En ny analys av sötvattenresurser över hela världen visar att den uppdaterade planetära gränsen för sötvattenförändring överträffades i mitten av nittonhundratalet. Med andra ord, under det senaste århundradet har människor drivit jordens sötvattensystem långt bortom de stabila förhållanden som rådde före industrialiseringen.
Detta är första gången som den globala vattencykelförändringen har utvärderats över en så lång tidsskala med en lämplig referensbaslinje. Resultaten, publicerade i Nature Water , visar att mänskliga påfrestningar, såsom dammkonstruktion, storskalig bevattning och global uppvärmning, har förändrat sötvattenresurserna i en sådan utsträckning att deras förmåga att reglera viktiga ekologiska och klimatiska processer är i fara.
Det internationella forskarteamet beräknade månatligt strömflöde och markfuktighet vid en rumslig upplösning på ungefär 50 x 50 kilometer med hjälp av data från hydrologiska modeller som kombinerar alla större mänskliga effekter på sötvattenscykeln. Som utgångspunkt bestämde de förhållandena under den förindustriella perioden (1661–1860). De jämförde sedan industriperioden (1861–2005) mot denna baslinje.
Deras analys avslöjade en ökning av frekvensen av exceptionellt torra eller våta förhållanden - avvikelser i strömflöde och markfuktighet. Torra och våta avvikelser har konsekvent förekommit över väsentligt större områden sedan början av 1900-talet än under den förindustriella perioden. Totalt sett har det globala landområdet som upplever avvikelser nästan fördubblats jämfört med förindustriella förhållanden.
"Vi fann att exceptionella förhållanden nu är mycket vanligare och mer utbredda än tidigare, vilket tydligt visar hur mänskliga handlingar har förändrat tillståndet för den globala sötvattencykeln", säger Vili Virkki, doktorandforskare vid Aalto-universitetet och en av huvudförfattarna till papper.
Eftersom analysen gjordes med en hög rumslig och tidsmässig upplösning kunde forskarna utforska geografiska skillnader i avvikelserna. Exceptionellt torra strömflöden och markfuktighetsförhållanden blev vanligare i många tropiska och subtropiska regioner, medan många boreala och tempererade regioner såg en ökning av exceptionellt våta förhållanden, särskilt när det gäller markfuktighet. Dessa mönster matchar förändringar i vattentillgången på grund av klimatförändringar.
Det fanns mer komplexa mönster i många regioner med en lång historia av mänsklig markanvändning och jordbruk. Till exempel har flodbassängerna Nilen, Indus och Mississippi upplevt exceptionellt torra strömflöden och våta markfuktighetsförhållanden, vilket indikerar förändringar som drivs av bevattning.
"Att använda en metod som är konsekvent och jämförbar över hydrologiska variabler och geografiska skalor är avgörande för att förstå de biofysiska processer och mänskliga handlingar som driver de förändringar vi ser i sötvatten", förklarar Miina Porkka, som ledde studien på Aalto innan hon flyttade till Östra Finlands universitet.
Med denna heltäckande bild av förändringar i strömflöde och markfuktighet är forskare bättre rustade att undersöka orsaker och konsekvenser av förändringarna i sötvattenskretsloppet.
"Att förstå denna dynamik mer i detalj kan hjälpa till att vägleda policyer för att mildra den resulterande skadan - men vår omedelbara prioritet bör vara att minska det mänskligt drivna trycket på sötvattensystem, som är avgörande för livet på jorden", säger Aaltos docent Matti Kummu, senior författare till studien.
Mer information: Naturvatten (2024). DOI:10.1038/s44221-024-00208-7 , www.nature.com/articles/s44221-024-00208-7
Tillhandahålls av Aalto University
