Os ecossistemas aquáticos são componentes críticos do ambiente global. Além de serem contribuintes essenciais para a biodiversidade e produtividade ecológica, eles também fornecem uma variedade de serviços para as populações humanas, incluindo água para beber e irrigação, oportunidades recreativas e habitat para a pesca economicamente importante. No entanto, os sistemas aquáticos têm sido cada vez mais ameaçados, directa e indirectamente, pelas actividades humanas. Além dos desafios colocados pelas mudanças no uso da terra, poluição ambiental e desvio da água, espera-se que os sistemas aquáticos comecem em breve a sofrer o stress adicional das mudanças climáticas globais.
“Ecossistemas Aquáticos e Mudanças Climáticas Globais” é o sétimo de uma série de relatórios que examinam os impactos potenciais das mudanças climáticas no ambiente dos EUA. Ele detalha os impactos prováveis das mudanças climáticas no próximo século nos ecossistemas aquáticos dos EUA. Os autores do relatório, Drs. N. LeRoy Poff, Mark Brinson, e John Day, Jr. find:
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Aumentos na temperatura da água como resultado da mudança climática irão alterar os processos ecológicos fundamentais e a distribuição geográfica das espécies aquáticas. Tais impactos podem ser amenizados se as espécies tentarem se adaptar, migrando para um habitat adequado. Contudo, a alteração humana dos potenciais corredores migratórios pode limitar a capacidade das espécies de se deslocarem, aumentando a probabilidade de extinção das espécies e perda de biodiversidade.
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Alterações nos padrões sazonais de precipitação e escoamento irá alterar as características hidrológicas dos sistemas aquáticos, afectando a composição das espécies e a produtividade dos ecossistemas. As populações de organismos aquáticos são sensíveis a mudanças na frequência, duração e tempo dos eventos extremos de precipitação, tais como cheias ou secas. Mudanças na época do tempo sazonal de neve irão alterar os fluxos dos cursos de água, interferindo potencialmente com a reprodução de muitas espécies aquáticas.
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A mudança climática é susceptível de aumentar o stress nas zonas húmidas costeiras e de água doce sensíveis, que já são adversamente afectadas por uma variedade de outros impactos humanos, tais como regimes de fluxo alterados e deterioração da qualidade da água. As zonas húmidas são um habitat crítico para muitas espécies que estão mal adaptadas a outras condições ambientais e servem como componentes importantes da pesca costeira e marinha.
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Os ecossistemas aquáticos têm uma capacidade limitada de adaptação às alterações climáticas. A redução da probabilidade de impactos significativos para estes sistemas será criticamente dependente das actividades humanas que reduzem outras fontes de stress dos ecossistemas e aumentam a capacidade de adaptação. Estes incluem a manutenção de florestas ripárias, a redução da carga de nutrientes, a restauração de ecossistemas danificados, a minimização da retirada de águas subterrâneas e a colocação estratégica de quaisquer novos reservatórios para minimizar os efeitos adversos.
Os autores e o Centro agradecem a contribuição de Drs. Virginia Burkett, Judy Meyer, Elizabeth Strange e Alan Covich sobre este relatório. O Centro também gostaria de agradecer a Joel Smith da Stratus Consulting por sua assistência na gestão desta série de Impactos Ambientais.
Síntese Executiva
A mudança climática da magnitude projetada para os Estados Unidos nos próximos 100 anos causará mudanças significativas nos regimes de temperatura e padrões de precipitação em todos os Estados Unidos. Tais alterações climáticas representam sérios riscos para os ecossistemas terrestres de água doce (lagos, riachos, rios, zonas húmidas) e zonas húmidas costeiras, e podem afectar negativamente numerosos serviços críticos que prestam às populações humanas.
As áreas geográficas de muitas espécies aquáticas e de zonas húmidas são determinadas pela temperatura. As temperaturas médias de superfície global são projetadas para aumentar de 1,5 a 5,8oC até 2100 (Houghton et al., 2001), mas os aumentos podem ser maiores nos Estados Unidos (Wigley, 1999). Espera-se que os aumentos projetados na temperatura média nos Estados Unidos perturbem grandemente os atuais padrões de distribuição de plantas e animais nos ecossistemas de água doce e zonas úmidas costeiras. Por exemplo, prevê-se que peixes de água fria como a truta e o salmão desapareçam de grandes porções da sua actual distribuição geográfica nos Estados Unidos continental, quando o aquecimento faz com que a temperatura da água exceda os seus limites de tolerância térmica. Espécies que estão isoladas em habitats próximos dos limites de tolerância térmica (como peixes em riachos das Grandes Planícies) ou que ocupam habitats raros e vulneráveis (como as zonas húmidas alpinas) podem ser extintas nos Estados Unidos. Em contraste, muitas espécies de peixes que preferem águas mais quentes, como o robalo de boca grande e a carpa, irão potencialmente expandir as suas gamas nos Estados Unidos e Canadá como águas de superfície quentes.
A produtividade dos ecossistemas de águas doces interiores e zonas húmidas costeiras também será significativamente alterada pelo aumento da temperatura da água. As águas mais quentes são naturalmente mais produtivas, mas as espécies específicas que florescem podem ser indesejáveis ou mesmo prejudiciais. Por exemplo, as florescências de algas “incómodas” que ocorrem em muitos lagos durante períodos quentes e ricos em nutrientes podem aumentar de frequência no futuro. Os grandes predadores de peixes que requerem água fria podem perder-se dos lagos mais pequenos à medida que a temperatura da água à superfície aquece, o que pode indirectamente causar mais florescência de algas “incómodas”, o que pode reduzir a qualidade da água e colocar potenciais problemas de saúde.
O aquecimento no Alasca deverá derreter as áreas permafrost, permitindo a queda dos lençóis freáticos pouco profundos no Verão; a subsequente secagem das zonas húmidas aumentará o risco de incêndios catastróficos de turfa e a libertação de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) e possivelmente metano na atmosfera.
Para além dos seus efeitos independentes, as mudanças de temperatura actuarão em sinergia com as mudanças no calendário sazonal do escoamento para os sistemas de água doce e costeiros. Em termos gerais, a qualidade da água provavelmente diminuirá muito, devido às reduções esperadas no verão do escoamento superficial e temperaturas elevadas. Estes efeitos serão transferidos para as espécies aquáticas porque os ciclos de vida de muitos estão intimamente ligados à disponibilidade e à temporização sazonal da água da precipitação e do escoamento superficial. Além disso, a perda do saco de neve de inverno reduzirá grandemente uma grande fonte de recarga de águas subterrâneas e escoamento superficial de verão, resultando em uma redução potencialmente significativa dos níveis de água em córregos, rios, lagos e áreas úmidas durante a estação de crescimento.
O seguinte resume o entendimento atual sobre os impactos potenciais das mudanças climáticas nos ecossistemas aquáticos americanos:
1. Os ecossistemas aquáticos e de zonas húmidas são muito vulneráveis às alterações climáticas. As taxas metabólicas dos organismos e a produtividade global dos ecossistemas são reguladas diretamente pela temperatura. Espera-se que os aumentos de temperatura projectados perturbem os actuais padrões de distribuição de plantas e animais nos ecossistemas aquáticos. Alterações na precipitação e escoamento superficial modificam a quantidade e qualidade do habitat dos organismos aquáticos e, portanto, influenciam indirectamente a produtividade e diversidade dos ecossistemas.
2. O aumento da temperatura da água provocará uma mudança na adequação térmica dos habitats aquáticos às espécies residentes. O sucesso com que as espécies podem mover-se através da paisagem dependerá dos corredores de dispersão, que variam regionalmente mas são geralmente restringidos pelas actividades humanas. Os peixes em cursos de água de planície e rios que não têm ligações a norte, e as espécies que necessitam de água fria (por exemplo, truta e salmão), são provavelmente as mais severamente afectadas. Algumas espécies irão expandir as suas áreas de distribuição nos Estados Unidos.
3. As mudanças sazonais no escoamento dos cursos de água terão efeitos negativos significativos em muitos ecossistemas aquáticos. Córregos, rios, zonas húmidas e lagos nas montanhas ocidentais e planícies do norte são os mais susceptíveis de serem afectados, porque estes sistemas são fortemente influenciados pela nevasca da Primavera e o aquecimento provocará o escoamento superficial no início do Inverno.
4. A perda de zonas húmidas nas regiões boreais do Alasca e do Canadá é susceptível de resultar em libertações adicionais de CO2 para a atmosfera. Modelos e estudos empíricos sugerem que o aquecimento global causará o derretimento do permafrost nas zonas úmidas do norte. A subsequente secagem dessas turfeiras boreais fará com que o carbono orgânico armazenado na turfa seja liberado na atmosfera como CO2 e possivelmente metano.
5. As zonas húmidas costeiras são particularmente vulneráveis à subida do nível do mar associada ao aumento da temperatura global. A innundação das zonas húmidas costeiras pela subida do nível do mar ameaça as plantas das zonas húmidas. Para que muitos destes sistemas persistam, é necessária uma entrada contínua de sedimentos em suspensão dos cursos de água e rios para permitir o aumento do solo.
6. A maioria das respostas ecológicas específicas às mudanças climáticas não podem ser previstas, porque novas combinações de espécies nativas e não nativas irão interagir em situações novas.Tais novas interacções podem comprometer a fiabilidade com que os bens e serviços ecossistémicos são fornecidos pelos ecossistemas aquáticos e de zonas húmidas.
7. O aumento da temperatura da água e a redução sazonal dos fluxos de água irão alterar muitos processos ecossistémicos com potenciais custos directos para a sociedade. Por exemplo, as águas mais quentes, em combinação com um elevado escoamento de nutrientes, irão provavelmente aumentar a frequência e extensão de florações de algas, reduzindo assim a qualidade da água e colocando potenciais problemas de saúde.
8. A forma como os seres humanos se adaptam a um clima em mudança irá influenciar grandemente o estado futuro dos ecossistemas de água doce e das zonas húmidas costeiras interiores. Minimizar os impactos adversos das actividades humanas através de políticas que promovam uma gestão mais baseada na ciência dos recursos aquáticos é o caminho mais bem sucedido para a continuação da saúde e sustentabilidade destes ecossistemas. As prioridades de gestão devem incluir o fornecimento de recursos aquáticos com qualidade e quantidades adequadas de água em momentos apropriados, reduzindo as cargas de nutrientes e limitando a propagação de espécies exóticas.
Overtudo, estas conclusões indicam que a mudança climática é uma ameaça significativa para a composição e função das espécies dos ecossistemas aquáticos nos Estados Unidos. No entanto, existem incertezas críticas quanto à forma como espécies específicas e ecossistemas inteiros irão responder às mudanças climáticas. Estas surgem tanto de incertezas sobre como o clima regional irá mudar, como de como os sistemas ecológicos complexos irão responder. Na verdade, como as alterações climáticas alteram a produtividade dos ecossistemas e a composição das espécies, esperam-se muitas mudanças ecológicas imprevistas que podem ameaçar os bens e serviços que estes sistemas fornecem aos seres humanos.