Ecosistemele acvatice sunt componente critice ale mediului global. Pe lângă faptul că contribuie în mod esențial la biodiversitate și la productivitatea ecologică, ele oferă, de asemenea, o varietate de servicii pentru populațiile umane, inclusiv apă pentru băut și irigații, oportunități de recreere și habitat pentru pescăriile importante din punct de vedere economic. Cu toate acestea, sistemele acvatice au fost din ce în ce mai amenințate, direct și indirect, de activitățile umane. Pe lângă provocările reprezentate de schimbarea utilizării terenurilor, de poluarea mediului și de devierea apei, se așteaptă ca sistemele acvatice să înceapă în curând să se confrunte cu stresul suplimentar cauzat de schimbările climatice globale.
„Ecosistemele acvatice și schimbările climatice globale” este al șaptelea dintr-o serie de rapoarte care examinează impactul potențial al schimbărilor climatice asupra mediului din SUA. Acesta detaliază impactul probabil al schimbărilor climatice din următorul secol asupra ecosistemelor acvatice din SUA. Autorii raportului, Dr. N. LeRoy Poff, Mark Brinson și John Day, Jr. constată:
-
Creșterea temperaturilor apei ca urmare a schimbărilor climatice va modifica procesele ecologice fundamentale și distribuția geografică a speciilor acvatice. Aceste impacturi pot fi ameliorate dacă speciile încearcă să se adapteze prin migrarea către un habitat adecvat. Cu toate acestea, alterarea de către om a coridoarelor potențiale de migrație poate limita capacitatea speciilor de a se reloca, crescând probabilitatea de dispariție a speciilor și de pierdere a biodiversității.
-
Modificările modelelor sezoniere ale precipitațiilor și scurgerilor vor modifica caracteristicile hidrologice ale sistemelor acvatice, afectând compoziția speciilor și productivitatea ecosistemelor. Populațiile de organisme acvatice sunt sensibile la schimbările în ceea ce privește frecvența, durata și momentul producerii evenimentelor de precipitații extreme, cum ar fi inundațiile sau seceta. Schimbările în calendarul sezonier al topirii zăpezii vor modifica debitele cursurilor de apă, putând interfera cu reproducerea multor specii acvatice.
-
Clădirile climatice vor afecta și mai mult zonele umede sensibile de apă dulce și de coastă, care sunt deja afectate în mod negativ de o serie de alte impacturi umane, cum ar fi modificarea regimurilor de curgere și deteriorarea calității apei. Zonele umede sunt un habitat critic pentru multe specii care sunt slab adaptate la alte condiții de mediu și servesc drept componente importante ale pescuitului costier și marin.
-
Ecosistemele acvatice au o capacitate limitată de adaptare la schimbările climatice. Reducerea probabilității unor efecte semnificative asupra acestor sisteme va depinde în mod esențial de activitățile umane care reduc alte surse de stres al ecosistemelor și sporesc capacitatea de adaptare. Printre acestea se numără menținerea pădurilor riverane, reducerea încărcăturii de nutrienți, refacerea ecosistemelor deteriorate, reducerea la minimum a extragerii apelor subterane și amplasarea strategică a oricăror noi rezervoare pentru a minimiza efectele negative.
Autorii și Centrul recunosc cu recunoștință contribuția Dr. Virginia Burkett, Judy Meyer, Elizabeth Strange și Alan Covich la acest raport. Centrul ar dori, de asemenea, să-i mulțumească lui Joel Smith de la Stratus Consulting pentru asistența sa în gestionarea acestei serii de impact asupra mediului.
Rezumat executiv
Schimbările climatice de amploarea proiectată pentru Statele Unite în următorii 100 de ani vor provoca schimbări semnificative ale regimurilor de temperatură și ale modelelor de precipitații pe teritoriul Statelor Unite. Astfel de modificări ale climei prezintă riscuri serioase pentru ecosistemele de apă dulce interioare (lacuri, cursuri de apă, râuri, zone umede) și pentru zonele umede de coastă și pot afecta negativ numeroase servicii critice pe care acestea le furnizează populațiilor umane.
Locuțiile geografice ale multor specii acvatice și de zone umede sunt determinate de temperatură. Se estimează că temperaturile medii globale de suprafață vor crește cu 1,5 până la 5,8oC până în 2100 (Houghton et al., 2001), dar creșterile pot fi mai mari în Statele Unite (Wigley, 1999). Se așteaptă ca creșterile preconizate ale temperaturii medii în Statele Unite să perturbe foarte mult modelele actuale de distribuție a plantelor și animalelor în ecosistemele de apă dulce și în zonele umede de coastă. De exemplu, se preconizează că peștii de apă rece, cum ar fi păstrăvul și somonul, vor dispărea din porțiuni mari din aria lor de răspândire geografică actuală în Statele Unite continentale, atunci când încălzirea va face ca temperatura apei să depășească limitele lor de toleranță termică. Speciile care sunt izolate în habitate apropiate de limitele de toleranță termică (cum ar fi peștii din cursurile de apă din Marile Câmpii) sau care ocupă habitate rare și vulnerabile (cum ar fi zonele umede alpine) ar putea dispărea în Statele Unite. În schimb, multe specii de pești care preferă apele mai calde, cum ar fi bibanul cu gură mare și crapul, își vor putea extinde aria de răspândire în Statele Unite și Canada pe măsură ce apele de suprafață se încălzesc.
Productivitatea ecosistemelor de apă dulce interioară și a zonelor umede de coastă va fi, de asemenea, modificată în mod semnificativ de creșterea temperaturii apei. Apele mai calde sunt în mod natural mai productive, dar speciile particulare care înfloresc pot fi nedorite sau chiar dăunătoare. De exemplu, este de așteptat ca înmulțirea algelor „dăunătoare” care apar în multe lacuri în timpul perioadelor calde și bogate în nutrienți să crească în viitor. Prădătorii mari de pești, care au nevoie de apă rece, ar putea dispărea din lacurile mai mici pe măsură ce temperaturile apei de suprafață se încălzesc, ceea ce ar putea provoca indirect o mai mare înflorire a algelor deranjante, ceea ce poate reduce calitatea apei și poate crea potențiale probleme de sănătate.
Se așteaptă ca încălzirea din Alaska să topească zonele de permafrost, permițând scăderea nivelului freatic de vară al apelor subterane de mică adâncime; uscarea ulterioară a zonelor umede va crește riscul unor incendii catastrofale de turbă și eliberarea în atmosferă a unor cantități mari de dioxid de carbon (CO2) și, posibil, de metan.
În plus față de efectele sale independente, schimbările de temperatură vor acționa sinergic cu schimbările în calendarul sezonier al scurgerilor către sistemele de apă dulce și de coastă. În linii mari, calitatea apei va scădea probabil foarte mult, din cauza reducerilor așteptate în timpul verii în ceea ce privește scurgerile și a temperaturilor ridicate. Aceste efecte se vor extinde asupra speciilor acvatice, deoarece ciclurile de viață ale multora dintre ele sunt strâns legate de disponibilitatea și de calendarul sezonier al apei provenite din precipitații și din scurgerile de apă. În plus, pierderea stratului de zăpadă din timpul iernii va reduce foarte mult o sursă majoră de reîncărcare a pânzei freatice și de scurgere a apelor de vară, ceea ce va avea ca rezultat o scădere potențial semnificativă a nivelului apei în cursurile de apă, râurile, lacurile și zonele umede în timpul sezonului de vegetație.
În cele ce urmează sunt rezumate cunoștințele actuale cu privire la impactul potențial al schimbărilor climatice asupra ecosistemelor acvatice din SUA:
1. Ecosistemele acvatice și ale zonelor umede sunt foarte vulnerabile la schimbările climatice. Ratele metabolice ale organismelor și productivitatea globală a ecosistemelor sunt direct reglementate de temperatură. Se așteaptă ca creșterile preconizate ale temperaturii să perturbe modelele actuale de distribuție a plantelor și animalelor în ecosistemele acvatice. Schimbările în ceea ce privește precipitațiile și scurgerile modifică cantitatea și calitatea habitatului pentru organismele acvatice și, astfel, influențează indirect productivitatea și diversitatea ecosistemelor.
2. Creșterile temperaturii apei vor provoca o schimbare în ceea ce privește adecvarea termică a habitatelor acvatice pentru speciile rezidente. Succesul cu care speciile se pot deplasa prin peisaj va depinde de coridoarele de dispersie, care variază la nivel regional, dar sunt în general restricționate de activitățile umane. Peștii din cursurile de apă și râurile din zonele joase care nu au conexiuni spre nord și speciile care au nevoie de apă rece (de exemplu, păstrăvul și somonul) vor fi probabil cei mai grav afectați. Unele specii își vor extinde aria de răspândire în Statele Unite.
3. Schimbările sezoniere ale scurgerii cursurilor de apă vor avea efecte negative semnificative asupra multor ecosisteme acvatice. Cursurile de apă, râurile, zonele umede și lacurile din munții vestici și din nordul Câmpiei vor fi cel mai probabil afectate, deoarece aceste sisteme sunt puternic influențate de topirea zăpezilor de primăvară, iar încălzirea va face ca scurgerea să aibă loc mai devreme în lunile de iarnă.
4. Pierderea zonelor umede din regiunile boreale din Alaska și Canada va duce probabil la emisii suplimentare de CO2 în atmosferă. Modelele și studiile empirice sugerează că încălzirea globală va provoca topirea permafrostului în zonele umede din nord. Uscarea ulterioară a acestor turbării boreale va face ca carbonul organic stocat în turbă să fie eliberat în atmosferă sub formă de CO2 și, posibil, de metan.
5. Zonele umede de coastă sunt deosebit de vulnerabile la creșterea nivelului mării asociată cu creșterea temperaturilor globale. Inundarea zonelor umede de coastă de către creșterea nivelului mării amenință plantele din zonele umede. Pentru ca multe dintre aceste sisteme să persiste, este necesar un aport continuu de sedimente în suspensie de la cursurile de apă și râurile care curg, pentru a permite acumularea solului.
6. Majoritatea răspunsurilor ecologice specifice la schimbările climatice nu pot fi prevăzute, deoarece noile combinații de specii native și alogene vor interacționa în situații noi.Astfel de interacțiuni noi pot compromite fiabilitatea cu care sunt furnizate bunurile și serviciile ecosistemice de către ecosistemele acvatice și ale zonelor umede.
7. Creșterea temperaturii apei și reducerea sezonieră a debitelor cursurilor de apă vor modifica multe procese ecosistemice, cu potențiale costuri directe pentru societate. De exemplu, este probabil ca apele mai calde, în combinație cu scurgerile mari de nutrienți, să crească frecvența și amploarea înfloririi algelor dăunătoare, reducând astfel calitatea apei și punând potențiale probleme de sănătate.
8. Modul în care oamenii se adaptează la o climă în schimbare va influența în mare măsură starea viitoare a ecosistemelor de apă dulce interioară și a ecosistemelor zonelor umede de coastă. Reducerea la minimum a impactului negativ al activităților umane prin politici care promovează o gestionare mai mult bazată pe știință a resurselor acvatice este calea cea mai de succes spre sănătatea și durabilitatea continuă a acestor ecosisteme. Prioritățile de gestionare ar trebui să includă asigurarea resurselor acvatice cu o calitate și cantități adecvate de apă în momentele potrivite, reducerea încărcăturii de nutrienți și limitarea răspândirii speciilor exotice.
În ansamblu, aceste concluzii indică faptul că schimbările climatice reprezintă o amenințare semnificativă pentru compoziția speciilor și funcția ecosistemelor acvatice din Statele Unite. Cu toate acestea, există incertitudini critice cu privire la modul în care anumite specii și ecosisteme întregi vor răspunde la schimbările climatice. Acestea provin atât din incertitudinile privind modul în care se va schimba clima regională, cât și din modul în care vor răspunde sistemele ecologice complexe. Într-adevăr, pe măsură ce schimbările climatice modifică productivitatea ecosistemelor și compoziția speciilor, sunt așteptate multe schimbări ecologice neprevăzute care pot amenința bunurile și serviciile pe care aceste sisteme le oferă oamenilor.
.