Impacts of future climate on water ecosystem services in the watershed of Homem river (northwest Portugal)

• Escobar, Emanuel ^[1] ; Carvalho-Santos, Claudia ^[2]
  1. [1] Departamento de Biologia/ BioPolis - CIBIO - Unviversidade do Porto
  2. [2] Departamento de Biologia (CBMA & IB-S), Escola de Ciências, Universidade do Minho
• Localización: Finisterra: Revista Portuguesa de Geografia, ISSN 0430-5027, Vol. 57, Nº 120, 2022, págs. 125-148
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Impactos do clima futuro nos serviços dos ecossistemas relacionados com a água na bacia do rio Homem (noroeste de Portugal)
  • Impacts du climat futur sur les services écosystémiques de l’eau dans le bassin versant de la rivière du Homem (nord-ouest du Portugal)
  • Impactos del clima futuro en los servicios ecosistémicos del agua en la cuenca del río Homem (noroeste de Portugal)
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Los ecosistemas están bajo presión, especialmente debido al cambio climático, mismo que reduce entre otras, la capacidad de los ecosistemas para proporcionar servicios ecosistémicos relacionados con el agua, como el suministro de agua y el control de la erosión del suelo. El objetivo de este estudio, realizado en la cuenca del río Homem (noroeste de Portugal), fue evaluar cómo el clima futuro puede influir en la prestación de estos servicios. La herramienta de evaluación de suelos y aguas (SWAT), un modelo hidrológico, fue calibrado y validado para las condiciones de la cuenca hidrográfica local (caudal y volúmenes mensuales del reservorio). Las proyecciones climáticas futuras (2020-2050) fueron corridas en el SWAT, basadas en cuatro modelos climáticos regionales y dos escenarios de cambio climático (RCP4,5 y RCP8,5). Los resultados confirman que el modelo SWAT, luego de calibrado y validado, tiene un buen desempeño en la cuantificación del caudal y volumen de agua del reservorio. El cambio climático podría afectar el suministro de agua al reducir su cantidad en la cuenca en un 7%, en el escenario RCP8,5 para el 2050, en comparación con el histórico (1970-2000). Habrá menos agua en el río en primavera, verano y otoño y más agua en invierno. El volumen del embalse podría disminuir considerablemente, por lo tanto, reducir el potencial de producción de energía hidroeléctrica, principalmente en el verano. La exportación de sedimentos podría aumentar, especialmente en el escenario RCP8,5. Estos resultados son de gran relevancia para la construcción de estrategias de adaptación para reducir los impactos del cambio climático en la provisión de servicios ecosistémicos del agua, teniendo en cuenta las soluciones basadas en la naturaleza, particularmente a nivel local para apoyar las estrategias de gestión de cuencas hidrográficas.

  • English

    Ecosystems are under pressure, especially due to climate change, which reduces among others, the ability of ecosystems to provide water-related ecosystem services such as water supply and soil erosion control. The aim of this study, carried out in the Homem River basin (Northwest Portugal), was to assess how future climate alterations may influence the provision of these ecosystem services. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT), a hydrological model, was calibrated and validated for local watershed conditions (river discharge and monthly reservoir volumes). Future climate projections (2020-2050) were forced into SWAT, based on four regional climate models and two climate change scenarios (RCP4.5 and RCP8.5). The results confirm that the SWAT model has a good performance in quantifying river discharge and reservoir water volume after calibration and validation. Climate change may affect water supply by reducing annual water yield in the basin by 7% under RCP8.5 scenario by 2050, when compared to the historical period (1970-2000). There will be less water in the river in spring, summer and autumn and more water during winter. The reservoir water volume should decrease considerably, therefore reducing the potential of hydropower production, especially during summer. The sediment exportation would increase, especially under RCP8.5 scenario. These results are of high relevance for building adaptation strategies to reduce the impacts of climate change on water ecosystem services provision, taking into account nature-based solutions, particularly at the local level to support sustainable river basin management strategies.

  • français

    Les écosystèmes sont sous pression, notamment en raison du changement climatique, qui réduit, entre autres, la capacité des écosystèmes à fournir des services liés à l’eau tels que l’approvisionnement en eau et le contrôle de l’érosion des sols. L’objectif de cette étude, réalisée dans le bassin hydrographique du Homem (nord-ouest du Portugal), était d’évaluer comment le climat futur pourrait influencer la provision de ces services. L’outil d’évaluation du Sol e de l’Eau (SWAT), un modèle hydrologique, a été calibré et validé pour les conditions locales du bassin versant (débit de la rivière et volumes mensuels du réservoir). Les projections climatiques futures (2020-2050) ont été forcées dans le SWAT, sur la base de quatre modèles climatiques régionaux et de deux scénarios de changement climatique (RCP4,5 et RCP8,5). Les résultats confirment que le modèle SWAT a de bonnes performances pour quantifier le débit de la rivière et le volume d’eau du réservoir après étalonnage et validation. Le changement climatique peut affecter l’approvisionnement en eau en réduisant l’apport en eau dans le bassin de 7% selon le scénario RCP8,5 d’ici 2050, par rapport à la période historique (1970-2000). Il y aura moins d’eau dans la rivière au printemps, en été et en automne et plus d’eau en hiver. Le volume d’eau du réservoir pourra diminuer considérablement et réduire le potentiel de production hydroélectrique, surtout en été. L’exportation de sédiments augmentera, en particulier dans le scénario RCP8,5. Ces résultats sont d’une grande pertinence pour l’élaboration de stratégies d’adaptation visant à réduire les impacts du changement climatique, en tenant compte des solutions fondées sur la nature, en particulier au niveau local pour soutenir les stratégies de gestion durable des bassins hydrographiques.

  • português

    Os ecossistemas estão sob pressão, especialmente devido às alterações climáticas, que reduzem a sua capacidade de fornecer serviços relacionados com a água, tais como fornecimento de água e controle da erosão do solo. O objetivo deste estudo, realizado na bacia hidrográfica do rio Homem (Noroeste de Portugal), foi avaliar como as alterações climáticas futuras podem influenciar a provisão destes serviços. A Ferramenta de Avaliação de Solo e Água (SWAT), um modelo hidrológico, foi calibrado e validado para as condições locais da bacia hidrográfica (caudal e volumes mensais do reservatório). As projeções climáticas (2020-2050) foram forçadas no SWAT, com base em quatro modelos climáticos regionais e dois cenários de alterações climáticas (RCP4,5 e RCP8,5). Os resultados confirmam que o modelo SWAT tem um bom desempenho na quantificação de caudal e volume de água no reservatório após calibração e validação. As mudanças climáticas poderão afetar o fornecimento de água reduzindo a sua quantidade na bacia em 7% sob o cenário RCP8,5 até 2050, quando comparado com o histórico (1970-2000). Haverá menos água no rio na primavera, verão e outono e mais água no inverno. O volume do reservatório poderá diminuir consideravelmente e reduzir o potencial de produção de energia hidroelétrica, principalmente no verão. A exportação de sedimentos irá aumentar, especialmente no cenário RCP8,5. Esses resultados são de elevada relevância para a elaboração de estratégias de adaptação para reduzir os impactos das alterações climáticas na provisão de serviços dos ecossistemas relacionados com a água, tendo em conta soluções baseadas na natureza, particularmente a nível local para apoiar estratégias de gestão sustentável de bacias hidrográficas.