos bevitelére van szükség a talaj felhalmozódásához.
6. Az éghajlatváltozásra adott legtöbb konkrét ökológiai reakciót nem lehet előre jelezni, mivel az őshonos és nem őshonos fajok új kombinációi új helyzetekben fognak kölcsönhatásba lépni.Az ilyen újszerű kölcsönhatások veszélyeztethetik a vízi és vizes élőhelyek ökoszisztémáinak és szolgáltatásainak megbízhatóságát.
7. A megnövekedett vízhőmérséklet és a szezonálisan csökkenő vízhozam számos ökoszisztémafolyamatot fog megváltoztatni, ami közvetlen társadalmi költségekkel járhat. Például a melegebb vizek a magas tápanyaglefolyással együtt valószínűleg növelni fogják a zavaró algavirágzások gyakoriságát és kiterjedését, ezáltal csökkentve a vízminőséget és potenciális egészségügyi problémákat okozva.
8. Az, hogy az ember hogyan alkalmazkodik a változó éghajlathoz, nagyban befolyásolja a szárazföldi édesvízi és part menti vizes élőhelyek ökoszisztémáinak jövőbeli állapotát. Az emberi tevékenységek káros hatásainak minimalizálása a vízi erőforrásokkal való tudományosan megalapozottabb gazdálkodást elősegítő szakpolitikák révén a legsikeresebb út ezen ökoszisztémák folyamatos egészségének és fenntarthatóságának eléréséhez. A gazdálkodási prioritásoknak magukban kell foglalniuk a vízi erőforrások megfelelő vízminőségének és -mennyiségének megfelelő időben történő biztosítását, a tápanyagterhelés csökkentését és az egzotikus fajok terjedésének korlátozását.
Összességében ezek a következtetések azt mutatják, hogy az éghajlatváltozás jelentős veszélyt jelent az Egyesült Államok vízi ökoszisztémáinak fajösszetételére és működésére. Ugyanakkor kritikus bizonytalanságok vannak azzal kapcsolatban, hogy az egyes fajok és az egész ökoszisztémák hogyan fognak reagálni az éghajlatváltozásra. Ezek a bizonytalanságok egyrészt abból adódnak, hogy a regionális éghajlat hogyan fog változni, másrészt abból, hogy az összetett ökológiai rendszerek hogyan fognak reagálni. Valójában, ahogy az éghajlatváltozás megváltoztatja az ökoszisztémák termelékenységét és fajösszetételét, számos előre nem látható ökológiai változás várható, amelyek veszélyeztethetik azokat a javakat és szolgáltatásokat, amelyeket ezek a rendszerek az ember számára nyújtanak.