يستمر تغير المناخ في سحب الأكسجين من الأنهار حول العالم، وفقاً لدراسة جديدة نُشرت في 15 مايو في مجلة Science Advances. وجد الباحثون أن هذا الانخفاض الطويل الأمد في الأكسجين يحدث في معظم أنظمة الأنهار، مع بروز الأنهار المدارية كالأكثر عرضة للخطر. تشير النتائج إلى حاجة ملحة لاستراتيجيات تهدف إلى إبطاء فقدان الأكسجين في النظم البيئية للمياه العذبة - لأنه على ما يبدو، الأسماك تحتاج أيضاً إلى التنفس.
قاد الدراسة البروفيسور كون شي من معهد نانجينغ للجغرافيا وعلم البحيرات (NIGLAS) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم. وكان الدكتور تشي غوان المؤلف الأول، وشارك في المشروع أيضاً باحث من جامعة تونغجي. لذا، ثلاث هتافات للتعاون الدولي في الأخبار السيئة.
يلعب الأكسجين المذاب دوراً حاسماً في الحفاظ على صحة النظم البيئية للأنهار. فهو يدعم الكائنات المائية، ويساعد في الحفاظ على التنوع البيولوجي، ويؤثر على العمليات البيوجيوكيميائية الهامة. عندما تنخفض مستويات الأكسجين، يمكن أن تتدهور صحة النهر، مما يعرض الأسماك والأنواع الأخرى في المياه العذبة للخطر. بعبارة أخرى، الماء بدون أكسجين هو مجرد فراغ رطب.
لفحص كيفية تغير مستويات الأكسجين في الأنهار بمرور الوقت، استخدم الباحثون خوارزمية تكديس تعلم آلي لتحليل الملاحظات من 21,439 مقطعاً نهرياً حول العالم تم جمعها على مدى أربعة عقود تقريباً (1985-2023). كشف تحليلهم عن اتجاه عالمي واضح. انخفضت مستويات الأكسجين في الأنهار بمعدل متوسط قدره -0.045 ملغم/لتر لكل عقد، وأظهرت 78.8% من الأنهار المشمولة في الدراسة علامات على نزع الأكسجين. هذا كثير من الأنهار تحبس أنفاسها.
تم العثور على أقوى فقدان للأكسجين في الأنهار المدارية الواقعة بين 20° جنوباً و20° شمالاً، بما في ذلك الأنهار في الهند. فاجأت هذه النتيجة الباحثين لأن العلماء توقعوا سابقاً أن الأنهار في خطوط العرض العليا، حيث يكون الاحترار غالباً أكثر شدة، ستواجه أكبر مخاطر نزع الأكسجين. بدلاً من ذلك، أظهرت الدراسة أن الأنهار المدارية تميل بالفعل إلى تركيزات أكسجين أقل، مما يجعلها عرضة بشكل خاص عندما تستمر مستويات الأكسجين في الانخفاض. إلى جانب معدلات نزع الأكسجين الأسرع، تزيد هذه الظروف من احتمالية حدوث أحداث نقص الأكسجين، عندما يصبح الأكسجين نادراً جداً لدعم العديد من أشكال الحياة المائية. لذا، الأسماك المدارية، ابدأن في تمرين وجوه حبس الأنفاس.
كما فحص الباحثون كيف تؤثر أنماط تدفق النهر واحتجاز السدود على انخفاض الأكسجين. بدت كل من ظروف التدفق المنخفض والتدفق العالي تقلل جزئياً من نزع الأكسجين مقارنة بظروف التدفق العادي. شهدت الأنهار التي تعاني من ظروف التدفق المنخفض معدل نزع أكسجين أقل بنسبة 18.6%، بينما ارتبطت ظروف التدفق العالي بمعدل أقل بنسبة 7.0%. لذا، منطقة غولديلوكس لتدفق النهر هي على ما يبدو متطرفة - منخفضة أو عالية، فقط لا متوسطة.
أنتج احتجاز السدود تأثيرات مختلفة اعتماداً على عمق الخزان. في الخزانات الضحلة، أدى الاحتجاز إلى تسريع فقدان الأكسجين. في الخزانات الأعمق، ومع ذلك، ساعد في تقليل نزع الأكسجين في المنطقة المحتجزة. اتضح أن العمق مهم، حتى للأكسجين.
أظهر تحليل إضافي أن انخفاض ذوبان الأكسجين الناجم عن الاحترار المناخي كان المحرك الرئيسي وراء الانخفاض العالمي للأكسجين، حيث شكل 62.7% من التغيرات الملحوظة. ساهم التمثيل الغذائي للنظام البيئي، المتأثر بعوامل مثل درجة الحرارة والضوء وتدفق المياه، بنسبة 12% من نزع الأكسجين. كما حقق الفريق في دور موجات الحر. أظهرت نتائجهم أن أحداث الموجات الحارة شكلت 22.7% من نزع الأكسجين العالمي في الأنهار. زادت موجات الحرارة من معدل نزع الأكسجين بمقدار 0.01 ملغم/لتر لكل عقد مقارنة بالظروف تحت متوسط درجات الحرارة المناخية. لذا، موجات الحرارة هي أساساً أسوأ عدو للنهر - وهي لا تحاول حتى.
بشكل عام، تسلط النتائج الضوء على التأثير المتزايد للاحترار المناخي على النظم البيئية للمياه العذبة الجارية، والمعروفة أيضاً باسم النظم البيئية اللوتية. يقول الباحثون إن الأنهار المدارية يجب أن تعتبر أولوية قصوى لجهود التخفيف التي تهدف إلى منع تفاقم استنزاف الأكسجين. توفر الدراسة أيضاً أساساً علمياً لـ...