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Rehabilitación y Restauración de
ecosistemas degradados:
lagos eutróficos
Claudia Fosalba
Carlos Iglesias
Mariana Meerhoff
Franco Teixeira de Mello
Apoyan:
http://imasd.fcien.edu.uy/difusion/
Estado de los ecosistemas depende de los
procesos físico-químicos + actores biológicos
lago de agua
turbia y menor
diversidad
nutrientes
lago de agua
clara y alta
diversidad
deterioro
lago de agua clara
o negra y muy
BAJA diversidad
Cómo volvemos al estado de aguas claras y alta diversidad?
• Reducción de nutrientes
(especialmente de Fósforo)
oligotrofia
(bajos nutr.)
• Sin embargo, es usual la
resistencia al cambio debido a
mecanismos biológicos y
químicos
• Medidas de restauración tratan
de “empujar” al lago hacia el
estado de aguas claras original
eutrofia
(altos nutr.)
Plantas de tratamiento de
efluentes (ca. 1970 – 1990)
Planes regionales para
reducción entradas
Reducción 50% carga de N y
80% P usados en agricultura
Uso de detergentes sin fosfato
Establecimiento de humedales y
lagos para reducir la carga de N
Cambios en las prácticas
agrícolas
Creación de miles de hectáreas
de ”zonas buffer” a lo largo de
ríos y lagos
P y N: descarga anual (x 1000 toneladas)
Entradas de Nitrógeno y Fósforo por fuentes puntuales
Nitrógeno
Fósforo
plantas tratamiento efluentes
industria
pérdidas sist. red pluvial
cria de peces
urbanización escasa
plantas tratamiento efluentes
industria
pérdidas sist. red pluvial
cria de peces
urbanización escasa
ej. Dinamarca, tomado de Soendergaard 2007
La mayoría de los lagos siguen turbios!
• Alta disponibilidad de nutrientes,
carga externa no reducida lo suficiente,
o alta carga interna
• Poco control ”top-down” por parte del
zooplancton (debido a gran predación
de los peces)
peces piscívoros
top-down
peces planctívoros
zooplancton
fitoplancton
Daphnia
bottom-up
nutrientes
Porqué la recuperación suele ser tan lenta??
Resistencia química
Carga interna: fósforo acumulado en el sedimento (puede mantener
concentraciones altas por 10-15 años luego de la reducción!)
Resistencia biológica
1. Comunidad de peces está dominada por especies que comen
zooplancton, provocando un bajo control de la biomasa de
fitoplancton. Escasez o ausencia de peces piscívoros.
2. Demora en la recuperación de las plantas sumergidas
debido a falta de banco de semillas, herbivoría por aves, etc
Resistencia química y carga interna de P
entrada baja/natural
aumento de la entrada
entrada reducida
• Bajo condiciones de equilibrio, el P es retenido en el sedimento
• Ante aumento de la entrada de P, mayores cantidades se acumulan
en el sedimento.
• Al haber una reducción de la entrada de nutrientes y recuperación
del lago, se establecen nuevas condiciones de equilibro y el
sedimento libera P a la columna de agua - durante un período
Tipos básicos de restauración de lagos llanos eutróficos
2. Medidas que aumenten la
capacidad de consumo del
zooplancton sobre el fitoplancton
(es decir, aumento del control ”topdown”)
peces piscívoros
top-down
peces planctívoros
zooplancton
fitoplancton
bottom-up
nutrientes
1. Medidas que disminuyan la
disponibilidad de nutrientes
(especialmente Fósforo) para el
fitoplancton
(es decir, aumento del control
”botom-up”)
1. Métodos físicos y químicos de restauración de lagos
Físicos:
• Remoción de sedimento (reducción de la carga
interna de nutrientes y estimulación del crecimiento
de algunas plantas sumergidas)
Químicos:
• Agregado de Aluminio a la columna de agua
• Oxigenación del fondo del lago (”hipolimnion”)
• Inyección de Nitrato al hipolimnion
Dragado de sedimentos
Principio: el sedimento rico en fósforo- se
remueve para reducir la
carga interna
Problema: dónde depositar ese sedimento? costos!
Agregado de Aluminio desde la superficie del lago
Principio: se agrega Aluminio (o sales
de Hierro) para aumentar la adsorsión
de P al sedimento y así disminuir su
disponibilidad para el fitoplancton
Cambios en el Fósforo con el agregado de Aluminio
Concentración de Fósforo (mg / litro)
Efectos a corto plazo marcados
Efectos a largo plazo inciertos
(debido al envejecimiento del Al,
menor capacidad de retención).
Posible toxicidad?
agregado Al
Oxigenación del hipolimnion
Principio: se agrega oxígeno para mantener la adsorsión de P al Hierro
(unión sensible a condiciones redox) y así disminuir la disponibilidad de P
Disminución del Fósforo con la oxigenación del fondo
Furesø (dybeste
sted) 2001
ANTES
Totalfosfor
P Tot
(µg/l)
(ug / litro)
5
600
500
400
300
250
200
150
100
75
50
25
0
10
15
20
25
0
5
Dybde
profundidad
del(m)
lago (m)
0
Dybde
(m)lago (m)
profundidad
del
Furesø
(dybeste sted)
2005
DESPUES
OXIGENACIÓN
15
20
25
30
35
35
J
F M A M J
J
Måned
meses
A S O N D
600
500
400
300
250
200
150
100
75
50
25
0
10
30
P Tot
Totalfosfor
(µg/l)
(ug / litro)
J
F M A M J
J
A S O N D
Måned
meses
Implica necesariamente tratamientos prolongados o constantes.
Riesgo de crear una gran reserva de Fósforo móvil debido a la mayor
mineralización de la materia orgánica (por descomposición aerobia)
2. Métodos biológicos de restauración de lagos llanos
”BIOMANIPULACIÓN”
peces piscívoros
top-down
• Introducción de peces piscívoros
• Remoción de peces que comen
zooplancton (planctívoros) y/o viven sobre
el fondo (bentívoros)
• Transplante/protección de macrófitas,
especialmente sumergidas
peces planctívoros
zooplancton
fitoplancton
bottom
nutrientes
Teoría detrás de la biomanipulación
agregar (o aumentar)
peces piscívoros
eliminar (o reducir)
peces zooplanctívoros
efecto deseado: baja
biomasa fitoplancton
Efectos a corto plazo de la remoción de peces en varios lagos
Transparencia
sin cambio
descenso
Biomasa fitoplancton
aumento
aumento
descenso
Fósforo total
sin cambio
aumento
sin cambio
ej. Dinamarca, Soendergaard & Jeppesen 2007
Nitrógeno total
descenso
aumento
sin cambio
descenso
Biomanipulación: resultados debatibles
Necesidad de remoción
constante de peces
zooplanctívoros
El fitoplancton se recupera
en el corto plazo, debido a la
alta carga de nutrientes ya
acumulados en el lago
Jeppesen 1990
Es una medida
potencialmente útil, en
combinación con el control
intensivo de las entradas de
nutrientes
Transplante y protección de macrófitas sumergidas
Qué se ha logrado en muchos casos?
a veces sólo recuperar objetos perdidos y remover basura
Causas de los fracasos (o éxito escaso…)
• Insuficiente reducción de la entrada de nutrientes externos
• Rápida recuperación de los peces pequeños (zooplanctívoros)
debido a tiempos de reproducción cortos
• Gran resuspensión del sedimento fino ante ausencia de plantas
que compacten el fondo, lo que aumenta la turbidez del agua
• Alta carga interna de P en la reserva del sedimento, asegurando
disponibilidad para el fitoplancton
• Inestabilidad general del ecosistema debido a la baja cobertura de
plantas acuáticas (sobretodo de plantas sumergidas)
Pre-requisitos para un programa de restauración exitoso
• Reducción suficiente de entradas externas: la meta es
concentraciones en el agua menores a 50-100 ug P/litro
para lagos someros templados, probablemente deba ser
menos aún en Uruguay.
• Lograr el establecimiento de una alta cobertura de plantas
sumergidas (al menos en las zonas litorales ).
• Evitar que la reserva interna de P controle la concentración
de P en el agua.
• Acciones fuertes en las medidas de restauración: por ej.
gran remoción de peces zooplanctívoros y repetición de la
medida.
Conclusiones: qué no sabemos aún?
• Efectos a largo plazo
Cuánto duran los efectos? Bajo qué condiciones ocurren y se
mantienen? Dependencia de la carga de nutrientes presente– cuándo
hay chances reales de éxito?
• Conexión columna de agua-sedimento
Cómo aumentar la retención de P en el sedimento?
• Plantas sumergidas
Qué determina la distribución y fluctuaciones de las plantas? Cómo
afectan el ciclo de cada nutriente en distintos climas?
• Aplicabilidad de estas medidas en climas cálidos y subtropicales
Sabemos muy poquito…. pocas experiencias en el país (Lago Rodó,
Montevideo- Scasso et al. 2001).
Es más fácil prevenir …
que intentar curar