Klimaatverandering onttrekt gestaag zuurstof aan rivieren over de hele wereld, volgens een nieuwe studie gepubliceerd op 15 mei in Science Advances. Onderzoekers ontdekten dat deze langdurige zuurstofafname plaatsvindt in de meeste riviersystemen, waarbij tropische rivieren het meest kwetsbaar blijken. De bevindingen wijzen op een dringende behoefte aan strategieën gericht op het vertragen van zuurstofverlies in zoetwaterecosystemen - want blijkbaar moeten vissen ook ademen.
De studie werd geleid door prof. Kun Shi van het Nanjing Institute of Geography and Limnology (NIGLAS) van de Chinese Academie van Wetenschappen. Dr. Qi Guan fungeerde als eerste auteur, en het project omvatte ook een onderzoeker van de Tongji Universiteit. Dus, drie hoeraatjes voor internationale samenwerking op slecht nieuws.
Opgeloste zuurstof speelt een cruciale rol bij het in stand houden van gezonde rivierecosystemen. Het ondersteunt waterorganismen, helpt biodiversiteit te behouden en beïnvloedt belangrijke biogeochemische processen. Wanneer zuurstofniveaus dalen, kan de gezondheid van rivieren verslechteren, waardoor vissen en andere zoetwatersoorten in gevaar komen. Met andere woorden, water zonder zuurstof is gewoon natte leegte.
Om te onderzoeken hoe zuurstofniveaus in rivieren in de loop van de tijd zijn veranderd, gebruikten de onderzoekers een machine-learning stacking-algoritme om waarnemingen van 21.439 riviertrajecten wereldwijd te analyseren, verzameld over bijna vier decennia (1985-2023). Hun analyse onthulde een duidelijke wereldwijde trend. De zuurstofniveaus in rivieren daalden met een gemiddelde snelheid van -0,045 mg L-1 per decennium, en 78,8% van de rivieren in de studie vertoonde tekenen van deoxygenatie. Dat zijn veel rivieren die hun adem inhouden.
De sterkste zuurstofverliezen werden gevonden in tropische rivieren tussen 20°ZB en 20°NB, waaronder rivieren in India. Dit resultaat verraste de onderzoekers omdat wetenschappers eerder hadden verwacht dat rivieren op hogere breedtegraden, waar de opwarming vaak intenser is, de grootste deoxygenatierisico's zouden lopen. In plaats daarvan toonde de studie aan dat tropische rivieren al lagere zuurstofconcentraties hebben, waardoor ze bijzonder kwetsbaar zijn wanneer zuurstofniveaus blijven dalen. In combinatie met snellere deoxygenatiesnelheden verhogen deze omstandigheden de kans op hypoxiegebeurtenissen, wanneer zuurstof te schaars wordt om veel vormen van waterleven te ondersteunen. Dus, tropische vissen, begin maar met het oefenen van je ademinhoudende gezichten.
De onderzoekers onderzochten ook hoe rivierstromingspatronen en damopslag de zuurstofafname beïnvloeden. Zowel lage-stromings- als hoge-stromingsomstandigheden leken de deoxygenatie gedeeltelijk te verminderen in vergelijking met normale-stromingsomstandigheden. Rivieren met lage stroming hadden een 18,6% lagere deoxygenatiesnelheid, terwijl hoge stroming geassocieerd werd met een 7,0% lagere snelheid. Dus, de Gulden Middenweg voor rivierstroming is blijkbaar extreem - laag of hoog, gewoon niet gemiddeld.
Damopslag produceerde verschillende effecten, afhankelijk van de reservoir diepte. In ondiepe reservoirs versnelde opslag het zuurstofverlies. In diepere reservoirs hielp het echter de deoxygenatie in het opgeslagen gebied te verminderen. Het blijkt dat diepte ertoe doet, zelfs voor zuurstof.
Verdere analyse toonde aan dat afnemende zuurstofoplosbaarheid door klimaatopwarming de belangrijkste drijfveer was achter de wereldwijde zuurstofafname, verantwoordelijk voor 62,7% van de waargenomen veranderingen. Ecosysteemmetabolisme, beïnvloed door factoren zoals temperatuur, licht en waterstroming, droeg 12% bij aan de deoxygenatie. Het team onderzocht ook de rol van hittegolven. Hun resultaten toonden aan dat hittegolfgebeurtenissen verantwoordelijk waren voor 22,7% van de wereldwijde rivierdeoxygenatie. Hittegolven verhoogden de deoxygenatiesnelheid met 0,01 mg L-1 per decennium in vergelijking met omstandigheden onder gemiddelde klimatologische temperaturen. Dus, hittegolven zijn eigenlijk de grootste vijand van de rivier - en ze proberen het niet eens.
Over het geheel genomen benadrukken de bevindingen de groeiende impact van klimaatopwarming op stromende zoetwaterecosystemen, ook wel lotische ecosystemen genoemd. De onderzoekers zeggen dat tropische rivieren een topprioriteit moeten zijn voor mitigatie-inspanningen gericht op het voorkomen van verslechterende zuurstofuitputting. De studie biedt ook een wetenschappelijke basis voor