As atividades humanas e a variabilidade climática impulsionam mudanças rápidas nos ecossistemas estuarino-costeiros do mundo

Abstract

Séries temporais de medições ambientais são essenciais para detectar, medir e compreender mudanças no sistema terrestre e suas comunidades biológicas. Séries observacionais acumularam-se ao longo das últimas 2 a 5 décadas a partir de medições em estuários, baías, lagoas, mares interiores e águas de plataforma do mundo influenciadas pelo escoamento. Sintetizamos as informações contidas nessas séries temporais para desenvolver uma visão global das mudanças que ocorrem nos sistemas marinhos influenciados pela conectividade com a terra. A nossa análise está organizada em torno de quatro temas: (i) atividades humanas como motores de mudança; (ii) variabilidade do sistema climático como motor de mudança; (iii) sucessos, decepções e desafios na gestão da mudança na interface mar-terra; e (iv) descobertas feitas a partir de observações ao longo do tempo. Séries temporais multidecadais revelam que muitos dos ecossistemas estuarino-costeiros do mundo estão num estado contínuo de mudança, e o ritmo da mudança é mais rápido do que poderíamos ter imaginado há uma década. Alguns foram transformados em novos ecossistemas com habitats, biogeoquímica e comunidades biológicas fora da gama natural de variabilidade. A mudança assume muitas formas, incluindo tendências lineares e não lineares, mudanças abruptas de estado e oscilações. O desafio de gerir a mudança é assustador na zona costeira, onde as diversas pressões humanas estão concentradas e se cruzam com diferentes respostas à variabilidade climática sobre a terra e sobre as bacias oceânicas. O ritmo da mudança nos ecossistemas estuarino-costeiros provavelmente acelerará à medida que a população humana e as economias continuarem a crescer e à medida que as alterações climáticas globais se acelerarem. A gestão sensata dos recursos dos quais dependemos depende criticamente de um fluxo contínuo de informações provenientes de observações para medir, compreender e antecipar mudanças futuras ao longo das costas do mundo.

Time series of environmental measurements are essential for detecting, measuring and understanding changes in the Earth system and its biological communities. Observational series have accumulated over the past 2–5 decades from measurements across the world’s estuaries, bays, lagoons, inland seas and shelf waters influenced by runoff. We synthesize information contained in these time series to develop a global view of changes occurring in marine systems influenced by connectivity to land. Our review is organized around four themes: (i) human activities as drivers of change; (ii) variability of the climate system as a driver of change; (iii) successes, disappointments and challenges of managing change at the sea-land interface; and (iv) discoveries made from observations over time. Multidecadal time series reveal that many of the world’s estuarine–coastal ecosystems are in a continuing state of change, and the pace of change is faster than we could have imagined a decade ago. Some have been transformed into novel ecosystems with habitats, biogeochemistry and biological communities outside the natural range of variability. Change takes many forms including linear and nonlinear trends, abrupt state changes and oscillations. The challenge of managing change is daunting in the coastal zone where diverse human pressures are concentrated and intersect with different responses to climate variability over land and over ocean basins. The pace of change in estuarine–coastal ecosystems will likely accelerate as the human population and economies continue to grow and as global climate change accelerates. Wise stewardship of the resources upon which we depend is critically dependent upon a continuing flow of information from observations to measure, understand and anticipate future changes along the world’s coastlines.

Las series temporales de mediciones ambientales son esenciales para detectar, medir y comprender los cambios en el sistema terrestre y sus comunidades biológicas. Se han acumulado series de observaciones durante las últimas dos a cinco décadas a partir de mediciones en estuarios, bahías, lagunas, mares interiores y aguas continentales influenciadas por la escorrentía del mundo. Sintetizamos la información contenida en estas series temporales para desarrollar una visión global de los cambios que ocurren en los sistemas marinos influenciados por la conectividad con la tierra. Nuestro análisis se organiza en torno a cuatro temas: (i) las actividades humanas como impulsoras del cambio; (ii) la variabilidad del sistema climático como impulsor del cambio; (iii) éxitos, decepciones y desafíos en la gestión del cambio en la interfaz entre el mar y la tierra; y (iv) descubrimientos realizados a partir de observaciones a lo largo del tiempo. Las series temporales multidecenales revelan que muchos de los ecosistemas estuarinos y costeros del mundo se encuentran en un estado de cambio continuo, y el ritmo del cambio es más rápido de lo que podríamos haber imaginado hace una década. Algunos se han transformado en nuevos ecosistemas con hábitats, biogeoquímica y comunidades biológicas fuera del rango natural de variabilidad. El cambio adopta muchas formas, incluidas tendencias lineales y no lineales, cambios abruptos de estado y oscilaciones. El desafío de gestionar el cambio es desalentador en la zona costera, donde se concentran diversas presiones humanas y se cruzan con diferentes respuestas a la variabilidad climática en las cuencas terrestres y oceánicas. El ritmo del cambio en los ecosistemas estuarinos-costeros probablemente se acelerará a medida que las poblaciones humanas y las economías sigan creciendo y a medida que se acelere el cambio climático global. La gestión inteligente de los recursos de los que dependemos depende fundamentalmente de un flujo continuo de información procedente de observaciones para medir, comprender y anticipar cambios futuros a lo largo de las costas del mundo.

Les séries chronologiques de mesures environnementales sont essentielles pour détecter, mesurer et comprendre les changements dans le système Terre et ses communautés biologiques. Des séries d'observations se sont accumulées au cours des 2 à 5 dernières décennies à partir de mesures effectuées dans les estuaires, les baies, les lagons, les mers intérieures et les eaux du plateau continental influencées par le ruissellement. Nous synthétisons les informations contenues dans ces séries chronologiques pour développer une vision globale des changements survenant dans les systèmes marins influencés par la connectivité avec la terre. Notre analyse s'articule autour de quatre thématiques : (i) les activités humaines comme moteurs de changement ; (ii) la variabilité du système climatique en tant que moteur du changement ; (iii) les réussites, les déceptions et les défis dans la gestion du changement à l'interface mer-terre ; et (iv) les découvertes réalisées à partir d’observations au fil du temps. Des séries chronologiques multidécennales révèlent que de nombreux écosystèmes estuariens et côtiers du monde sont dans un état de changement continu, et le rythme du changement est plus rapide que nous aurions pu l'imaginer il y a dix ans. Certains ont été transformés en de nouveaux écosystèmes dont les habitats, la biogéochimie et les communautés biologiques se situent en dehors de la plage naturelle de variabilité. Le changement prend de nombreuses formes, notamment des tendances linéaires et non linéaires, des changements brusques d’état et des oscillations. Le défi de la gestion du changement est de taille dans la zone côtière, où diverses pressions humaines sont concentrées et se croisent avec différentes réponses à la variabilité climatique sur les bassins terrestres et océaniques. Le rythme du changement dans les écosystèmes estuariens et côtiers va probablement s’accélérer à mesure que les populations humaines et les économies continuent de croître et que le changement climatique mondial s’accélère. Une gestion judicieuse des ressources dont nous dépendons dépend essentiellement d'un flux continu d'informations provenant d'observations permettant de mesurer, comprendre et anticiper les changements futurs le long des côtes du monde.