Biomas acuáticos

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Este artículo está en proceso de aceptación.

Curador: Dr. Gabriela Vasquez, Instituto de Ecología, A.C.


Contenido



Concepto y tipos de biomas acuáticos de agua dulce.

Un bioma acuático de agua dulce es un ecosistema o cuerpo de agua que se encuentra en la superficie de la tierra. En comparación a los océanos, la superficie terrestre que cubren los sistemas de agua dulce es muy pequeña, ya que es menos del 2%, pero su tasa de renovación es muy rápida (Wetzel, 2001). Los biomas acuáticos de agua dulce son principalmente de dos tipos: los ríos que llevan corriente (lóticos), y las lagunas, lagos y humedales que no tienen caudal o corriente (lénticos). Los factores que influyen en la dinámica de los ríos y en sus comunidades son diferentes a los que son determinantes en los lagos. La diferencia más importante entre los ríos y los lagos es el movimiento del agua, que en los ríos es direccional y en los lagos es diferente al encontrarse en una cuenca lacustre. Además, la tasa de renovación del agua, la heterogeneidad espacial y temporal en los ríos es mucho mayor que en los lagos.


Características de los biomas acuáticos de agua dulce.

Ríos.

Ríos, sistemas lóticos (lotic, del latín lotus: participio de lavere, lavar): Los ríos son sistemas de agua que drenan superficies de tierra a través de cauces que llevan la corriente de agua en una sola dirección. Pueden ser desde pequeños arroyos hasta ríos grandes y caudalosos. Estos sistemas cubren una parte insignificante de la superficie terrestre, el 0.1% y las superficies que drenan se llaman cuencas de drenaje. En estas zonas según la geomorfología, se encuentran ríos que fluyen hacia un cauce principal, el que a su vez puede desembocar en el mar, un lago o en otro río, formando redes hidrológicas con diferentes patrones de distribución (por ej. radiales, dendríticas, rectangulares, paralelas).


Los ríos generalmente se originan en las partes altas de las cuencas, en zonas con fuertes pendientes, con cauces en forma de V, y en las cuales la velocidad del agua es muy alta y erosiva. En las zonas medias de las cuencas, la morfología cambia, alternándose zonas con fuerte corriente, y otras con una pendiente menos pronunciada en donde la corriente disminuye por lo que se deposita parte de los sedimentos que acarrea. En la parte baja de la cuenca, el río se ensancha, predominan las zonas planas, y la velocidad de la corriente disminuye favoreciendo la sedimentación, lo que incluso puede dar lugar a deltas, que son acumulaciones de sedimentos.


Dinámica.

Los ríos pueden ser permanentes cuando se encuentran en zonas donde el agua subterránea es la principal fuente que los mantiene. También pueden ser intermitentes, cuando reciben el agua de escurrimientos superficiales que dependen de las lluvias. Al ser estacional el aporte de agua, estos ríos se encuentran sobre todo en la época de lluvias. Y también pueden ser interrumpidos cuando fluyen alternativamente en la superficie y por debajo de la superficie. Estos se pueden encontrar en zonas muy arenosas.


Al tener una corriente unidireccional, la velocidad de la corriente y la descarga influyen en las características físicas y químicas del agua, así como en los organismos que se encuentran en ellos y los procesos ecológicos. Los ríos transportan sustancias disueltas y partículas suspendidas que provienen principalmente de la cuenca en la que se encuentran. En época de lluvias, el agua del cauce puede inundar las orillas del cauce, formando planicies de inundación. Durante esta inundación, la materia orgánica y muchos nutrientes pueden ser liberados y las zonas de inundación son muy productivas (Wetzel, 2003). Esta dinámica depende de la morfología del cauce del río, como el ancho, la profundidad, la forma de la sección transversal del cauce, la pendiente del terreno, de las características geológicas de la cuenca, así como de las condiciones climáticas de la región.


Se han desarrollado varias aproximaciones teóricas sobre la dinámica de los ríos que han influido de manera importante en el conocimiento de estos sistemas: 1) El concepto del río como un continuo (River Continuum Concept, Vannote et al. 1980), en el que se considera que el río, desde la cabecera hasta la desembocadura, presenta un gradiente continuo de condiciones físicas, lo cual influye sobre las comunidades bióticas. 2) El concepto de espiral de nutrientes (Nutrient Spiraling Concept, Elwood et al. 1983), se refiere al reciclado de nutrientes y al procesamiento de la materia orgánica en los ríos lo cual se considera como una espiral de utilización biológica y transporte de nutrientes hacia la desembocadura. 3) En el concepto de pulsos de inundación (Flood Pulse Concept, Junk et al. 1989) se incluye a las llanuras de inundación, considerando la productividad relacionada con el intercambio de nutrientes, organismos y material orgánico, que tiene lugar entre el río y su llanura de inundación tras una crecida.


Lagos.

Un lago puede ser definido como un cuerpo de agua de agua dulce totalmente rodeado por tierra y sin acceso directo al mar. El agua de los lagos y lagunas procede de la precipitación atmosférica, que lo alimenta directamente, y/o de los manantiales, arroyos y ríos que llegan a él, así como del agua subterránea.


El origen de los lagos es muy diverso. 1) Se pueden formar lagos en depresiones excavadas por el movimiento de antiguos glaciares. Un ejemplo de estos lagos son los Grandes Lagos en Canadá que ocupan un área de 246,000 km2 y muchos de los lagos de Europa. 2) Se pueden encontrar en fosas tectónicas o fallas que fueron formadas por movimientos de la tierra. En México, en la región volcánica de los Tuxtlas, se encuentran el lago de Catemaco y la laguna Escondida de origen tectónico. 3) También se pueden formar por actividad volcánica. Cuando ocurre la erupción de materiales por una erupción volcánica se forman depresiones que pueden llenarse de agua si se encuentran en zonas sin drenaje lo que permite la acumulación del agua. En México existen muchos lagos formados por actividad volcánica, como en la región volcánica de los Tuxtlas, los Axalapascos de Puebla, en Michoacán. 4) También se pueden formar cuando por deslizamiento de tierra grandes cantidades de materiales obstruyen los valles en los que se encuentran los ríos (Hutchinson, 1957; Wetzel, 2001).


Dinámica.

La dinámica de los lagos está muy influenciada por el comportamiento térmico de la columna de agua, que influye sobre los patrones de circulación. En zonas templadas y subtropicales, a lo largo del año, la temperatura ambiente aumenta en la primavera y verano, y disminuye hacia el otoño e invierno. Estos cambios de temperatura se reflejan en el agua, por lo que en el verano, la superficie del lago se calienta más que el agua del fondo. Esta diferencia de temperaturas entre la superficie y el fondo, da lugar a un gradiente de temperatura a lo largo de la columna que impide que se mezcle la superficie y el fondo. Esto da lugar a que se formen estratos a lo largo de la columna de agua, lo que se conoce como estratificación térmica. El estrato superficial se denomina epilimneo, la zona intermedia es la termoclina o metalimneo y la del fondo hipolimneo (Wetzel, 2001). En la zona de la termoclina la temperatura disminuye al menos 1°C por cada metro. En el otoño e invierno cuando la temperatura ambiente disminuye, la temperatura del agua en la superficie disminuye igualándose a la del fondo, por lo que la densidad de las capas se iguala por lo que le estratificación se rompe y ocurre la mezcla de todo la columna de agua (circulación).


Los lagos presentan diferentes periodos de estratificación y circulación a lo largo de un ciclo anual lo que ha permitido identificar los siguientes tipos de lagos: monomicticos fríos (la temperatura del agua nunca es mayor que 4°C, y presentan un solo periodo de circulación, se les encuentra en el Ártico y lagos de montaña), monomicticos cálidos (la temperatura nunca disminuye bajo 4°C, presentan un periodo de estratificación en el verano y uno de circulación en el invierno, se encuentran en las zonas cálidas de las zonas templadas, y en latitudes tropicales y subtropicales), dimicticos (circulan dos veces al año y estratifican dos veces al año, se encuentran principalmente en zonas templadas), y polimicticos (la mezcla de la columna es continua o frecuente; la estratificación puede durar unas horas en el día). En México predominan los lagos monomicticos cálidos y los polimicticos encontrándose muchos de ellos en el Eje Neovolcánico (Vázquez et al. 2004; Alcocer, 2011).


La morfología (forma de la cuenca, profundidad, área) y el comportamiento térmico, influyen en la conducta química de la columna de agua, y por tanto en su productividad. En una columna de agua con estratificación térmica, se establecen gradientes verticales del oxígeno, de la luz y de los nutrientes (N y P), principalmente. El oxígeno es uno de los elementos más importantes que determina muchos procesos químicos vía reacciones de óxido-reducción que se dan en la columna de agua. En los lagos muy productivos, la concentración de oxigeno tiende a disminuir sobre los sedimentos, volviéndose estos anóxicos debido a su demanda para la descomposición de materia orgánica. Esta variabilidad espacial y temporal del oxígeno influye a su vez en la dinámica de los nutrientes. Por ejemplo, la concentración del fósforo se correlaciona directamente con variables como anoxia, clorofila, y el nitrógeno determinando el estado trófico del sistema.


Funcionamiento de los ecosistemas acuáticos.

Los ecosistemas acuáticos comparten varios aspectos que influyen en su funcionamiento. La temperatura y luz regulan los procesos metabólicos, los niveles de actividad y la productividad de los organismos acuáticos (Wetzel, 2003). La calidad del agua de los ríos y lagos, es decir la concentración de las diferentes sustancias que se encuentran en el agua, depende de diferentes factores como el clima local, el tipo de suelo, de la vegetación que se encuentra en la cuenca. La eutroficación es el enriquecimiento de un río o un lago con nutrientes, lo que se refleja en la productividad y las comunidades que se encuentran en ellos. En este proceso, las concentraciones de nutrientes (N y P) van incrementándose en el tiempo. Los ríos y lagos se clasifican según su concentración de nutrientes (estado trófico) en sistemas oligotróficos, que presentan bajas concentraciones de nutrientes, y sistemas eutróficos, con mayores concentraciones de nutrientes. Los mesotróficos son intermedios entre los dos anteriores. El estado trófico de un sistema acuático depende de las características propias de la cuenca (morfología, geología, suelo y la hidrodinámica dentro del sistema), del ciclo de nutrientes interno (particularmente la estructura de la cadena alimentaria y regeneración de nutrientes a partir de los sedimentos) y de la carga externa de nutrientes, materia orgánica y sedimentos que recibe de los terrenos circundantes (Margalef, 1983; Canfield et al., 1989).


En un sistema no perturbado, la eutroficación puede ocurrir a lo largo de miles o millones de años. Así los sistemas acuáticos pasan de un estado con pocos nutrientes (oligotrófico) a uno con altas concentraciones de nutrientes (eutrófico) a lo largo del tiempo. Sin embargo, por la intensa contaminación de los ríos y lagos de diferentes orígenes, la eutroficación se acelera y los sistemas se desequilibran ecológicamente con un deterioro de la calidad del agua y del sistema. Esto se debe al exceso de nutrientes, a la alta producción de materia orgánica que se sedimenta provocando la pérdida de oxígeno en el fondo al descomponerse, ocurre una sustitución de especies de algas como las diatomeas y algas verdes, por algas verde-azules (cianobacterias), de las cuales algunas especies pueden liberar toxinas al agua afectando a los diferentes organismos presentes en el sistema, y pueden registrarse también altas concentraciones de compuestos orgánicos disueltos en el agua que producen olores y sabores desagradables. Cada tipo de lago tiene una comunidad de algas particular que refleja el estado de eutroficación del sistema.


Los ecosistemas acuáticos son sistemas abiertos que requieren de una continua entrada de energía en la forma de materia orgánica (Wetzel, 2003). Esta materia orgánica es producida en los lagos y ríos por los productores primarios a través del proceso de fotosíntesis (algas, plantas vasculares acuáticas) y se le llama autóctona, o puede llegar a ellos por arrastre desde la cuenca de drenaje, y/o de la vegetación que se encuentra en las orillas y se le conoce como alóctona. El estado de conservación de la vegetación que se encuentra en las cuencas de drenaje influye en las características químicas del agua a través de la hojarasca que cae al agua. En cuencas conservadas, con bosque, solo cerca de 1/3 de la precipitación llega a los ríos y lagos, ya que puede infiltrarse a través del suelo. En cambio en cuencas deforestadas la cantidad de agua que llega a los sistemas se puede incrementar notablemente, al aumentar el escurrimiento sobre la superficie del suelo. Los sedimentos y la materia orgánica (hojarasca, ramas) que se encuentran en los ríos y lagos son importantes en la formación de microhábitats que sirven de refugio, sustrato, sitio de desove, entre otras funciones para las larvas de insectos, peces, macroinvertebrados, anfibios, etc. A través de la descomposición de la materia orgánica que llevan a cabo organismos como las bacterias y hongos, se liberan nutrientes que son aprovechados por las plantas y algas (productores primarios) (Baron et al. 2003).


En relación al efecto del uso de suelo sobre la calidad del agua en lagos y ríos, existe una gran cantidad de investigaciones de zonas templadas y tropicales. Se ha encontrado que en ríos y lagos localizados en cuencas con grandes proporciones dedicadas a la agricultura son más eutróficos que lagos localizados en cuencas con vegetación original. Por lo que respecta a ríos, se han realizado estudios del carbono y nitrógeno orgánico disuelto y particulado, y de los principales cationes y aniones presentes. La mayoría de estos estudios analizan los origenes y la dinámica de los nutrientes en los sistemas acuáticos de cuencas con vegetación riparia original y zonas dedicadas a la agricultura. En estudios enfocados a análisis de los nutrientes en el agua de escorrentía y al manto freático que circulan a través de zonas cultivadas y bosques riparios se ha encontrado también que el bosque ripario retiene una buena cantidad de nutrientes.

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