domingo, 4 de junio de 2017

4 ECOTONOS DE TIERRA Y AGUA I, HUMEDALES

Un humedal es un área de tierra que está saturada de agua, ya sea de forma permanente o estacional, de modo que asume las características de un ecosistema distinto siendo clasificable como un ecotono. El factor primario que distingue a los humedales de otras formas de tierras húmedas es la vegetación característica de las plantas acuáticas, adaptadas especialmente al suelo húmedo. Los humedales desempeñan una serie de funciones en el medio ambiente, principalmente la purificación del agua, el control de inundaciones, el sumidero de carbono y la estabilidad de las costas. Los humedales también se consideran los ecosistemas más biológicamente diversos, sirviendo como hogar a una amplia gama de vida vegetal y animal endémica o migratoria (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Los humedales ocurren naturalmente en cada continente excepto la Antártida, el más grande incluye la cuenca del río del Amazonas, la llanura de Siberiana del oeste, y el Pantanal en Suramérica. El agua que se encuentra en los humedales puede ser de agua dulce, salobre o salada. Los principales tipos de humedales incluyen pantanos, cuencas inundables de ríos, humedales permanentes, manglares, marismas y ciénagas. La Evaluación de los Ecosistemas del Milenio de la ONU determinó que la degradación ambiental es más prominente dentro de los sistemas de humedales que cualquier otro ecosistema en la Tierra (Board, 2005). Los esfuerzos internacionales de conservación se están utilizando conjuntamente con el desarrollo de herramientas de evaluación rápida para informar a la gente acerca de los problemas de los humedales. Los humedales construidos pueden utilizarse para tratar aguas residuales municipales e industriales, así como el escurrimiento de aguas pluviales. También pueden desempeñar un papel en el diseño urbano sensible al agua.

Aunque la definición general dada anteriormente se aplica en todo el mundo, cada condado y región tiende a tener su propia definición para fines legales. En los Estados Unidos, los humedales se definen como "aquellas áreas que son inundadas o saturadas por las aguas superficiales o subterráneas con una frecuencia y duración suficientes para sostener, y que en circunstancias normales lo soportan, una prevalencia de vegetación típicamente adaptada a la vida en condiciones de suelo saturado Los humedales generalmente incluyen pantanos, cuencas inundables, ciénagas y áreas similares (Olima, Hayombe, & Nyamweno, 2015; Zehr, 2015; Zhu, Yu, & He, 2013). Esta definición se ha utilizado en la aplicación de la Ley de Agua Limpia. Algunos estados de los Estados Unidos, como Massachusetts y Nueva York, tienen definiciones separadas que pueden diferir de las del gobierno federal.

4.1 Condiciones abióticas

La hidrología de los humedales está asociada con la dispersión espacial y temporal, el flujo y los atributos físico-químicos de las aguas superficiales y subterráneas en sus embalses. Basados en la hidrología, los humedales pueden clasificarse como fluviales (asociados con arroyos), lacustres (asociados con lagos y embalses) y palustrinos (aislados). Las fuentes de los flujos hidrológicos hacia los humedales son principalmente la precipitación, las aguas superficiales y las aguas subterráneas. El agua sale de los humedales por evapotranspiración, escorrentía superficial y salida de agua subterránea. La hidrodinámica (el movimiento del agua a través y desde un humedal) afecta a los hidroperiodos (fluctuaciones temporales en los niveles de agua) controlando el balance hídrico y el almacenamiento de agua dentro de un humedal (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Las características del paisaje controlan la hidrología y la hidroquímica de los humedales. Las concentraciones de O2 y CO2 dependen de la temperatura y la presión atmosférica. La hidroquímica dentro de los humedales está determinada por el pH, la salinidad, los nutrientes, la conductividad, la composición del suelo, la dureza y las fuentes de agua. La química del agua de los humedales varía según los paisajes y las regiones climáticas. Los humedales son generalmente minerotróficos, con la excepción de las ciénagas. Las ciénagas reciben su agua de la atmósfera; Por lo tanto, su agua tiene baja composición iónica mineral. En contraste, el agua subterránea tiene una mayor concentración de nutrientes y minerales disueltos. La química del agua de los humedales permanentes va desde pH bajo y minerales bajos a alcalinos con alta acumulación de calcio y magnesio, ya que adquieren su agua de la precipitación, así como el agua subterránea (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

4.2 Salinidad

La salinidad tiene una fuerte influencia en la química del agua de los humedales, particularmente en los humedales a lo largo de la costa. En los humedales no fluviales, la salinidad natural está regulada por las interacciones entre el agua subterránea y superficial, que puede estar influida por la actividad humana (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

4.3 Suelo

El carbono es el nutriente principal que circula dentro de los humedales. La mayoría de los nutrientes, como azufre, fósforo, carbono y nitrógeno se encuentran en el suelo de los humedales. La respiración anaeróbica y aeróbica en el suelo influye en el ciclo de nutrientes del carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno (Kirk, 2004), y la solubilidad del fósforo (Moore & Reddy, 1994) contribuyendo así a las variaciones químicas de su agua. Los humedales con pH bajo y conductividad salina pueden reflejar la presencia de sulfatos ácidos (Minh, Tuong, Van Mensvoort, & Bouma, 1998; Tuong, n.d.) y los humedales con niveles de salinidad medios pueden estar fuertemente influenciados por calcio o magnesio. Los procesos biogeoquímicos en los humedales son determinados por suelos con bajo potencial redox (Elderfield, 1998). Los suelos de los humedales se identifican mediante moteos redoximórficos o bajo croma, según lo determinado por el Sistema de Color Munsell. 

4.4 Temperatura

Las temperaturas varían mucho dependiendo de la ubicación del humedal. Muchos de los humedales del mundo se encuentran en zonas templadas (a mitad de camino entre el Polo Norte o Sur y el ecuador). En estas zonas, los veranos son cálidos y los inviernos son fríos, pero las temperaturas no son extremas. Sin embargo, los humedales que se encuentran en los trópicos, alrededor del ecuador, son cálidos durante todo el año a menos que se encuentren a grandes altitudes. Los humedales de la Península Arábiga, por ejemplo, pueden llegar a 50°C y, por lo tanto, estarían sujetos a una rápida evaporación. En el noreste de Siberia, que tiene un clima polar, las temperaturas de los humedales pueden ser tan bajas como -50°C. En una zona moderada, como el Golfo de México, una temperatura típica podría ser de 11°C. Los humedales también se encuentran en todas las zonas climáticas.

4.5 Biología

La biota de un sistema de humedales incluye sus zonas de vegetación y su estructura, así como las poblaciones de animales. El factor más importante que afecta a la biota es la duración de las inundaciones. Otros factores importantes son la fertilidad y la salinidad. En los fens, las especies son altamente dependientes de la química del agua. La química del agua que fluye hacia los humedales depende de la fuente de agua y del material geológico en el que fluye, así como de los nutrientes descargados de la materia orgánica en los suelos y las plantas en las elevaciones más altas de los humedales de pendiente. Biota puede variar dentro de un humedal debido a la estación o regímenes recientes de inundación (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Hay cuatro grupos principales de hydrofitas que se encuentran en los sistemas de humedales en todo el mundo. La vegetación de humedales sumergidos puede crecer en condiciones salinas y de agua dulce. Algunas especies tienen flores subacuáticas, mientras que otras tienen tallos largos para permitir que las flores alcancen la superficie. Las especies sumergidas proporcionan una fuente de alimento para la fauna nativa, el hábitat para invertebrados, y también poseen capacidades de la filtración. Algunos ejemplos son las hierbas marinas y las gramíneas. Las plantas de agua flotante o vegetación flotante son generalmente pequeñas, como la flecha arum (Peltandra virginica). Los humedales boscosos se conocen generalmente como pantanos. El nivel superior de estos pantanos está determinado por los altos niveles de agua, que son afectados negativamente por las presas. Algunos pantanos pueden estar dominados por una sola especie, como los pantanos de arce de plata alrededor de los Grandes Lagos. Otros, como los de la cuenca del Amazonas, tienen un gran número de especies arbóreas diferentes. Los ejemplos incluyen ciprés (Taxodium) y manglar (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Los peces son más dependientes de los ecosistemas de humedales que cualquier otro tipo de hábitat. El setenta y cinco por ciento de las poblaciones comerciales de peces y mariscos dependen únicamente de los estuarios para sobrevivir. Las especies de peces tropicales necesitan manglares para criaderos críticos y viveros y el sistema de arrecifes de coral para alimentos (Dudgeon et al., 2006; Jude & Pappas, 1992; Keddy et al., 2009; Service & Cowardin, 1979). Los anfibios, como las ranas, necesitan hábitats tanto terrestres como acuáticos para reproducirse y alimentarse. Mientras que los renacuajos controlan las poblaciones de algas, las ranas adultas se alimentan de insectos. Las ranas se utilizan como un indicador de la salud del ecosistema debido a su piel delgada que absorbe los nutrientes y las toxinas del entorno, resultando en una tasa de extinción por encima del promedio en condiciones ambientales desfavorables y contaminadas (Hamer & McDonnell, 2008; Houlahan & Findlay, 2003; Lehtinen & Galatowitsch, 2001; McMenamin, Hadly, & Wright, 2008).

Los reptiles como los caimanes y los cocodrilos son especies comunes de reptiles. Los cocodrilos se encuentran en agua dulce junto con las especies de agua dulce de caimán. El cocodrilo de agua salada se encuentra en los estuarios y manglares y se puede ver en la costa que bordea la Gran Barrera de Coral en Australia. Los Everglades de la Florida son el único lugar en el mundo donde coexisten cocodrilos y cocodrilos. Las serpientes, lagartos y tortugas también se pueden ver en los humedales. Tortugas rompientes son uno de los muchos tipos de tortugas que se encuentran en los humedales. Los mamíferos incluyen numerosas especies de pequeños mamíferos, además de grandes especies herbívoras y de ápice, como el castor, el conejo pantano y la pantera de la Florida, viven dentro y alrededor de los humedales. El ecosistema de los humedales atrae a los mamíferos debido a sus fuentes prominentes de semillas y vegetación, abundantes poblaciones de invertebrados, pequeños reptiles y anfibios (Greb, DiMichele, & Gastaldo, 2006; Irwin, Irwin, Gardner, & Oberdórster, 2006; Roe, Kingsbury, & Herbert, 2003; Verones et al., 2013; Williams & Dodd Jr, 1979).

Monotremas como el ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) se encuentra en el este de Australia que viven en los ríos de agua dulce o lagos. Al igual que el castor, el ornitorrinco crea presas y madrigueras para el refugio y la protección. El platypus nada a través del uso de los pies palmados. El ornitorrinco se alimenta de larvas de insectos, gusanos u otros insectos de agua dulce que cazan principalmente por la noche por el uso de su factura. Se convierte en barro en el fondo del lago o el río, y con la ayuda de los electrorreceptores situados en la factura, desenterra a los insectos de agua dulce. El ornitorrinco almacena sus hallazgos en bolsas especiales detrás de su cuenta y consume su presa al volver a la superficie (Serena, 1994; Stannard, Wolfenden, & Old, 2010).

4.6 Efectos humanos

Los humedales han sido históricamente la víctima de grandes esfuerzos de drenado para el desarrollo de bienes raíces, o inundados para su uso como lagos recreativos. Algunas de las zonas agrícolas más importantes del mundo son los humedales que se han convertido en tierras de cultivo. Desde la década de 1970, se ha puesto más énfasis en la conservación de los humedales para su función natural, sin embargo, en 1993 la mitad de los humedales del mundo habían sido drenados. Los humedales proporcionan una valiosa función de control de inundaciones. 

Los humedales son muy eficaces para filtrar y limpiar la contaminación del agua, (a menudo a partir del drenado agrícola de las granjas que reemplazaron los humedales en primer lugar). Para reemplazar estos servicios de ecosistemas de humedales, se gastaron enormes cantidades de dinero en plantas de purificación de agua, junto con las medidas de remediación para controlar las inundaciones: represas y construcción de diques (Farber, Costanza, & Wilson, 2002; Maltby & Acreman, 2011; Maltby, 2009).

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