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Los lagos y embalses, ecosistemas modelo para estudiar el Cambio Climático
Patricia M. Valdespino Castillo1,
Jorge Ramírez-Zierold2 y
Martín Merino-Ibarra2
1 Lawrence Berkeley National Laboratory ([email protected]); 2 Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM,
Laboratorio de Biogeoquímica acuática
Eficientes
exportadores de
carbono
-atmósfera
-sedimentos
Centinelas Reguladores Integradores
… los ecosistemas responden de formas distintas
al cambio ambiental.
Lagos y embalses = “centinelas o vigilantes del cambio climático
debido a tres importantes características:
1)son sensibles al clima,
2) responden rápido al cambio ambiental,
3) integran información acerca de los cambios
en las cuencas hidrológicas.…y los
sistemas
tropicales?
La eficacia de los lagos, como centinelas del cambio climático, depende en gran medida de nuestro entendimiento de sus
procesos internos .
Efectos del calentamiento atmosférico sobre la estructura
de los sistemas acuáticos
…El aumento de la temperatura planetaria afectaría la estructura térmica
de los sistemas acuáticos (ver Livingstone, 2003)…al intensificar la
estratificación o "separación de las capas" de los cuerpos de agua.
Esto dificultaría la posibilidad de que ocurra mezcla (intercambio en el eje
vertical) entre las capas y por lo tanto, limitará la entrada de oxígeno a las
capas profundas.
Efectos sobre el intercambio de nutrientes y la
producción pesquera
Cuando la estratificación es muy intensa y duradera, la falta de
nutrientes (como el nitrógeno o el fósforo que se acumulan en las
capas profundas) pueden limitar el crecimiento del fitoplancton (quienes
capturan la energía del sol y son la fuente primaria de alimento en los
ecosistemas).
Fig. 1 Estructura estratificada (en capas) de un lago o embalse. La luz se va agotando al aumentar la
profundidad, por lo que la respiración o consumo de oxígeno (por oxidación de la materia orgánica)
predomina en esta capa profunda, que es más fría y densa que la superficial, esto impide que estas
capas se mezclen. En el invierno la capa superficial se enfría, con ello aumenta su densidad y se
hunde.
Directos Indirectos
Disminución del nivel de agua
Tendencia de disminución del agua disponible en las cuencas hidrológicas ,
Ejemplos:
- Cuenca Lerma-Chapala-Santiago a
- Cuenca del Río Pánuco a
- Cuenca del Río Balsas a
Variaciones decadales c y abruptas
b,d,e en el
nivel (entre 0.2 y 6 metros en el año)
Ejemplos:
- Lago de Chapala, México b
- Lago Pátzcuaro, Chapala y Cuitzeo c
- Embalse Valle de Bravo, México d
- Embalse Sooke, Canadá e
- Lago Shawnigan, Canadá e
- Cambios en la hidrología de ríos,
lagos, embalses
- Cambios en la ecología de los
sistemas f
(Cambios en la estructura del
fitoplancton, zooplancton, peces y por lo tanto de la trama trófica)
Incremento de la temperatura
(entre 0.13 a 0.11 ºC/año ) Ejemplos:
- Lago Washington, E.U. g
- Lago Tahoe, E.U. g
- Lago Constance, Alemania-Austria-Suiza g
- Lago Geneva, Francia-Suiza g
- Lago Baikal, Rusia g
- Lago Zurich, Suiza g
- Lago Garda, Italia g
- ¿Aumento en la frecuencia de
florecimientos nocivos de
fitoplancton (cianobacterias
tóxicas)? i,j
- ¿Cambio en los umbrales de
eutrofización? f
Intensificación y mayor duración de la estatificación
(en un rango de 14 a 42 días/año) Ejemplos:
- Lago Washington, E.U. g
- Lago Zurich, Suiza g
- Lago Superior, E.U.-Canadá g
- Lago Huron, E.U.-Canadá g
- Embalse Sooke, Canadá e
- Lago Shawnigan, Canadá e
- Lago Tanganyika, Africa h
- Mayor área, frecuencia y duración
de zonas anóxicas c
- - ¿Cambio de los sistemas de
sumideros a fuentes de carbono
atmosférico debido a mayor respiración en las capas
profundas?
Reducción o cese de la mezcla
(en 5 décadas m
) Ejemplos:
- Lago Tahoe, E.U. m
- Lago Tanganyika, Africa h
- Se dificulta el intercambio vertical de
O2 h
- Aumento de la respiración en la capa
profunda h,m
- Disminución del intercambio vertical
de nutrientes h
- ¿Disminución de la producción
primaria? h
- ¿Disminución de las pesquerías? f,h,l
Calentamiento ¿es
equivalente a
eutrofización?
Muchos ecosistemas acuáticos (lagos,
presas, ríos y lagunas costeras) reciben
exceso de nutrientes (principalmente por
drenajes y fertilizantes). En estos
sistemas el fitoplancton, en ocasiones,
crece desproporcionadamente o
explosivamente, desbalanceando el
funcionamiento "normal" de lagos, ríos y
presas (a este proceso lo llamamos
"eutrofización"). En los sistemas
dulceacuícolas, los principales
responsables de estos crecimientos
masivos son microorganismos muy
cianobacterias.
Estudiar los lagos y el cambio climático no son tareas exclusivas de los científicos.
Los ciudadanos tenemos mucho que hacer
…numerosos ciudadanos en Canadá y Estados Unidos (VerLottig et al., 2014) …
“ciencia ciudadana”
…monitoreos realizados por ciudadanos …
metodologías comparables y series de tiempo largas.
Parámetro a medir
Dificultad e
infraestructura
necesarias
Quien puede
colectar la
información
Nivel de agua mínima Ciudadanos
Transparencia (disco Secchi) mínima Ciudadanos
Temperatura superficial (epilimnion) mínima Ciudadanos
pH mínima Ciudadanos
Conductividad media Ciudadanos
Temperatura de fondo (hipolimnion) media Ciudadanos
Oxígeno disuelto media Ciudadanos
Clorofila a media Ciudadanos
Datos meteorológicos media Ciudadanos
Dinámica del oxígeno (metabolismo comunitario) media-alta Especialistas
Florecimientos masivos de cianobacterias media-alta Especialistas
Nutrientes alta Especialistas
Fitoplancton alta Especialistas
Zooplancton alta Especialistas
Peces alta Especialistas
Estratificación alta Especialistas
Mezcla alta Especialistas
Gracias por su atención
Agradecimientos:
Hidrobiól. Sergio Castillo,
Estudiantes del Laboratorio de
Biogeoquímica acuática, ICMyL, UNAM
Patronato ProValle de Bravo A.C.
Revista ContactoS, UAM
EFECTOS DEL CALENTAMIENTOEl clima en el Centro de México y las respuestas de lagos y embalses tropicales
García 2010
Se preve una condición más cálida y más
seca en el Centro de México❋ (Martínez y
Fernández 2004)
Changes in water-column mixing and phytoplankton growth in Lake Zürich over the past 40
years as reported by Posch and colleagues
a, During the period with high phosphorus (P) levels, phytoplankton blooms appeared
at the surface. Deep mixing occurred during winter, distributing oxygen and nutrients.
b, Nutrient management reduced phosphorus input while nitrogen (N) input
increased. Since about 2000 deep winter mixing did not occur, which allowed the
toxic cyanobacterium Planktothrix rubescens to flourish in deeper water
Limnology: Lake warming mimics fertilization
Monika Winder. Nature Climate Change 771–772, 2012
doi:10.1038/nclimate1728. 26 October 2012