Semi-arid coastal basins as indicators of climate crisis adaptation (SACBAD)

Categoría

Adaptación, Cambio Global, Política Pública

Tema

Agricultura, Medio ambiente, Recursos Hídricos, Sequías, Varios

Institución Mandante / financista

ANID/ATE 220055

Investigadores

Sebastian Vicuña, Francisco Meza, Aurora Gaxiola, Sarah Leray, Megan Williams. Investigadores asociados: Oscar Melo, Álvaro Gutiérrez. Investigadores post-doctorales: Victor Garcia, Lino Yovan, Valentina Strappa. Estudiantes PhD: David Poblete, Kiara Tessen, Inti Lefort, Rodolfo Gomez. Estudiantes MSc: P Zuñiga, Milton Quinteros. Personal técnico y administrativos: Eduardo Bustos, Nicolas Rodríguez, Raul Flores, Javier Vargas, Paula Toledo, María Inés Valdebenito.

Fecha de inicio

Noviembre 2023

Fecha de termino

Noviembre 2024

Objetivos del estudio / proyecto

• Objetivo 1: Comprensión y modelización del consumo de agua por parte de la agricultura en regiones semiáridas impactadas por el cambio climático. 
• Objetivo 2: Comprensión de los impactos del cambio climático en la fisiología de la vegetación de cuencas y su contribución al ciclo ecohidrológico de las cuencas costeras 
• Objetivo 3: Cuantificación del flujo de agua, la entrega de sedimentos y los cambios en el transporte de solutos en la interfaz costera sobre y debajo del suelo de cuencas semiáridas como resultado de fuerzas antropogénicas y climáticas y sus implicaciones 
• Objetivo 4: Evaluación de la vulnerabilidad de las cuencas costeras semiáridas 

Resumen

Según los últimos informes del IPCC “los cambios climáticos recientes se están intensificando y no tienen precedentes en miles de años”, convirtiéndose en una crisis climática que necesita atención urgente. Chile ha sido especialmente afectado por esta crisis por una sequía de más de 10 años de duración en la región central del país. Los cambios climáticos, se traducen en cambios en el hidrológico. Los sistemas naturales y artificiales tienen una capacidad limitada para adaptarse a estos cambios a fin de seguir prosperando. Comprender esta capacidad de adaptación y medir el progreso en la adaptación (o maladaptación) es una pregunta clave para comprender las consecuencias de la crisis climática y las opciones para hacerle frente. Cuencas ubicadas en zonas semiáridas se ven especialmente por la sequía en unión con la ubicación de actividades intensivas en uso de agua como la agricultura lo que afecta las condiciones en las desembocaduras de cuencas costeras donde existen ecosistemas acuáticos críticos. 

Nuestro trabajo se centra en cómo los cambios en los riesgos climáticos se transfieren a través de las conexiones en el sistema socioecológico de estas cuencas costeras ubicadas en condiciones semiáridas. La hipótesis de trabajo se presenta a través de la Figura 1, que presenta una representación esquemática de una cuenca costera que se conecta en dos direcciones con el océano. En color azul y celeste, presentamos el nivel histórico de las aguas subterráneas y el nivel del océano (previos a los cambios en los riesgos climáticos), incluyendo la ubicación de una interfaz entre agua dulce y salada. En un contexto previo al cambio climático, esperamos la ocurrencia de flujos superficiales permanentes, generalmente sostenidos por la escorrentía de las cuencas superiores y los flujos de base de las aguas subterráneas. Las extracciones tanto de agua superficial como subterránea limitan la disponibilidad final de estos recursos. En el extremo costero de una cuenca como esta, esperamos encontrar ecosistemas acuáticos salobres que se conectan con los recursos de agua dulce continentales y con el agua salada en el frente oceánico. Finalmente, en algunas regiones costeras, la aparición de niebla reduce las pérdidas por evaporación e introduce nuevas fuentes de agua que pueden ser utilizadas por la vegetación costera. En el contexto del cambio climático, una reducción de la precipitación induce una reducción de la escorrentía y la recarga de los acuíferos. Dependiendo de la capacidad de adaptación, los sistemas humanos (agricultura, consumo humano de agua) podrían adaptarse a estos cambios, por ejemplo, aumentando la tasa y profundidad de extracción de aguas subterráneas o mejorando la eficiencia del uso del agua. Esto podría afectar aún más la cantidad de agua disponible tanto en aguas superficiales como subterráneas, especialmente en las secciones inferiores de estas cuencas donde se encuentran los ecosistemas acuáticos. Por otro lado, el aumento del nivel del mar y el aumento de las mareas de tormenta podrían alterar la interacción del agua salada procedente de los océanos, lo que afectaría aún más la naturaleza de estos ecosistemas acuáticos. 

Figura 1. Marco conceptual de los riesgos en cascada asociados al cambio climático en una cuenca costera semiárida

Nota: Ag = Agricultura; SW = Agua Superficial; GW: Agua Subterránea

Las cuencas costeras ubicadas en la región semiárida de Chile (transición entre las regiones de Valparaíso y Coquimbo) es de especial interés por la presencia de una creciente población, un desarrollo agrícola que se ha intensificado y vegetación y ecosistemas de alto valor ecológico (ver Figura 2 con una presentación del área de estudio). SACBAD (Semi Arid Coastal Basin Adaptation) es una propuesta de investigación basada en el trabajo colaborativo de un grupo interdisciplinario de investigadores en cuatro objetivos relacionadas con la comprensión de la conexión entre las cuencas costeras y el océano en la región semiárida chilena. Para responder a estos objetivos se proponen actividades de investigación interconectadas y específicas. Adicionalmente (y de manera complementaria) a los objetivos de investigación la propuesta considera actividades para poder llevar a cabo formación de capital humano avanzado, actividades de colaboración con instituciones académicas locales e internacionales, actividades de transferencia transdisciplinar con una red de colaboradores locales a nivel de servicios públicos y entes privados que representan las necesidades de seguridad hídrica y alimenticia e integridad ecosistémica y actividades de difusión y divulgación científica con foco a nivel de colegios presentes en la zona de estudio.

Figura 2. Presentación del área de estudio. El panel a) muestra el contexto climático que muestra que el área de estudio se encuentra en la transición entre el clima árido y semiárido. El panel b) muestra detalles de los elementos de interés que se pueden encontrar en el área de estudio. Los pequeños recuadros dentro del panel b) muestran un mapa detallado de los humedales costeros estudiados.