Las montañas, torres de agua del mundo |
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B. Messerli, M. Droz, P. Germann, D. Viviroli,
R. Weingartner, S. Wunderle conoce más del autor
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La mayoría de los ríos de nuestro planeta se origina en las regiones montañosas. Las montañas y los altiplanos proveen a las llanuras de agua para irrigación, producción de alimentos, industrias y a una población urbana creciente. Es por ello que algunos especialistas se refieren a las montañas como “torres de agua”. Por su función vital es necesario conocer más acerca de los recursos hídricos que se generan en las montañas de distintas zonas climáticas. Los datos que poseemos actualmente son muy limitados; mundialmente sólo contamos con pocas series de mediciones cuyos periodos de cobertura además son extremadamente cortos. Por ello los datos son insuficientes y no dan cuenta de la alta heterogeneidad espacial y temporal que se observa en las condiciones de descarga. Aunado a estas limitantes, en regiones donde el agua es escasa la información acerca de ésta tiene un valor estratégico, por lo que frecuentemente se mantiene en secreto, lo cual dificulta la realización de estudios científicos e imposibilita la resolución de conflictos en torno a los recursos hídricos.
Aunque se conoce la función de las montañas como proveedoras de agua, hasta ahora no se ha cuantificado la importancia de la descarga de agua proveniente de éstas con respecto al total de agua de una cuenca. Un estudio publicado recientemente por M. Meybeck estima que la descarga hídrica proveniente de las montañas contribuye con 32% de la descarga total, mientras que otros estudios dan cifras de entre 40% y 60%. En algunas regiones el agua que proviene de las montañas puede significar hasta 95% de los recursos hídricos de una cuenca.
El paradigma de la hidrología del bosque
La nieve es una característica importante de regiones montañosas como los Alpes, los Himalaya, los Andes y otras cordilleras. Dependiendo de la latitud, las mayores altitudes están cubiertas de nieve durante varios meses del año. El albedo producido por la nieve influye de manera importante en el clima local. Por otro lado, la cobertura de nieve es un factor importante para algunas actividades humanas como la producción de energía y el turismo de invierno. Además, en algunas regiones del mundo el deshielo llega a ser el componente predominante en la descarga de los ríos en las llanuras.
Dependiendo de la presencia y el tipo de vegetación, la descarga que se produce al fundirse la nieve puede inmediatamente convertirse en parte del torrente de un río o puede retenerse y quedar disponible para las plantas. De este modo, dependiendo de la cobertura vegetal y del sistema de uso del suelo, los picos de escurrimiento se pueden controlar. La habilidad de los bosques para retener el agua es una verdad aceptada desde hace varios años y se conoce como el paradigma hidrológico del bosque. Este paradigma establece que los bosques tienen la habilidad de reducir los picos de escurrimiento, sobre todo en regiones donde las pendientes son muy empinadas, y de regular el flujo de los arroyos y manantiales. Sin embargo, a la luz de nuevos estudios acerca de la hidrología de las montañas en distintas zonas climáticas y con diversos usos de suelo, resulta pertinente preguntarse si es posible generalizar y si este paradigma funciona para todas las cuencas montañosas del mundo.
Ch. Pfister y D. Brändli encontraron que este paradigma tiene su origen a finales del siglo xviii en los Pirineos, y se generalizó a principios del siglo xix en los Alpes. Peter Germann y Rolf Weingartner estudiaron el surgimiento de este paradigma y encontraron que establece que al interior de las regiones boscosas los agricultores utilizan los mejores suelos disponibles para la agricultura, tomando en cuenta algunos factores como accesibilidad, facilidad de uso, contenido en rocas, pendientes, exposición, características de los suelos y riesgo de erosión, entre otros. Así, los bosques se conservan primordialmente en regiones poco aptas para la agricultura, por lo que la calidad agrícola de los bosques es el reflejo de la presión económica sobre las tierras agrícolas, siempre y cuando el uso de los bosques no esté restringido. Una fuerte demanda de productos agrícolas produce la expansión de los sembradíos en detrimento de los bosques, así como la disminución en la demanda de productos agrícolas permite la expansión de las áreas boscosas. Es decir que el bosque compite con la agricultura.
En el caso de los Alpes las autoridades forestales desarrollaron a lo largo del tiempo una visión multifuncional del bosque, argumentando que cuando están bien manejados no sólo proveen bienes comerciales, sino que también ofrecen protección ante las catástrofes naturales, puesto que son un medio efectivo de protección contra derrumbes y deslizamientos, la erosión y las avalanchas de rocas y nieve. Reconociendo estos factores, a finales del siglo XIX las autoridades forestales exigieron el desarrollo de bosques multifuncionales. Además, en 1902, y siguiendo las demandas de las autoridades mencionadas, los legisladores trabajaron por la protección estricta y la expansión progresiva de las áreas boscosas al interior de Suiza. El argumento en favor de estas medidas provenía del paradigma hidrológico del bosque después de que se registró una serie de inundaciones catastróficas.
La liberalización y el desarrollo tecnológico en el siglo XIX abrieron los mercados y las economías de los estados. De particular importancia para Suiza, la producción de queso dejó de estar restringida a las regiones alpinas y se desarrolló en las llanuras, lo que tuvo un impacto negativo en la economía de las altiplanicies. Ante una competencia feroz en el mercado de su principal fuente de ingresos, los agricultores de las montañas empezaron a expandir los terrenos de pastoreo, a fertilizar sus campos con materia orgánica y a incrementar la venta de madera a las industrias nacientes en las partes más bajas; todo esto en detrimento de las zonas boscosas. Las autoridades forestales se vieron en la necesidad de buscar argumentos contundentes para proteger de la explotación exhaustiva a los bosques de las regiones montañosas.
Si bien las avalanchas y el arrastre de material afectaban a las poblaciones empobrecidas de las montañas, responsables del diezmo de los bosques, las inundaciones afectaban a una población mucho más numerosa que habitaba en las llanuras y que controlaba la economía suiza. A finales del siglo XIX y principios del XX el paradigma hidrológico de los bosques sirvió para apoyar una legislación federal en torno a la conservación de los bosques que incluía un sistema de subsidios para su promoción. Las reforestaciones subsidiadas que fueron promovidas por el gobierno encontraron resistencia en muchas regiones de los Alpes porque implicaban una pérdida de espacios de pastoreo. Incluso en los años sesentas se utilizó este paradigma para justificar ciertos proyectos de reforestación y para mejorar el uso de los bosques en Suiza, mientras que en otros países que no buscaban aumentar las áreas forestales sirvió para regular el manejo de éstas.
Esta misma legislación federal estimuló programas de investigación para fundamentar con datos científicos el paradigma hidrológico del bosque. En 1903 Engler inició las primeras mediciones comparativas de la precipitación y de las escorrentías en dos pequeñas cuencas: Spelgraben, de 55 hectáreas, con 97% de cobertura forestal y altitudes entre 912 y 1 204 metros sobre el nivel del mar; y Rappengraben, con una extensión de 69.7 hectáreas, 35% de cobertura forestal y el resto del terreno utilizado como pastizales, en altitudes de 983 a 1 261 metros sobre el nivel del mar.
No es de extrañarse que las autoridades forestales generalizaran los resultados del paradigma hidrológico del bosque a partir de los primeros estudios. Sin embargo, a pesar de la fama que adquirieron estos trabajos los científicos involucrados mantuvieron cierto escepticismo. Del mismo modo, en 1922 Burger comparó en Alemania la capacidad de infiltración y de aereación de suelos boscosos con pastizales y suelos agrícolas. Nuevamente los resultados de los bosques ganaron en favor del paradigma, pero las investigaciones no mostraron ninguna mejora significativa en las propiedades hidrológicas del suelo plantado desde hacía cuarenta años con el pino noruego Picea abies.
El paradigma hidrológico del bosque ha sido ampliamente criticado en los países en vías de desarrollo con regiones montañosas que tienen un uso intensivo, pues la experiencia al respecto muestra que una buena cobertura del suelo y un uso cuidadoso, como las terrazas en los Himalaya y en otros sistemas montañosos en zonas tropicales y subtropicales, tienen un efecto protector igual o mejor que el de los bosques. Especialmente en climas como el monzón, donde caen grandes e intensas precipitaciones, los movimientos masivos de suelo ocurren independientemente de la cobertura forestal.
L. Hamilton ha sido el primero en indicar que el término “deforestación” se emplea de forma tan ambigua que carece de sentido para describir un cambio en el uso de suelo. Por ello debería sustituirse por términos más precisos, menos cargados de emociones y más aptos para áreas específicas. Por ejemplo, el término bosque se podría remplazar por una descripción acerca de su uso; madera para combustible, maderas comerciales, cultivos de rotación, agroforestería, cultivos anuales con o sin terrazas, pastura, plantación forestal. Todas estas intervenciones y usos de suelo tienen efectos distintos en el ciclo del agua; es por ello que deberíamos ser más cuidadosos antes de culpar a los agricultores por las inundaciones en las planicies del Ganges y Brahamaputra. Un argumento de esta naturaleza forma parte de los mitos y malentendidos responsables de tensiones políticas y no es aceptable desde el punto de vista científico.
Si bien el paradigma hidrológico del que hablamos ha servido para preservar los bosques en los Alpes, hoy en día necesitamos estudios específicos para desarrollar una política forestal adecuada, especialmente en países en vías de desarrollo. Como lo ha mostrado B. R. Upreti en un estudio realizado en Nepal, el manejo forestal comunitario tiene muchas ventajas sobre el manejo de bosques que pertenecen a una agencia regional o estatal. Sin embargo, él mismo encontró que uno de los requisitos para ello es que la comunidad esté bien informada, para que sea capaz de tomar decisiones, como privilegiar la producción de combustible en vez de producción de madera, o evaluar y manejar adecuadamente las propiedades protectoras del bosque. El estudio concluye que el manejo y la propiedad comunales de los bosques pueden mitigar la fuerte oposición que a veces surge entre las comunidades locales y las demandas centralizadas de las agencias gubernamentales. Un manejo de este tipo no sólo transfiere el poder del gobierno a las comunidades, sino también la responsabilidad y el conocimiento. Además, una comunidad preocupada por su bosque funcionará como su protector más eficaz. La experiencia de Upreti hubiera constituido un precedente muy importante para los proyectos de reforestación de las primeras tres décadas del siglo xx en Suiza, que se implementaron en contra de la voluntad de los dueños de las tierras.
De lo local a lo global
Los Alpes pueden servir de región modelo para estudiar la hidrología de las montañas puesto que se cuenta con suficiente información confiable y detallada. Ahí se ha podido observar que el río Rin muestra una clara diferencia en los patrones de descarga a lo largo de su curso: mientras que en la parte superior la mayoría del agua que lo alimenta proviene del deshielo, en las partes bajas proviene de la lluvia. En un año promedio la descarga en la parte suiza del Rin, que es principalmente montañosa, contribuye con 45% del total, aunque el área de la cuenca que se encuentra al interior del territorio suizo representa sólo 22% de éste. En los meses de verano, al fundirse la precipitación acumulada en forma de nieve durante el invierno, la contribución de la descarga de la sección suiza rebasa 60%. El papel preponderante de la región superior de los Alpes al interior de la cuenca se puede determinar comparando las descargas específicas (c). En algunas ocasiones la contribución de los Alpes puede alcanzar cifras muy altas, como en julio de 1976, mes excepcionalmente seco, cuando la cantidad de agua de los Alpes, medida en Rheinfelden, representó casi 93% de la descarga total reportada en la estación holandesa de Lobith. Como lo ha mostrado D. Viviroli, al analizar los datos de descarga es posible obtener una visión de conjunto del carácter hidrológico de una cuenca y diferenciar entre las secciones montañosas y las llanuras. Así, es posible transferir el conocimiento generado acerca de las hidrología de los Alpes al estudio de otras regiones montañosas. Sin embargo, para poder determinar con precisión el papel hidrológico de las montañas a nivel global hace falta contar con más información detallada sobre otras regiones montañosas.
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figura 1
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A partir del conocimiento generado por el estudio de la hidrología de los Alpes se trató de determinar la importancia hidrológica de las montañas por medio de los datos de descarga de veinte estaciones del Centro global de escorrentías. Los patrones de descarga media mensual, los cambios en la descarga específica con un aumento en la cuenca y la variación de la descarga media mensual resultaron ser parámetros muy útiles para la determinación del significado hidrológico de las regiones montañosas. Se seleccionaron más de veinte ríos en varias partes del mundo con base en criterios topográficos y climáticos, además de la disponibilidad de datos. El objetivo de la selección de los distintos sitios era cubrir un amplio rango de zonas climáticas e incluir las cadenas montañosas más importantes. Se dejó de lado el área tropical con los ríos Amazonas y Congo porque en ambos casos las lluvias tropicales dominan por completo la hidrografía y rebasan la importancia de las montañas. Del mismo modo, las regiones polares y subpolares no dependen de los recursos hídricos de las montañas, sino del deshielo, especialmente en las grandes planicies del Norte. Las dificultades más grandes para este estudio resultaron ser la ausencia de información accesible, representativa y confiable, y que las estaciones de medición estuvieran convenientemente distribuidas a lo largo del curso de los ríos. La interrelación de la descarga del altiplano y de las llanuras se examinó a través del establecimiento de estaciones a una altitud mayor a 1 000 metros sobre el nivel del mar, que sirvieron como “estaciones de montaña”, y otras establecidas cerca de la boca de los ríos, que se usaron como “estaciones de llanura”. Se tuvo cuidado en verificar que las estaciones de montaña estuvieran localizadas en una zona con relieve montañoso para excluir que hubiera planicies en altitudes mayores. Con el fin de incorporar los datos de descarga en su contexto climático se tomaron en cuenta la precipitación regional y las condiciones de temperatura.
La hidrología de las áreas montañosas se caracteriza por una descarga desproporcionadamente grande, usualmente del doble de la cantidad que se esperaría en proporción al área de la sección montañosa. En áreas húmedas se observan descargas de 20 a 50% de la descarga total, mientras que en áreas semiáridas o áridas la contribución de las montañas al total de la descarga llega a ser de 50 a 90%, con extremos de hasta más de 95%. Una de las características de la descarga de las regiones montañosas es que se mantiene muy constante año tras año, lo que resulta en una reducción en el coeficiente de variación de la descarga total. Por último, otra de las características de este tipo de sistemas es el efecto de retención de la nieve y de los glaciares, en el cual la precipitación invernal se transforma en escorrentías de primavera y verano esenciales para la vegetación de las llanuras.
Como lo ha mostrado M. Spreafico, la cuenca del Aral es un ejemplo instructivo al respecto. En las altas montañas de Tien Shan y Pamir la precipitación anual varía entre 600 y 2 000 mm, de la cual 30% cae como nieve. En la llanura el desierto cubre casi toda la cuenca, que se caracteriza por una lluvia escasa —menos de 100 mm al año— y una tasa de evaporación alta. Durante el verano los dos ríos principales, Amu Daria y Syr Daria, aumentan su caudal gracias al deshielo. Si tomamos en cuenta que las montañas proveen más de 95% del total de agua de la cuenca, entonces entendemos la importancia de la nieve procedente de las montañas para la hidrología de las llanuras desérticas. Estas zonas áridas y semiáridas, que son muy vulnerables puesto que pueden sufrir de escasez de agua en un futuro próximo, representan más de 40% de la superficie de la Tierra y concentran a más de la mitad de la población humana, que vive principalmente en países en vías de desarrollo.
Estos y otros datos han sido cuantificados y se usaron para determinar la importancia hidrológica de las regiones montañosas (figuras 2 y 3). El estudio revela que las mayores “torres de agua” del mundo se encuentran en regiones áridas y semiáridas. Entre más áridas son las llanuras mayor es la importancia de las zonas montañosas más húmedas.
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figura 2
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figura 3
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Una problemática compleja
Hoy en día los científicos empiezan a mostrar que algunas de las ideas acerca de las propiedades atribuidas a los bosques, como la regulación del flujo de los ríos, la reducción de la erosión y de las inundaciones, el incremento de las lluvias y del flujo de agua, la esterilización de sus fuentes y el mejoramiento de su calidad, en realidad son simplificaciones o prejuicios. En selvas secas, por ejemplo, algunas investigaciones recientes muestran una relación más compleja entre el bosque y el agua. En la medida que la escasez de agua aumenta, es preciso que la retención de agua que tiene lugar en los bosques, mayor a la de otros cultivos, sea evaluada en relación con la producción de madera o los beneficios de la conservación, recreación y beneficios ambientales. Esto muestra que el paradigma hidrológico del bosque nacido en las montañas europeas en los siglos XVIII y XIX tiene que revisarse y no puede ser transferido sin cambios a las regiones montañosas tropicales y subtropicales.
Los recursos hídricos dependen también de los cambios climáticos. Las variaciones en la precipitación, en los patrones de cobertura de nieve y en la retención de agua en forma de glaciares probablemente afectan los tiempos, la cantidad y la variabilidad de la descarga de regiones dominadas por montañas. Y también lo harán las características de las escorrentías en las llanuras. Es necesario precisar que los datos generados hasta ahora acerca de la influencia del cambio climático en la descarga tienen muchas limitantes, ya que en los pronósticos de los climas regionales hay incertidumbres y los modelos de circulación global usan escalas demasiado pequeñas. Además la información que generan no es fácil de transformar para escalas locales. Las cuencas dominadas por el agua de nieve son muy sensibles a los cambios climáticos, por ello estos sistemas se verán más afectados por las variaciones en los patrones de descarga. Aparte de la incertidumbre en torno a los posibles escenarios del cambio climático, la investigación acerca de los recursos hídricos de las montañas se ve limitada por los problemas que se encuentran cuando se aplican modelos hidrológicos a áreas cubiertas de nieve y de mayores altitudes, sin importar la escala, meso o global, de la metodología.
Por si acaso el cambio climático fuera poco, el crecimiento demográfico en las llanuras de ciertas áreas críticas acentúa la presión sobre los recursos hídricos de las montañas. Esta presión tiende a alentar la construcción de obras de ingeniería en áreas montañosas, como presas, canales y transferencia de agua para irrigación y generación de energía. Un ejemplo ilustrativo es el reporte reciente acerca del River Link Mega Project en India, elaborado por B. Imhasly. Mientras que 97% del agua del Brahmaputra fluye al Golfo de Bengala sin ser utilizada, la falta de agua es un problema en el subcontinente indio. La idea es unir 37 sistemas de ríos, construir 32 presas y 9 600 kilómetros de canales, bombear el agua al Deccan, producir energía hidroeléctrica, incrementar la producción de alimentos y conectar el sur de la India con los ríos de los Himalaya. Sin hablar de los problemas financieros, políticos, ambientales y la solución potencial de conflictos, este mega proyecto muestra la importancia hidrológica de los Himalaya como torres de agua para toda la India.
De acuerdo con los indicadores de desarrollo del Banco Mundial, 65 países usan 75% del total de agua disponible para agricultura, es decir, en la producción de alimentos. Estos países incluyen Egipto, India y China, que dependen bastante de la descarga de las montañas, lo que significa que son dependientes de uno de los ecosistemas más sensibles a los cambios climáticos.
Las cabeceras son la principal fuente de agua para los sistemas ribereños, y son importantes reservas de biodiversidad y hábitats especiales. Estos ambientes, típicamente localizados en las partes más altas y remotas de las cuencas, se asocian frecuentemente con paisajes montañosos, actividad humana de baja intensidad y aislamiento de los centros urbanos.
Sin embargo, hoy en día muchas cabeceras se encuentran en medio de importantes centros de actividad, agricultura, explotaciones forestales, minería, turismo y generación de electricidad, lo que pone en riesgo la productividad y pureza del agua. El riesgo es especialmente grande, puesto que los daños causados por los cambios en la calidad del agua pueden afectar las regiones que se encuentran río abajo, el régimen hidrológico y los recursos naturales, lo cual exacerbaría los problemas de estrés social y acabaría con el precario equilibrio de ciertas formas de vida.
A pesar de que a nivel mundial los recursos hídricos son suficientes, en el futuro se espera un aumento notable en la escasez de agua a nivel local y regional. Como torres de agua, las montañas tienen una importancia fundamental para la producción de alimentos y el abastecimiento de agua potable, así como para la generación de energía y las industrias. La creciente demanda de ellos hará que los recursos hídricos de las montañas jueguen un papel predominante en el siglo XXI.
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Traducción
Nina Hinke
Agradecimientos
A la unesco por la organización del un simposio “Montañas, torres de agua para el siglo XXI”, en el marco del tercer foro mundial del agua de Kyoto. Asimismo, el apoyo de la Agencia Suiza para la Cooperación y Desarrollo para nuestra presentación. Una versión de este artículo fue publicada por la División de Ciencias del agua de la unesco, París.
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Bruno Messerli, Marcel Droz,
Peter Germann, Daniel Viviroli,
Rolf Weingartner, Stefan Wunderle
Instituto de Geografía, Universidad de Berna, Suiza
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como citar este artículo → Messserli, Bruno y et. al. (Traducción Hinke, Nina). (2003). Las montañas, torres de agua del mundo. Ciencias 72, octubre-diciembre, 4-13. [En línea] |
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¿Cuánta agua pasa por mi casa? |
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Gabriel Ramos Fernández
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Todo parece indicar que nos encaminamos hacia una crisis de agua. Actualmente los seres humanos utilizamos 54% del agua dulce accesible en la superficie. Si consideramos el crecimiento poblacional y la mayor demanda de recursos, esta proporción podría aumentar a 75% en 2025, al necesitarse 20% más de agua para irrigación y 80% más para usos industriales y domésticos. Estos promedios globales esconden algo que podría ser más grave, que la distribución del agua en el planeta es muy desigual: 40% de la población mundial vive en cuencas hidrológicas con escasez de agua. Por otro lado, las tasas de deforestación actuales (en las que México ocupa el poco honroso segundo lugar en América Latina, después de Brasil) preocupan, entre otras cosas, por el efecto que pueden tener sobre la inminente escasez de agua.
El agua y la deforestación
En este contexto la relación entre los bosques y el agua ejemplifica uno de los dilemas que enfrentan los científicos de hoy: ¿qué tanto sabemos sobre un fenómeno en particular como para aplicar este conocimiento? ¿Con qué grado de certeza podríamos predecir lo que le pasaría al agua que fluye en un ecosistema al transformarlo?
A primera vista el paso del agua por un ecosistema boscoso no pareciera tener mayores complicaciones. El agua de lluvia es interceptada por diferentes compartimientos en su paso hacia los acuíferos subterráneos o hacia los océanos. En cada uno de estos compartimientos el agua puede ser retenida por diferentes tiempos o desplazarse en el espacio, como lo hace en el curso de los ríos. También puede evaporarse y regresar a la atmósfera. En el caso de un bosque los árboles funcionan como un compartimiento de agua, ya que ésta permanece en la superficie de las hojas y dentro de la planta misma. De este compartimiento vuelve a la atmósfera la suma de la transpiración efectuada por las plantas, resultado de la captura de bióxido de carbono por los estomas, y la evaporación en la superficie de las hojas o evapotranspiración.
Entonces, si uno quiere colectar más agua, ¿no sería mejor eliminar un compartimento, dejando así que una mayor cantidad de agua pasara a los que siguen en el suelo y el subsuelo? Por ejemplo, convertir un bosque a un pastizal para ganado podría, en efecto, evitar que el agua retenida en las hojas de los árboles a diferentes niveles pudiera regresar a la atmósfera. Sin embargo, y como suele ser el caso en ecología, las cosas no son tan sencillas. En un bosque el suelo contiene una alta cantidad de materia orgánica, así como una comunidad de organismos que mantiene una estructura abierta al paso del agua. Por lo tanto, el suelo de un bosque tiene una mayor capacidad de infiltración, que decrece al talar los árboles y convertir el suelo en pastizal. Este suelo no permite una infiltración tan grande hacia capas más profundas y por tanto deja más agua sujeta al escurrimiento superficial, el cual dependerá de la pendiente del terreno. En ausencia de bosques el agua se moverá hacia otros lugares antes de infiltrarse, llevándose consigo el suelo mismo. Esto es un impacto inmediato de la deforestación: inundaciones y una mayor cantidad de materia orgánica fluyendo sobre la superficie terrestre, normalmente en los ríos. Las áreas deforestadas pierden su capacidad de retener el agua de lluvia.
¿Ciencia o folclor?
Revisando más de cerca la literatura sobre la relación entre los bosques y el agua uno encuentra gran cantidad de contradicciones e incertidumbre. Por ejemplo, una reciente publicación del Instituto internacional para el manejo del agua evalúa hasta qué grado nuestro conocimiento sobre la relación entre el agua y los bosques puede ser aplicado y qué investigaciones serían necesarias para poder proponer soluciones más certeras. Acerca de la creencia popular de que los bosques hacen que llueva más, existe una clara dependencia de escala: a escala continental los bosques parecen aumentar la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, lo cual en efecto contribuye a una mayor precipitación. Sin embargo, a escalas menores esa misma pérdida por evapotranspiración cobra mayor importancia que la precipitación, ya que el vapor de agua en las nubes no necesariamente regresa al mismo bosque sino que se desplaza hacia otras regiones.
Incluso el supuesto efecto de los bosques sobre la mayor recarga de los acuíferos es cuestionada como parte del “folclor”. Los estudios más recientes demuestran que un bosque pierde más agua por evapotranspiración que la vegetación más joven y baja, tanto durante la estación húmeda, por tener mayor superficie expuesta al aire, como durante la estación seca, por tener mayor acceso al agua del suelo. Sin embargo existen algunas excepciones: los bosques de niebla, por ejemplo, capturan más agua de la que pierden por evapotranspiración. Los bosques muy antiguos, de más de 200 años, también parecen perder menores cantidades de agua por evapotranspiración que otros bosques de menor edad.
Pero entonces, ¿sería mejor talar los bosques para poder capturar más agua de lluvia? La verdad es que no podemos ofrecer una solución general, aplicable a todos los casos y a todas las escalas. Los demás “mitos” acerca de la relación entre el agua y los bosques, cuya veracidad es debatida por los científicos actualmente, incluyen el efecto de mitigación de los bosques sobre las inundaciones, la reducción de la erosión del suelo, el mantenimiento de los flujos basales durante la estación seca, etcétera. Las investigaciones que se proponen para resolver estos debates requieren años, incluso décadas, para terminarse y proporcionar resultados que seguramente serán aplicables sólo en la escala y situación particular analizada en los experimentos.
Soluciones urgentes
El problema del agua y los bosques no es el único problema ambiental que enfrenta la humanidad en este nuevo siglo. Muchos otros, como la contaminación, la pérdida de biodiversidad y la sobreexplotación de los recursos del mar requieren que se fortalezca el “contrato social” de la ciencia con la sociedad para encontrar alternativas sustentables de aprovechamiento de los recursos naturales. Sin embargo, los problemas ambientales suelen involucrar sistemas complejos, con una variedad de elementos distintos y tipos de interacciones, que pueden cambiar dependiendo de la escala espacial o temporal, como es el caso que nos ocupa.
Al recurrir a la asesoría de un científico, los llamados “tomadores de decisiones” requieren que en una página se les resuman las ventajas y desventajas de tal o cual decisión de manejo; por ejemplo declarar un área como reserva, permitir la extracción forestal o convertir un área de bosque a pastizal para ganado. Los ecólogos se enfrentan entonces al dilema de proporcionar soluciones a problemas urgentes sin tener la suficiente certidumbre acerca de la generalidad de sus resultados. La solución propuesta por Silvio Funtowicz y Jerry Ravetz es la llamada “ciencia postnormal.” En ella el científico acepta explícitamente las incertidumbres inherentes a sus resultados al especificar, por ejemplo, la escala espacial o temporal en la cual son válidos o las particularidades del sistema en el que fueron encontrados.
Al mismo tiempo, quien toma decisiones considera la incertidumbre de los resultados y su validez para una escala o subsistema dado. De esta manera puede decidir la forma de manejo ajustándose a situaciones particulares, sin extrapolar la información a todas y cada una de las situaciones en las que se presente un problema similar. Por ejemplo, la agricultura tradicional de roza, tumba y quema podría tener un efecto sobre la captura de agua en los bosques en un determinado estado de la república. El secretario de ecología del mismo consulta a un científico para poder tomar una decisión. Éste le informa de sus resultados, en los que ha analizado el flujo hídrico de las milpas hacia los acuíferos subterráneos, comprobando que, en efecto, las milpas aumentan la cantidad de agua que fluye hacia los mismos. ¿Qué debe hacer el señor secretario? ¿Debe promover las milpas para conservar agua? Lo primero que tendría que hacer sería indagar sobre la generalidad de los resultados del científico, es decir: ¿en qué escalas serían válidos los resultados? ¿Cuántas milpas podrían seguir haciéndose sin afectar los patrones de lluvia en la zona y disminuir la cantidad de agua en el estado? Entonces podrá llevar a cabo una decisión prudente que tome en cuenta tanto los resultados del científico como el riesgo de extrapolar la información a escalas sobre las que el científico no le proporcionó ningún elemento para decidir.
De esta manera, la ecología pasaría de ser la ciencia “dura” que a veces pretende ser, a una verdadera fuente de soluciones para los problemas que enfrenta la humanidad en la actualidad.
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Gabriel Ramos Fernández
Pronatura Península de Yucatán A. C.
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como citar este artículo → Ramos Fernández, Gabriel. (2003). ¿Cuánta agua pasa por mi casa? Ciencias 72, octubre-diciembre, 14-17. [En línea] |
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La restauración de ríos y lagos |
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Luis Zambrano
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El primer contacto cercano que tuve con un río fue al cruzar el Pánuco en el famoso “chalán”, que es un tipo de panga que cruza carros y personas de Mata Redonda, Veracruz, hacia Tampico, Tamaulipas. Todos los años cruzaba el Pánuco al menos dos veces en la búsqueda de vacaciones en casa de mis abuelos. A finales de los ochentas el puente Tampico le dio continuidad a la carretera costera del Golfo, sustituyendo al famoso y tardado chalán. Lo elevado de este puente hacía que el río se viera a unos cien metros de distancia. A pesar de que lo crucé múltiples veces tengo pocas imágenes del río en la memoria, de su color, sus olas y de la vegetación que lo rodeaba; mi recuerdo del río se basa más bien en lo ancho y lo tardado que era cruzarlo. Contrasta con los recuerdos precisos que tengo tanto del chalán como del puente. Esto se debe a que nadie me enseñó, como a muchos mexicanos, a ver los ríos y los lagos como interesantes sistemas que se pueden degradar y que hay que cuidar. Yo veía al río como a las carreteras: algo que hay que cruzar para llegar a la meta final. Quizá mi apreciación sobre el río hubiera sido otra si me hubiera enterado que el Pánuco está en una cuenca que se caracteriza por ser de las que tienen una mayor diversidad de peces dulceacuícolas del país. Mi percepción también hubiera sido diferente si me hubieran dicho que esta misma cuenca, como muchas otras habitadas en el país, cuenta con altos índices de contaminación en el agua y que a este efecto se le suman las altas tasas de asolvamiento, desecación, sobreexplotación de organismos y el efecto de especies exóticas introducidas. El Pánuco no es el único en estas condiciones; prácticamente todos los ríos y lagos, pequeños o grandes, están muy deteriorados por todos o alguno de los males arriba mencionados. Las consecuencias de este deterioro pueden ser muy graves: reducción de la diversidad acuática, imposibilidad de utilización del agua, problemas de salud y pérdida parcial o total del cuerpo de agua.
Decir que los ríos y los lagos están completamente deteriorados es un lugar común. También lo es el decir que hay que hacer esfuerzos descomunales para restaurarlos. Pero, ¿qué significa la restauración?, ¿cuánto se tarda llevarla a cabo y cuáles son los costos de ponerla en práctica?
El concepto de restauración es relativamente nuevo, por lo que todavía adolece del mismo problema que todos los conceptos en biología sufren durante sus primeros años: todo el mundo habla de ellos pero nadie tiene una visión sólida de lo que significan. Por lo cual cada quien se hace una idea diferente del concepto. Esto disminuye la capacidad de comunicación y debilita los argumentos a favor de la restauración de algún sistema.
La visión empírica que genera la palabra restauración sugiere el significado de revertir los daños producidos a un ecosistema, dejándolo exactamente igual a como estaba antes de la perturbación. Esta visión deja el concepto virtualmente en la utopía, puesto que la mayoría de los daños que causan las perturbaciones son irreversibles. Tal es el caso de la extinción de uno o varios organismos o los cambios drásticos en la geografía o geología de la región. Otro problema de esta visión empírica de la restauración es que asume que la sucesión ecológica cuenta con una sola dirección que llega a un único clímax. Como consecuencia, si el sistema deja de ser perturbado volverá a su estado “natural”. En la gran mayoría de las ocasiones esto no es cierto. Si se deja de perturbar un sistema éste podría volver a un estado similar al previo a la perturbación, pero muchas veces produce otro tipo de sistema muy diferente al original e incluso se queda como si se siguiera perturbando, lo cual pasa mucho en lagos.
Un tercer problema de esta visión empírica es la nula información ecológica que suele tenerse del sistema antes de la perturbación. Esto hace imposible el restaurarlo puesto que no se sabe como era antes. Un ejemplo de este problema es el que sufren los restauradores de los Everglades en Florida. Los cambios en este gran humedal que abarcaba todo el sur de la península de Florida se hicieron hace más de medio siglo y no se cuenta con información que sugiera cómo era la dinámica de los humedales en esa época. Muchos investigadores de Florida están buscando en la península de Yucatán sistemas no perturbados que se parezcan a los de los Everglades para usarlos como modelo similar en la restauración. Pero estos investigadores tienen suerte de contar con un sistema similar no perturbado, cosa que nosotros no tendremos si seguimos destruyendo las últimas selvas inundables al desarrollar el turismo en el mar caribe.
Esta visión empírica del concepto no soporta el peso de la realidad una vez que los restauradores se enfrentan a un sistema perturbado. Es por esto que los restauradores han sugerido algunas palabras asociadas al concepto de restauración. Un primer concepto asociado es el de “rehabilitación”; ésta busca recuperar un sistema perturbado pero no considera que el sistema deberá quedar exactamente igual que como estaba antes. De esta manera se pueden hacer grandes esfuerzos para rehabilitar un sistema con el fin de que se parezca a lo que era en un principio sin el compromiso de que quede como estaba originalmente. Otro concepto asociado es la enmendación, que implica recuperar un sistema para dirigirlo hacia algo deseable por las personas que lo rodean, pero éste no se acerca siquiera a lo que el sistema perturbado era en un principio. Este concepto se utiliza mucho en los casos que en un sistema ha sido perturbado por alguna actividad productiva y al pensar en la restauración es imposible evitar que la actividad productiva se detenga. Por lo tanto se genera un sistema alternativo en el cual se recuperen algunos de los valores “ecológicos” del mismo sin perder su potencial productivo.
Considerando entonces la necesidad de volver realista el concepto de restauración para poderlo utilizar consistentemente, ha sido necesario juntar los conceptos mencionados. De esta manera la palabra restauración sugiere la manipulación de un sistema perturbado para mejorarlo, ya sea llevándolo a su estado original, a un estado similar al original o simplemente a un estado mejor. Así lo entendió la Sociedad para la Restauración Ecológica cuando en 1996 sugirió la siguiente definición de restauración: “La restauración ecológica es el proceso de recuperar y manejar la integridad ecológica de un sistema. Esta integridad incluye un rango crítico de variabilidad en biodiversidad, procesos ecológicos y estructuras en un contexto regional e histórico y sustentable para prácticas culturales”. Aun cuando es una definición con algunas lagunas, quizá su mayor valor es el de incluir todos los propósitos de los restauradores cuando se enfrentan a un sistema deteriorado (rehabilitarlo o enmendarlo, por ejemplo). También tiene la virtud de sugerir que los parámetros fundamentales a recuperar son la biodiversidad del sistema y sus procesos ecológicos.
La restauración en lagos y ríos
Los primeros países que se comenzaron a preocupar por restaurar sus ríos y lagos fueron los europeos y los norteamericanos. Esto responde a que el propio desarrollo industrial generó como consecuencia una degradación sustancial de sus ríos, que son por naturaleza un perfecto transporte de desechos, y sus lagos, que son el receptáculo final de estos desechos. A mediados del siglo pasado las deterioradas condiciones de los ríos y los lagos movieron a estos países a generar programas de manejo y restauración de los sistemas dulceacuícolas. Cabe mencionar que muchas de las teorías básicas de restauración se han generado con base en estudios en ríos y lagos, puesto que el efecto de la contaminación y la degradación en un sistema dulceacuícola es mucho más evidente y rápido que en un sistema terrestre.
Con tantas variables en juego y tantas dinámicas diferentes en cada lago o río no existe una receta básica a seguir. Pero en el momento de generar un programa de restauración son indispensables los siguientes factores que a continuación se mencionan: a) el régimen hídrico, b) la concentración de químicos en el agua, c) la estructura de la red trófica, y d) la erosión de los sedimentos y la colonización de las plantas.
El régimen hídrico
El primer paso para restaurar un cuerpo de agua es que tenga agua. Aun cuando esto suena bastante obvio es fundamental considerarlo en países como el nuestro en donde existen problemas de escasez de agua. Por ejemplo, el lago de Chapala ha visto disminuida su área de manera considerable en los últimos cincuenta años. De hecho existen asentamientos humanos y producción agrícola sobre lo que antes de la Segunda Guerra Mundial fue el fondo del lago. El daño no se ha detenido ahí, en estos momentos el lago se contrae en un gran porcentaje durante la época de secas, en particular en las zonas someras del mismo. Esto se debe a que el agua con poco volumen se calienta lo suficiente para evaporarse, mientras que en las zonas con mucho más volumen la temperatura del agua se mantiene más homogénea y evita una evaporación tan grande. En época de secas existen grandes planicies que generan tolvaneras en toda la zona. El mismo problema han sufrido los lagos de Cuitzeo y Texcoco, entre otros. De hecho el gran proyecto de restauración del lago de Texcoco basó sus elementos en la necesidad de regenerar el vaso receptor de la cuenca con el fin de que pudiera capturar agua de nuevo. El éxito de esta restauración se hace evidente en la ciudad de México al no volver a ver esas nubes cafés generadas por las tolvaneras de la región y también en la reaparición de las aves migratorias.
Volviendo a Chapala, para evitar la pérdida de agua dentro de los lagos por evaporación, hay investigadores que sugieren que se represe el lago en las zonas más someras con el fin de mantener el mayor volumen posible en las partes profundas. La solución mejorará la capacidad de retención del agua pero puede acarrear modificaciones en la vida de los organismos que habitan el lago. Esto se debe a que los sistemas dulceacuícolas mexicanos dependen en gran medida de la época de lluvias. Así, en la época de secas muchos de los ríos y lagos se ven naturalmente reducidos (y algunos hasta desaparecen), mientras que en la época de lluvias estos ríos y lagos se mantienen caudalosos y profundos. Los organismos nativos están acostumbrados a estos cambios que ocurren a lo largo del año, de tal manera que generar un sistema homogéneo durante todo el año, aun cuando suene más estable, en realidad puede estar perjudicando a un gran número de poblaciones de peces, invertebrados y anfibios que necesitan de una época de secas para continuar con sus ciclos de vida.
En conclusión, considerar el régimen hídrico es fundamental en las prácticas de restauración de un río o un lago, y hay que ajustarlo tanto a las necesidades físicas del sistema (forma, tamaño, profundidad, capacidad de evaporación, olas, entre otras) como a las necesidades bióticas (qué tipo de dinámicas genera más diversidad que otra).
La concentración de químicos en el agua
En los primeros pasos de las técnicas de restauración de cuerpos de agua se contemplaban básicamente factores ligados a la contaminación. Por lo tanto, la gran mayoría de los esfuerzos están dedicados a disminuir algunos químicos disueltos en el agua y cantidades de bacterias patógenas. Las plantas de tratamiento que capturan los químicos dañinos y las bacterias más agresivas que los digieren se volvieron fundamentales para este tipo de restauración. De esta línea de restauración ha surgido una gran cantidad de tipos de plantas de tratamiento. La ingeniería hidráulica ha desarrollado desde plantas para industrias y ciudades, que son costosas de construir y mantener, hasta plantas tipo “hágalas usted mismo”, que sirven primordialmente para controlar los desechos de pequeñas comunidades rurales. Un ejemplo de la forma en que se ha tratado de atacar el problema de la contaminación en México es el programa que se llevó a cabo durante el sexenio pasado, el cual obligaba prácticamente a todos los municipios de la cuenca del Lerma a poner plantas de tratamiento en las comunidades más grandes. Esto se llevó a cabo más o menos con cierta prontitud, sin embargo el costo del mantenimiento de las plantas de tratamiento ha vuelto obsoletas muchas de ellas, y éstas han dejado de surtir agua de calidad moderada a lagos tan importantes como Xochimilco, en donde el agua de más baja calidad es la que está cerca de las mismas plantas de tratamiento, o Pátzcuaro, donde hace algunos años la planta de tratamiento era completamente inútil y los desechos del pueblo llegaban directamente al lago.
Un paso paralelo a la reducción de contaminantes ha sido el de tratar de aminorar la cantidad de fitoplancton en el agua (algas que flotan en el agua y que le dan un color verdoso). El agua verde puede generar desde problemas de disminución en la diversidad y el oxígeno disuelto, hasta de salud humana, puesto que existen algas que en grandes cantidades pueden ser tóxicas (Microcystis). El agua verde es poco agradable a la vista y genera olores fétidos. Por lo tanto, a pesar de que la mayoría de los capitalinos estemos acostumbrados a las aguas verdes del lago de Chapultepec, éstas no son ni las más sanas ni las más agradables y se puede hacer mucho para mejorarlas.
Para disminuir las probabilidades de tener un lago con agua verdosa turbia, los restauradores buscan reducir uno de los recursos primordiales del fitoplancton: la cantidad de nutrimentos en el agua, en particular el fósforo. Similar a lo que pasa con los fertilizantes en los cultivos, el fósforo en el agua ayuda a crecer al fitoplancton, lo cual pone el agua verde en horas o días. La forma de reducir la concentración de fósforo en el agua es a base de precipitadores, lo cual fue popular para restaurar lagos en la década de los setentas y a la fecha se sigue utilizando. Sin embargo cuentan con el defecto de que es necesario hacerlo constantemente. Esto se debe a que la precipitación del fósforo no lo elimina del sistema, sino que nada más lo inutiliza, pero puede ser reincorporado al agua en cualquier momento. Por otra parte, no funciona mucho en lagos de gran tamaño puesto que la solución puede ser muy costosa.
Otro elemento que se utiliza para mejorar el balance químico en la columna de agua es el de poner grandes bombas de circulación de agua para oxigenarla, el mismo principio que se utiliza en las peceras. Este tipo de soluciones es muy útil para lagos pequeños de zonas urbanas, pero no es práctico poner muchas bombas en lagos de gran tamaño.
La teoría ecológica en la que estas soluciones de restauración se basan es que las condiciones y los recursos son los que controlan la cantidad de algas verdes en la columna de agua. Consideran, por lo tanto, que el control de la red trófica va desde la base (los recursos) hacia la punta (los depredadores). A este tipo de conceptos se le llama primordialmente “control ascendente”.
La estructura de la red trófica
Después de la generación de conceptos de restauración de los ríos y los lagos a partir de la modificación de variables abióticas, en los últimos años se han generado soluciones con base en enfoques más integrales, los cuales no utilizan únicamente el concepto de control ascendente, sino también modifican la estructura de la comunidad, lo cual puede ser útil para restaurar. Así como las variables abióticas influyen sobre la posibilidad de supervivencia de los organismos, éstos también son capaces de modificar algunas de las condiciones y recursos en donde se encuentran. Por ejemplo, el tipo y la cantidad de peces, invertebrados o zooplancton pueden modificar variables como la concentración de nutrimentos o lo turbio del agua.
Con base en este tipo de conceptos la cantidad de algas que hay en la columna de agua puede estar controlada por los últimos peldaños en la pirámide trófica. Las poblaciones de fitoplancton pueden estarlo por la presión de depredación del zooplancton. Cuando hay demasiado zooplancton la cantidad de fitoplancton baja. Para que haya zooplancton en cantidad suficiente debe de haber pocos peces zooplanctívoros y para que haya una minoría de peces de este tipo debe de haber muchos piscívoros. Así, para que el agua no esté verde es necesario contar con muchos depredadores de peces pequeños. A este tipo de control se le llama “control descendente”, y a la modificación de la estructura de la comunidad de peces para mejorar el estado del lago se le ha llamado “biomanipulación”.
A raíz de que surgió este tipo de concepto se implementaron programas dirigidos a la erradicación de especies de peces zooplanctívoros y al fomento de la producción de especies piscívoras. Este tipo de programas se desarrollaron en gran medida en lagos someros del norte de Europa y de Estados Unidos. Los resultados fueron ambiguos: en algunos casos el programa fue exitoso y en otros muchos fue un rotundo fracaso. En consecuencia, los resultados generaron un fuerte debate entre las escuelas europeas a finales de los ochentas y principios de los noventas, mismo que se centró en la competencia por ver cuál control, el ascendente o el descendente, era el que mejor funcionaba en los programas de restauración de lagos someros. Con el paso del tiempo y a raíz de múltiples experiencias en diferentes programas de restauración, la discusión sobre los dos tipos de control ha venido diminuyendo, dando paso a teorías que abarcan ambos.
En el caso particular de lagos tropicales como los mexicanos, estos tipos de control no son tan evidentes puesto que las concentraciones de nutrimentos en lagos mexicanos generan efectos muy diferentes en el crecimiento poblacional del fitoplancton al los de los lagos templados. Además, la capacidad de forrajeo del zooplancton en los lagos tropicales aparentemente es mucho menor a la de los templados, por lo que es más difícil generar agua transparente por medio de la disminución de los zooplanctívoros. Existe otro tipo de diferencia, como la temperatura media anual y la precipitación, que también modifica considerablemente las respuestas de las poblaciones de algas. Por lo tanto, los programas de restauración en los lagos mexicanos con base en este tipo de teorías deben sufrir una serie de modificaciones fundamentales si se quiere contar con cierto éxito. Los restauradores mexicanos cuentan con un campo virgen para la investigación del mejoramiento de lagos por medio de la modificación en las redes tróficas.
La erosión y las plantas sumergidas
Ahora bien, la restauración de un sistema acuático debe de incluir también la erosión del sedimento en las orillas del lago o las paredes del río. La erosión de las paredes de ríos y lagos trae consigo graves consecuencias que repercuten en el asolvamiento y en la disminución de la profundidad del cuerpo de agua. Las olas y las corrientes son los actores principales dentro de los factores abióticos que generan erosión de los sistemas. Los ríos caudalosos siempre contarán con paredes erosionadas, así como aquellos ríos en donde pasan muchos botes de motor, generando olas que chocan perpendicularmente con las paredes. Los canales de Xochimilco, por ejemplo, tienen este tipo de problemas, por lo cual las lanchas de motor han sido fuertemente restringidas, y sólo se usan para actividades muy necesarias. Además de esto, en algunos ríos se producen barreras artificiales que disminuyen el efecto de las olas.
Dentro de las variables bióticas que pueden generar erosión en los cuerpos de agua se encuentran primordialmente los organismos bentívoros, como por ejemplo las carpas, que son peces nativos de China e introducidos en casi todos los lagos de México. Estos organismos comen animales y semillas depositados en el fondo mordiendo el sedimento, aflojándolo y haciéndolo más susceptible al efecto de las olas y las corrientes. No es de extrañarse, por lo tanto, que en lugares donde hay poblaciones grandes de carpas el lago esté muy turbio de sedimentos y haya perdido su profundidad.
Es probable que la población tan alta de carpas en Xochimilco sea una de las causas de que las paredes de las chinampas se estén resquebrajando, así como del color café del agua en lagos como el de Pátzcuaro.
Una forma de evitar la erosión, además de erradicar a las carpas del sistema donde han sido introducidas, es el fomentar la colonización de algunas especies de plantas sumergidas, que no sean malezas y por lo tanto no se conviertan en plaga. Las plantas afectan la capacidad de las olas para erosionar las paredes puesto que funcionan como matatenas en un malecón, ya que reducen la fuerza de las olas y corrientes que generan la erosión.
Por lo tanto, las plantas y algas filamentosas sumergidas pueden servir como anclas del sedimento para evitar que éste se resuspenda y con él una fuerte cantidad de nutrimentos capturados en el fondo. Además, las plantas sumergidas son el hábitat ideal de muchos peces e invertebrados, lo cual fomenta la diversidad de un sitio al contar con mayor número de ambientes para diferentes especies. De hecho, las experiencias de restauración en los humedales de Costa Rica hacen mucho énfasis en la recuperación de las plantas para mejorar el lugar.
Conclusión
Con el paso de los años los restauradores han llegado a la conclusión de que depende demasiado del tipo de sistema y del tipo de perturbación al enfocarse en alguno de los cuatro factores arriba mencionados. Es muy probable que en muchos de los casos sea necesario atacar dos, tres o las cuatro rutas mencionadas; y de su correcto balance dependerá el éxito del programa de restauración. La compleja trama que se maneja al tratar de restaurar un río o un lago no permite tener certeza alguna en el momento de aplicar un programa.
Es por esto que, en muchas ocasiones, aun cuando se crea que con algunas medidas se va a alcanzar el éxito, se producen modificaciones que dejan en igual o peor estado el sistema que se quería restaurar. Es fundamental por tanto considerar este tipo de modificaciones para evitar graves problemas ecológicos.
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Luis Zambrano
Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México.
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como citar este artículo → Zambrano, Luis. (2003). La restauración de ríos y lagos. Ciencias 72, octubre-diciembre, 36-43. [En línea] |
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Situación de los peces dulceacuícolas en México |
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Marina Yolanda de la Vega Salazar
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La ubicación de México y su topografía accidentada han favorecido el desarrollo de una gran diversidad de cuerpos de agua así como de una biota diversificada y rica en especies nativas.
La conformación de ríos y cuerpos de agua depende en gran medida de la lluvia. El país recibe una precipitación media anual de 777 mm, equivalente a un volumen aproximado de 1 billón 570 mil millones de metros cúbicos, pero varía en forma considerable tanto espacial como temporalmente. De este volumen únicamente 26% escurre superficialmente y 2% se infiltra en el subsuelo para recargar los acuíferos, el resto retorna a la atmósfera por evaporación. El agua como recurso se encuentra disponible en escurrimientos superficiales que se distribuyen en 320 cuencas hidrográficas. En las zonas áridas la precipitación ocurre durante los cuatro o seis meses de la temporada de lluvias, lo que da lugar a ríos pluviales que escurren en forma caudalosa y luego decrecen o se secan por completo en temporada de secas (figuras 1, 2, y 3). De acuerdo con la distribución espacial de la lluvia y la temperatura, la mayor parte del territorio está bajo déficit hídrico (desértico, árido 31% y semiárido 36%), mientras que sólo 33% es subhúmedo y húmedo.
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figura 1
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figura 2
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figura 3
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La distribución de las lluvias en el país durante los distintos meses del año es muy irregular, y se observa que mientras extensas regiones carecen regularmente de ellas otras presentan abundante precipitación (figura 4); menos de una tercera parte del escurrimiento superficial se encuentra en 75% del territorio, donde se encuentran los mayores núcleos de población, las industrias y las tierras de riego. | ||
figura 4
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México cuenta con un importante número de ríos; se calcula que en el país existen cerca de setenta lagos, y los más importantes son los que se encuentran en la zona occidental del Eje Neovolcánico Transversal, asociados al sistema Lerma-Santiago, entre los cuales se incluye una serie de lagos de origen volcánico conocidos con el nombre de oxalapascos o lagos cráter, entre otros.
La orografía del país se ha formado en el transcurso de las últimas eras geológicas, lo cual se manifiesta en importantes plegamientos y depresiones que se iniciaron en el periodo cretácico de la era mesozoica y continuaron su proceso formativo hasta el Plioceno de la era cenozoica. Movimientos orogénicos posteriores, registrados dentro de la era cenozoica, dieron origen a la Sierra Madre Oriental, a la Sierra Madre Occidental y a la Sierra Septentrional de Chiapas. La Cordillera Neovolcánica también se formó dentro de esta era, como consecuencia de una fractura del relieve, lo cual constituye un eje que va desde Colima hasta Veracruz (entre los paralelos 19º y 20º), que conforma la frontera de dos regiones muy distintas y que no presentan afinidad entre sí, la región Neártica ubicada al norte del país y la Neotropical al sur.
Al norte de la Cordillera Neovolcánica quedaron marcadas varias depresiones que sirvieron de lecho a los lagos del centro de México, mismas que también delimitan la distribución geográfica de las familias que alojan los peces más representativos de la fauna dulceacuícola de México.
Los peces dulceacuícolas son muy significativos en zoogeografía, ya que son incapaces de escapar de los sistemas de las cuencas en que se hallan confinados. Sólo pueden dispersarse cuando ocurren cambios fisiográficos o anastomosis de ríos, de tal manera que en general conservan los viejos modelos de distribución. La existencia de cuencas aisladas pero pobladas por especies que indudablemente pertenecen a la fauna lermense hace pensar que la cuenca del Lerma tuvo una fisonomía o estructura geográfica diferente a la actual. El lago de Chapala, ubicado en Jalisco, es el embalse más grande de México; de acuerdo con la fisiografía del centro de ese estado se deduce la existencia de un lago mayor, cuya extensión abarcaba otras depresiones estructuralmente relacionadas que coincidían también con la presencia de otras grandes cuencas lacustres asociadas al Eje Neovolcánico. Esto se confirma con el patrón de distribución regional de los peces de la familia Atherinidae.
La historia de la Mesa Central ha tenido profundo efecto en la composición de su fauna característica. Los primeros registros fósiles conocidos de peces incluyen, en el caso de los peces primarios, una especie viva, Notropis salei y una especie extinta, Micropterus relictus en el Plioceno. Entre las especies secundarias se encuentra el goodeido Tapatia occidentalis en la formación de Santa Rosa del Mioceno tardío. En cuanto a los invasores marinos, los primeros fósiles conocidos provienen de la formación de Chapala, del Plioceno, con especies del género Chrostoma.
La cuenca de Lerma-Chapala-Santiago, debido a su situación geográfica en el centro del país, goza de caracteres propios, con precisa delimitación volcánica, altimétrica, climatológica y geosísmica, que dio lugar a que la fauna ictiológica de la cuenca esté formada principalmente por especies típicas y exclusivamente mexicanas.
Probablemente durante el Plioceno tardío se perdieron las conexiones entre el río Lerma y la hoy cuenca de México y los llanos de Puebla, con la captura de la región norte y este de la cuenca de México por la cabecera de los ríos San Juan del Río y Tula (cuenca del Pánuco) y la captura de una porción de la Mesa Central en la cuenca de Ameca. También en el norte de México los ríos Casas Grandes, Santa María, Nazas, Aguanaval y otros de la región (cuencas endorreicas) fueron en otra época tributarios del río Bravo, ya que la fauna ictiológica muestra indudablemente un origen común y ahora no hay conexión entre ellos. Esta serie de aislamientos parecen haber favorecido el florecimiento de las especies nativas de los diferentes grupos.
De esta manera, en nuestro país se presentan tres modelos de distribución de peces que incluyen las regiones Neártica y Neotropical y una intermedia que se conoce como la Zona de Transición Mexicana.
La composición de la diversidad
México cuenta con una gran diversidad biológica; se estima que en su territorio se encuentra cerca de 10% de especies que se conocen en la Tierra, pero su riqueza biológica no sólo radica en su diversidad sino también en el hecho de que un elevado número de especies son endémicas al país. Mientras que Estados Unidos y Canadá —que juntos son diez veces más grandes que México en extensión territorial y además cuentan con grandes recursos de agua superficial como los Grandes Lagos— tienen 792 especies de peces, México, con la quinta parte del área continental de Estados Unidos, posee una fauna rica y diversificada, compuesta de 506 especies y 47 familias. Esto representa cerca de 60% de las especies de América del norte; es decir 6% de las especies conocidas en el planeta, lo que habla de la importancia de la ictiofauna de México debido a la riqueza de especies, pero principalmente por su gran número de endemismos.
Entre los géneros mejor representados están, entre otros, el de los cíclidos Cichlasoma, con 40 especies, el de los ciprínidos Notropis, con 25, el de los aterínidos Chirostoma, con 19, el de los pecílidos Gambusia, con 19, y el de los ciprinodóntidos Cyprinodon, con 18. Destaca la presencia de un grupo autóctono característico de nuestra ictiofauna: la familia Goodeidae, con cerca de cuarenta especies (de las cuales 37 son endémicas), así como un alto grado de endemismos en representantes de otras familias como Cyprinidae (con 40 especies endémicas), Poeciliidae (con 39), Atherinidae (con 25), Cyprinodontidae (con 19) y Cichlidae (con 23), entre otras (cuadro 1).
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cuadro 1
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En resumen, la gran diversidad de la fauna dulceacuícola en México se debe a la conjunción de varios factores. Los principales son: 1) la fauna de peces mexicanos deriva de las fuentes Neártica y Neotropical; 2) la gran variedad en la geografía física; 3) la vasta extensión latitudinal que va de 32° 30’ N (en el noroeste) a 14° 30’ en el sureste; 4) el aislamiento del altiplano de la Mesa Central que contiene la importante fauna del río Lerma; 5) la adaptación de varios grupos marinos a corrientes de agua dulce; y 6) la presencia de grandes sistemas de lagos que en su conjunto han favorecido el desarrollo de una gran variedad de cuerpos de agua, así como una fauna dulceacuícola diversa y rica en especies nativas.
La región Neártica
En nuestro país se puede dividir esta región en tres subregiones asociadas a las provincias faunísticas. 1) Californiana, se extiende sobre la vertiente del Pacífico limitada en Estados Unidos por las Rocallosas y en México por la Sierra Madre Occidental. Abundan las especies de la familia Cyprinidae junto con las de Clupeidae, Salmonidae y Catostomidae; 2) Neártica. Comprende el sistema del río Bravo, con los ríos de la altiplanicie mexicana, al norte del sistema del Lerma y las corrientes de la vertiente atlántica en Tamaulipas y el norte de Veracruz. Las familias predominantes son Lepisoistide, Characidae, Catostomidae, Ameiuridae, Persidae y, entre los goodeidos, sólo Characodon lateralis; 3) la última subregión corresponde al sistema del Lerma, que abarca la cuenca del río Lerma, ligada a la cuenca de México y a la cadena de lagos que forman Cuitzeo, Pátzcuaro, Zirahuén y Chapala, y otros lagos y lagunas próximos, menos extensos; continúa hasta el Océano Pacífico por toda la cuenca del río Santiago, y tiene en sus aguas 57 especies exclusivas repartidas en seis familias, la mayoría son de Atherinidae, Goodeidae y Cyprinidae y Poeciliidae. Como resultado, en la actualidad esta zona presenta endemismos a nivel de familia, género y especie, como es el caso del género Chirostoma con 18 especies, la familia Goodeidae con 25, y los ciprínidos de los géneros Algansea y Yuriria con siete y una especie, respectivamente, que en conjunto son las dominantes e indicadoras de la Mesa Central.
La región Neotropical
El centro de la dispersión de la ictiofauna neotropical parece ser el sistema del Amazonas y sus tributarios; aunque la variedad a nivel de especie es impresionante en este sistema, en realidad hay pocos grupos taxonómicos mayores, formados predominantemente por peces secundarios. Esto parece explicar una radiación adaptativa extensa a partir de pocos tipos ancestrales. La región está caracterizada por un marcado endemismo y la presencia de especies y géneros autóctonos de especies tolerantes a las aguas salinas, como son los poecílidos y los cíclidos, y de diversos invasores provenientes del mar.
Para su estudio, la región Neotropical en nuestro país se divide en: 1) Provincia de Chiapas-Nicaragua. Se extiende a lo largo de la vertiente del Pacífico desde la cuenca del río Tehuantepec hasta Costa Rica. El género más abundante es Cichlasoma con 10 especies, de las cuales siete son endémicas de México; 2) Provincia de Usumacinta. Incluye el área comprendida desde el río Papaloapan hasta el río Polochic en Guatemala, así como las subprovincias de Usumacinta-Grijalva y Papaloapan-Coatzacoalcos y la península de Yucatán. Los cíclidos y los poecílidos son los grupos con más especies. En esta provincia se encuentran aproximadamente 200 especies con un gran número de géneros endémicos. Hay aproximadamente cincuenta especies agrupadas en dos géneros en el primer grupo y 23 especies en nueve géneros en el segundo; 3) Provincia del Balsas. Incluye el gran sistema del río Balsas y sus afluentes. Los peces neotropicales en esta región están representados por un cíclido endémico, Cichlasoma istlanus, y algunas especies de poecílidos. Entre las especies neárticas invasoras de esta provincia están Iliodon whitei, Islarius balsanus y Neotropis boucardi.
Impacto antropogénico
Debido al impacto antropogénico, las condiciones ambientales son desfavorables para los organismos dulceacuícolas, por lo que muchas especies de peces han desaparecido localmente y viven en peligro de extinción. Esta situación se refleja en el hecho de que, en los sesentas, cuatro especies fueron reportadas como extinciones recientes y 36 especies estaban claramente en peligro. En 1979 la lista de The American Fisheries Society’s indicaba 67 especies de peces en peligro y amenazadas; una década después este número había aumentado a 123 especies, lo que representa un aumento de 83% en diez años. El número reportado hasta 1993 era mayor a 135 especies amenazadas o en peligro y al menos 16 especies extintas. Si agregamos los datos recientes de especies en peligro y extintas, reportadas posteriormente al listado publicado en 1993, el número de especies amenazadas o en peligro aumenta a 149 y el de especies extintas a 21; estos números pueden ser mayores ya que no se tienen los listados actualizados de todas las regiones del país (cuadro 2).
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cuadro 2
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Los ecosistemas dulceacuícolas en México son especialmente vulnerables debido a la sobreexplotación a que están sometidos. La fauna íctica del país está en peligro porque está confinada a fragmentos aislados debido a la gran destrucción del hábitat. Los principales factores causantes del daño de la biota dulceacuícola incluyen la destrucción del hábitat por obras hidráulicas, el crecimiento de la mancha urbana, la desecación de cuerpos de agua, la degradación de la calidad del agua por actividades agrícolas, forestales, industriales y domésticas, y la introducción de especies no nativas con fines piscícolas.
La infraestructura hidráulica construida durante los últimos 65 años proporciona una capacidad de almacenamiento de 150 mil millones de metros cúbicos, equivalente a 37% del escurrimiento medio anual, para regular las variaciones estacionales y anuales a través de presas de propósitos múltiples que abastecen áreas agrícolas y ciudades densamente pobladas, pero que acarrean grandes volúmenes de sedimento y potencialmente degradan la integridad del hábitat para las especies dulceacuícolas.
En el pasado reciente la deforestación, las prácticas agrícolas inadecuadas, la acumulación de sustancias tóxicas, el sobrepastoreo y el ineficiente uso del agua han producido una aceleración en las tasas de acumulación de sedimentos y contaminantes. Los mayores cambios se han dado en la flora, fauna y la calidad del agua, debido principalmente al incremento en la salinidad de la misma. Únicamente 15% de las aguas residuales recibe algún tratamiento antes de ser descargada a los cuerpos de agua. El sector agrícola contribuye principalmente con aguas usadas en riego agrícola, las cuales contienen residuos agroquímicos que causan problemas de contaminación de las aguas naturales con sustancias tóxicas e hiperfertilización.
Muchos ríos, lagos y manantiales han sido alterados, fragmentados, contaminados o desecados, y han dejado de ser un hábitat adecuado para las especies nativas. Cabe recalcar que uno de los impactos antropogénicos más dañinos en los ecosistemas dulceacuícolas es la introducción de especies no nativas que han modificado la estructura natural de los ecosistemas y ha comprometido su integridad biológica.
En algunas regiones se observa un marcado deterioro en la calidad del agua. De mantenerse esta tendencia, en poco tiempo más de la mitad de las regiones hidrológicas estarán en ese caso y algunas de ellas requerirán largo tiempo e inmensos recursos para recuperarse de los estragos del uso inadecuado del agua y las prácticas contaminantes. Entre las corrientes más contaminadas del país se encuentran las cuencas de los ríos Lerma-Chapala-Santiago, Balsas, Blanco, Pánuco, Nazas y Bravo (figuras 5 y 6).
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figuras 5 y 6
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Para la mayoría de las especies en riesgo más de un solo factor fue responsable de su declive y extirpación. Las causas más comunes de riesgo para los peces mexicanos incluyen la destrucción o modificación del hábitat (88%), un rango geográfico restringido (62%) y la introducción de especies (53%).
Situación actual
La región Neártica se localiza principalmente en la zona árida o semiárida del país, con escasos recursos acuáticos que se compensan sobreexplotando los acuíferos, por lo que al menos 92 manantiales y 2 500 kilómetros de ríos se han secado, las lagunas superficiales han disminuido y las aguas freáticas se encuentran a mayor profundidad, lo cual provoca la intrusión de aguas salinas y la salinización de pozos agrícolas en Sonora y en la Comarca Lagunera. En Monterrey las aguas pluviales no son tratadas y están contaminadas con aceites, gases, gasolinas, pesticidas, detergentes y metales pesados debido a que fluyen a través de la ciudad, lo cual reduce considerablemente el número de localidades que mantienen poblaciones de peces. Estas áreas están habitadas por aproximadamente 200 especies de peces de agua dulce; actualmente 120 especies están amenazadas y quince extintas por impacto humano (cuadro 3). En 1985 un promedio de 68 especies fueron erradicadas de la fauna de peces locales. Finalmente, la salinización del Río Bravo ha causado un cambio de 32 especies nativas dulceacuícolas a 54 especies principalmente marinas o tolerantes a la salinidad.
La cuenca del Lerma-Chapala-Santiago, debido a su situación geográfica en el centro del país, se aprecia como una de las más importantes, pues tiene una extensión de 125 370 km2 y abarca amplias porciones del Estado de México, norte de Michoacán, sureste de Querétaro, sur de los estados de Guanajuato, Jalisco, Aguascalientes, Zacatecas, Durango y Nayarit. Esta región se ha caracterizado tradicionalmente por una gran explotación de recursos naturales, entre los que se encuentran las pesquerías artesanales del pescado blanco, los charales, algunos goodeidos e incluso peces exóticos que han sido introducidos con fines piscícolas, como son los del género Tilapia y Cyprinus carpio. En la región se ubica la zona más densamente poblada del país y algunas de las grandes ciudades, como Guadalajara, Morelia, Guanajuato, Toluca, León, Celaya e Irapuato, y tienen una inmensa actividad agrícola e industrial, en ella se han creado numerosas obras de aprovechamiento como presas y diques. Todo lo anterior ha contribuido a que el río Lerma figure como uno de los más contaminados del país; el más grave daño es causado por los desechos líquidos que sobre él arrojan las decenas de industrias instaladas a lo largo de su cauce, a las que se agregan las obras hidráulicas y la extracción de mantos acuíferos, lo que ha provocado la desaparición de la fauna y flora de algunas porciones de sus aguas por la modificación e incluso la desaparición de hábitats en la cuenca. Estudios recientes reportan un gran número de localidades que no reúnen condiciones de calidad del agua para el sustento de poblaciones de peces en la cuenca Lerma-Santiago como consecuencia de las graves alteraciones ambientales. De las 57 especies registradas para la cuenca del Lerma-Chapala-Santiago, 25 han restringido su área de distribución natural en más de 50% y una especie probablemente esté extinta como consecuencia de la desaparición de hábitats.
En la cuenca del Balsas, en Morelos, existen actualmente 21 especies ícticas pertenecientes a ocho familias y 16 géneros, cuatro de los cuales son endémicos (19%), cuatro nativos (19%) y trece exóticos (62%) (cuadro 3). El crecimiento de la mancha urbana, las pesquerías, la sobreexplotación de ríos y manantiales, la deforestación y la eutroficación han causado un gran deterioro en los recursos acuáticos de la región; peces como Hybopsis boucardi, Ictalunus balsanus, Poeciliosis balsas y Cichlosoma nigrofacatum fueron descritos en lugares donde en la actualidad es imposible encontrar peces, lo cual ilustra el grado de deterioro de los recursos acuáticos de la región y el riesgo para la fauna dulceacuícola.
Otra región importante que ha sido muy deteriorada, sobre todo por la construcción de la presa La Vega, es la cuenca del río Ameca, que además recibe las aguas residuales domésticas y de un ingenio azucarero, y que actualmente sólo mantiene poblaciones de peces nativas en pocas localidades, principalmente en la cabecera del Río Teuchitlán. En dicha cuenca se han registrado 26 especies de peces en ocho familias y 21 géneros, veinte de las cuales eran nativas, pertenecientes a grupos típicamente neárticos (Goodeidae con doce especies, Cyprinidae con tres especies, Atherinidae y Ictaluridae y Catostomidae con una especie respectivamente) y dos especie de poecílidos nativos, incluyendo seis especies endémicas: Notropis amecae, Ameca esplendens, Allodonchticthys polilepis, Allotoca goslinei, Xenotoca melanosoma y Zoogoneticus tequila. La pérdida de localidades por el deterioro de los cuerpos de agua ha llevado a una reducción de 50% de las especies nativas, lo cual contribuye a que cuatro especies nativas se encuentren en riesgo de extinción y a la desaparición de una especie con un área de distribución muy restringida, Skiffia francesae.
Las especies que han sido estudiadas requieren agua limpia, fresca y altamente oxigenada, y en muchos casos agua corriente y sedimento con poco o nada de lodo, condiciones que están siendo rápidamente perdidas. Los manantiales representan refugios de agua constante de alta calidad para cuerpos de agua deteriorados, pero también son los recursos acuáticos más aprovechados, pues tienen usos tan variados como la irrigación, la agricultura, el consumo doméstico e industrial, el abastecimiento a centros piscícolas, la pesca y la recreación. Si consideramos que se desconoce la situación real de la pérdida de la diversidad en algunas regiones, el primer paso en los planes de conservación exitosa de la biodiversidad es el de hacer inventarios de especies, ya que la supervivencia de peces y otras especies de agua dulce pueden ser usadas como indicadores de biodiversidad y degradación ambiental.
A pesar de que la pérdida de diversidad de peces dulceacuícolas fue reportada desde los sesentas, se puede ver que la problemática no ha disminuido, sino que, por el contrario, está aumentado considerablemente. Si tomamos en cuenta que el uso de agua responde principalmente a aspectos de tipo socioeconómico y que es un recurso cada vez más escaso, la conservación de los ecosistemas dulceacuícolas y la protección de las especies de peces en peligro parece ser una tarea difícil.
Es necesario por tanto que los cuerpos de agua sean contemplados en estrategias de conservación con programas específicos que tengan el fin de proteger la calidad del agua y el hábitat para asegurar la conservación de la flora y fauna de agua dulce, así como crear una normatividad efectiva que controle las actividades agrícolas, piscícolas, forestales, industriales, domésticas y la sobreexplotación de los cuerpos de agua, que en su conjunto están produciendo la degradación de éstos ecosistemas.
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Agradecimientos
Al Dr. Rodolfo Dirzo por las aportaciones a este escrito.
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Marina Yolanda de la Vega Salazar
Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México.
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como citar este artículo → De la Vega Salazar, Marina Yolanda. (2003). Situación de los peces dulceacuículas en México. Ciencias 72, octubre-diciembre, 20-30. [En línea] |
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Los bosques ribereños y la restauración y conservación de las cuencas hidrográficas |
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Eliane Ceccon
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Ser como el río que fluye
Silencioso dentro de la noche.
No temer las tinieblas de la noche.
Si hay estrellas en los cielos, reflejarlas.
Y si los cielos se colman de nubes,
Como el río las nubes son agua,
Reflejarlas también sin rencor
En las profundidades tranquilas.
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Los ríos y manantiales siempre han sido fuente de inspiración para sabios y poetas. A lo largo de la historia humana la fuente de la que brota agua limpia y pura ha significado el punto de encuentro, convivencia y comunicación entre individuos y pueblos. El agua también ha sido un factor crucial para el desarrollo de las civilizaciones y, muchas veces, un instrumento de poder. Sin embargo, en el mundo moderno el uso que hace el ser humano del agua ha conducido a la contaminación y sequía de ríos, lagos y mantos freáticos. Actualmente la situación de este precioso líquido es preocupante: según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (iucn, en inglés), para el año 2025 la extracción de agua se incrementará en 50% en los países en vías de desarrollo y en 18% en los desarrollados. Se calcula que para el año 2025, 70% de la población mundial no tendrá acceso a agua suficiente, según el Foro Mundial de Agua realizado en La Haya en el año 2000. Sólo en el último siglo se ha perdido más de 50% de los humedales (generalmente todas las superficies cubiertas de agua, sean éstas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas) del mundo. Según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, de las más de 3 500 especies que están amenazadas en todo el mundo, 25% son anfibios y peces. La consecuencia directa de esta desmedida extracción de agua será el deterioro o la destrucción completa de los ecosistemas terrestres de agua dulce y costeros, esenciales para la existencia de vida en la Tierra.
Los participantes en el 1er Foro Mundial del Agua en Marrakech en 1997 coincidieron en la necesidad de una “visión mundial del agua” con el fin de incrementar en toda la población mundial la toma de conciencia acerca de la carencia de agua y desarrollar una visión amplia y compartida de cómo lograr una utilización y un manejo sustentables de los recursos hídricos.
La degradación de la calidad de los recursos hídricos es la resultante de la contaminación que afecta los cuerpos de agua, ya sean contaminantes originados por fuentes puntuales, como desagües industriales o domésticos, o por fuentes de origen difuso, como los generados por actividades urbanas o rurales (fertilizantes, agrotóxicos, combustibles, solventes, etcétera). La calidad del agua debe ser el objetivo fundamental de un programa de manejo de cuencas hidrográficas. Las soluciones técnicas para reducir la contaminación de origen puntual, a pesar de su altos costos, son más fácilmente aplicables y dan resultados satisfactorios ya comprobados en los países desarrollados. Por otro lado, el impacto de las fuentes difusas ha sido muchas veces subestimado, pues este tipo de contaminación es aparentemente imperceptible; sin embargo es el mayor responsable de la degradación de la calidad del agua en muchas regiones del planeta. Las fuentes de contaminación difusa, debido a su carácter estacional y amplio (grandes áreas), son más difíciles de identificar y cuantificar, pues involucran el manejo de toda la cuenca. Por lo tanto la manutención de la biodiversidad o la restauración de la vegetación natural en los márgenes de los cuerpos de agua representan la solución más eficiente en lo que se refiere a la reducción de la contaminación difusa, la rehabilitación de ecosistemas y la restauración del manto freático.
Los efectos de la contaminación difusa
Las áreas urbanas son una gran fuente de contaminación difusa, debido a que las grandes áreas impermeables de construcciones y calles no permiten la infiltración de agua, por lo que ésta permanece en la superficie, se acumula y escurre en grandes cantidades, alcanza las galerías pluviales, gana velocidad, y cuando abandona el sistema alcanza el río con gran volumen, erosionando sus márgenes, dañando la vegetación y expandiendo los canales. La urbanización también puede aumentar la variedad y cantidad de los contaminantes transportados. Sedimentos de áreas en construcción, aceites, químicos tóxicos de automóviles, nutrimentos, pesticidas de jardines, virus, bacterias resultantes de fallas de los sistemas antisépticos así como metales pesados.
A pesar de la importancia de la contaminación difusa en áreas urbanas, los impactos de la agricultura sobre los ecosistemas naturales pueden llegar a ser más drásticos, amplios e irreversibles. La reacción a estos procesos agresivos surgió a partir de la década de los setentas con las posturas del Club de Roma y la introducción del concepto de “ecodesarrollo”. Actualmente, entre los impactos generados por las actividades agrícolas, la erosión del suelo es considerada como uno de los problemas más importantes en el manejo de ecosistemas. Las actividades agrícolas han sido señaladas como la mayor fuente de contaminación difusa en ríos y lagunas. El movimiento de grandes masas de suelo para la implantación de cultivos, la creación de trillas por el ganado en los pastizales, el pisoteo de los márgenes desprotegidos de los ríos, además de la propensión natural del suelo a la erosión liberan sedimentos que alcanzan los cursos de agua. La erosión proveniente de las áreas cultivadas es de 38%, y la erosión proveniente de los pastos de 26% de los sedimentos que alcanzan las aguas.
Los costos de la erosión son inmensos. Ésta ocasiona directamente la pérdida de fertilidad del suelo y aumenta los costos de tratamiento del agua por los municipios, además de costos indirectos como los daños a hidrovías y sistemas de irrigación, la reducción del almacenaje de los reservorios, las inundaciones y la reducción de la calidad del agua, entre otros.
Desde el punto de vista de los ecosistemas acuáticos son muchos los impactos de la erosión. Además de la degradación de la calidad del agua, la alta concentración de sedimentos restringe la entrada de luz solar, lo cual reduce las posibilidades de fotosíntesis para las plantas. Por otra parte, los sedimentos cubren las piedras del lecho del río, mismas que constituyen un hábitat importante para la colocación de huevos de los peces. Además la carga elevada de fósforo en ríos y lagos puede acelerar el proceso de eutrofización. Este fenómeno es ocasionado por el exceso de nutrimentos en el agua, mismos que finalmente generan un desarrollo exagerado de poblaciones de plantas acuáticas de vida corta que después de muertas dan lugar a procesos de descomposición aeróbicos que consumen gran cantidad del oxígeno del agua y limitan la existencia de otros seres vivos y de sí mismas, reduciendo finalmente la calidad del agua y destruyendo el ecosistema.
El control de la contaminación difusa
Básicamente existen dos formas de controlar la contaminación difusa en las cuencas hidrográficas donde predominan las actividades rurales: 1) la adopción de prácticas de manejo individuales (optimización del uso de fertilizantes, rotación de cultivos, cultivo mínimo del suelo, etcétera) que pueden reducir de 20% a 90% de los sedimentos que alcanzan los cuerpos de agua; 2) el uso de varias medidas de mitigación como la implantación de fajas vegetativas, cercas vivas y manutención de las zonas inundables. Estas dos clases de medidas pueden servir para el control de la contaminación difusa así como auxiliares a las tecnologías convencionales para el manejo de la contaminación puntual en ciertas condiciones.
Varios estudios realizados para comparar cuencas hidrográficas con y sin vegetación ribereña concluyeron que éstas son muy importantes para mantener la calidad del agua en cuencas altamente cultivadas. Dentro de los sistemas de implantación de fajas vegetativas dos técnicas se destacan como más eficientes: fajas de filtro vegetativo y bosques ribereños. La primeras son fajas de gramíneas plantadas directamente entre los campos de cultivo y los cuerpos de agua. Los bosques ribereños (conocidos también como riparios) generalmente son áreas de vegetación forestal natural entre las áreas cultivadas y los cursos de agua y pueden ser definidos como la interfaz de los ecosistemas acuáticos y terrestres, y son identificados, básicamente, por las características del suelo y sus comunidades vegetales únicas, adaptadas a las inundaciones periódicas.
Tanto las fajas de filtro vegetativo como los bosques ribereños reducen la conexión entre la fuente de contaminación potencial y el cuerpo de agua receptor, y pueden ofrecer una barrera física y bioquímica contra la entrada de contaminación de fuentes distantes del curso de agua. Sin embargo, se ha encontrado que los bosques ribereños son potencialmente más importantes para la reducción de contaminantes.
En los casos donde el escurrimiento superficial ocurre es fácil entender la actuación del bosque ribereño como barrera contra los sedimentos; cuando el escurrimiento superficial pasa por el área cultivada o de pastos hacia una zona de bosque ribereño, o faja vegetativa, tiene lugar una reducción de la velocidad del flujo gracias a la rugosidad superficial mayor y la resistencia de la vegetación. La reducción en la velocidad a su vez provoca una disminución en la capacidad de transporte de sedimentos. Si la capacidad de transporte es menor que la carga de sedimentos, ocurre su deposición en la interfaz de la zona ribereña y el área de cultivo o pasto. Los contaminantes adheridos a los sedimentos también son depositados. En las áreas húmedas el escurrimiento es predominantemente superficial y los nutrimentos se transportan en forma de solución, provenientes de los ecosistemas terrestres. Al atravesar el bosque ribereño los nutrimentos son retenidos por absorción en el sistema radicular de la vegetación ribereña, que por ser más espeso que el de las fajas vegetativas actúa con más eficiencia para detener el escurrimiento superficial. El fósforo es reducido por la acción del bosque ribereño, porque 85% del fósforo disponible está ligado a las pequeñas partículas del suelo. También una cierta cantidad de amonio ligada a los sedimentos puede ser filtrada de esta forma.
Por otra parte, el bosque ribereño puede actuar como agente transformador cuando los procesos químicos y biológicos cambian la composición de los nutrimentos. En el caso de suelos bien oxigenados, las bacterias y los hongos del bosque convierten el nitrógeno del escurrimiento y la materia orgánica del piso del bosque en formas minerales (nitratos) que pueden ser aprovechados por las plantas y bacterias. Cuando la humedad del suelo es alta se crean condiciones anaerobias en las camadas superficiales del bosque y las bacterias convierten el nitrógeno disuelto en varios gases, regresándolos a la atmósfera. Algunos estudios demuestran que el nitrógeno en el escurrimiento del agua subterránea superficial puede ser reducido en 80% después de pasar por un bosque ribereño. El bosque también transforma residuos de pesticidas transportados por escorrentías en componentes no tóxicos por descomposición biológica y otras formas biodegradables. Cerca de 25% del nitrógeno removido por el bosque ribereño es asimilado en el crecimiento de los árboles y puede ser almacenado por largos periodos de tiempo. El bosque ribereño también actúa como un obstáculo para el acceso del ganado a los márgenes de los ríos. Además, debido a su ubicación física en el paisaje, puede interceptar un alto porcentaje del escurrimiento superficial y del flujo superficial que se mueve de las áreas más altas hasta alcanzar los cursos de agua. La vegetación ribereña, incluyendo las áreas inundadas, tiene una capacidad para interactuar con el agua subterránea porque el manto freático en estas áreas está muy cerca de la superficie del suelo, lo cual permite la interacción de las raíces y los microorganismos con los contaminantes transportados por el agua subterránea. En las áreas de bosques ribereños naturales los niveles de materia orgánica en el suelo son altos, lo que aumenta los procesos de adsorción química.
El ambiente abiótico puede influir fuertemente en el papel ejercido por la vegetación ribereña en el control de la contaminación difusa; muchos investigadores han percibido la importancia de la topografía en sus experimentos con vegetación ribereña pero pocos son los trabajos que efectivamente comparan declives. El volumen de las lluvias de la zona también puede tener influencia en el aumento de la contaminación difusa. Por lo tanto los proyectos de restauración en zonas de vegetación ribereña deben ser diseñados con especial atención en los gradientes de declividad, los aspectos hidrológicos del suelo y el volumen de las lluvias. Además las prácticas agrícolas realizadas, el manejo de fertilizantes y el tipo de cultivo en las zonas aledañas deben influenciar el diseño del proyecto.
Por otra parte, la eficiencia de ciertos tipos de características estructurales y la densidad de la vegetación ribereña sobre la contaminación difusa han sido poco estudiados. Entre los factores que determinan la eficiencia de una zona de vegetación ribereña el ancho es lo que puede manipularse más fácilmente para mitigar la contaminación difusa. Este factor ha sido discutido en la literatura y existen propuestas aisladas de diseños. Algunos criterios deben ser considerados en la determinación del ancho de las zonas ribereñas: 1) el valor funcional del recurso hídrico; 2) la intensidad de uso de la tierra adyacente; 3) las características de la vegetación de la zona ribereña; y 4) las funciones específicas requeridas para la zona ribereña. Se ha encontrado que anchos menores que 5 o 10 metros ofrecen poca protección a los recursos hídricos bajo la mayor parte de las condiciones. Anchos mínimos de 15 a 30 metros son necesarios para la protección en la mayor parte de las circunstancias.
Todavía existen muchas dudas sobre el papel de la vegetación ribereña como filtro de la contaminación difusa, ya que la mayoría de los estudios fueron realizados en cuencas del “cinturón del maíz” y el noreste de Estados Unidos, y por lo tanto faltan estudios detallados en otros ecosistemas. Otra pregunta sin respuesta está relacionada con el tiempo: ¿podría la capacidad de retención de sedimentos de estas áreas declinar con el paso del tiempo?
El mantenimiento de los ecosistemas
Las comunidades vegetales ofrecen recursos alimentarios abundantes y diversificados para la comunidad de animales. Los bosques ribereños se consideran la base de la cadena alimentaria de los cuerpos de agua. El material orgánico proveniente del mantillo (hojas y ramas caídas en descomposición), transportado hacia el cuerpo de agua a partir de la vegetación marginal en zonas tropicales, constituye un suministro energético más importante que la producción autóctona en los ríos. También, cuando muere un árbol sus raíces, troncos y ramas flotan en la corriente del río, los grandes troncos desaceleran el flujo de la corriente y crean hábitats para ciertos peces, pues forman lagunajos y espacios encrespados de agua en medio de la corriente; tales espacios son poco profundos, con varias protuberancias y muchos contienen insectos de los que se alimentan los peces que viven en estos singulares hábitats. También algunos peces requieren estos hábitats para desovar; los lagunajos son utilizados para la crianza y como refugio en los veranos secos e inviernos muy fríos. Además el bosque ribereño puede influir en la cadena alimentaria de los peces; por ejemplo el salmón y la trucha, que durante la fase de agua dulce comen principalmente insectos acuáticos, los cuales pasan la mayor parte de su tiempo en el agua y se alimentan de hojas y pedazos de leños que caen en la misma; además la vegetación ribereña es hábitat de varios insectos que caen en el agua y constituyen otra fuente de alimento para los peces. La introducción de árboles en lugares estratégicos en la orilla de los ríos puede tener un efecto sustancial en la temperatura del agua corriente y consecuentemente en la sobrevivencia de poblaciones de peces. Por lo tanto se puede concluir que las alteraciones en la composición y estructura de la vegetación ribereña puede causar serios daños a la comunidad de los ríos tropicales.
Además de otra serie de ventajas, la vegetación ribereña puede tener un importante papel en el manejo integrado de plagas en las zonas aledañas. El Riparian Habitat Workgroup ha encontrado en California que los pájaros que anidan en los bosques ribereños son depredadores de roedores e insectos que atacan los viñedos cercanos.
En lo que se refiere a la anchura del bosque ribereño, se ha encontrado que el mínimo necesario para el mantenimiento de los componentes biológicos de áreas inundadas y ríos es de 30 metros. Sin embargo, en condiciones muy específicas se pueden aceptar zonas ribereñas mayores o menores. También se ha establecido que para la distribución y diversidad de las especies silvestres en zonas templadas, los anchos sugeridos están entre 3 y 106 metros, dependiendo de los recursos necesarios de cada especie.
Por otro lado, el papel del bosque ribereño como corredor y lugar de alimento y descanso para la fauna silvestre es indiscutible e independiente de su ancho. Se ha concluido que todos los parches de bosques ribereños en el sureste de Arizona son importantes como sitios de reposo para animales migrantes, independientemente del tamaño y el grado de aislamiento o conectividad en relación con otros fragmentos de bosque. En el oeste de Washington más de 80% de las especies silvestres usan los bosques ribereños durante alguna parte de su ciclo de vida, ya sea para anidar, alimentarse o moverse. En la meseta del río Colorado los hábitats ribereños representan menos de 1% de las áreas públicas, sin embargo 77% del total de reptiles, 77% de los anfibios, 80% de los mamíferos y 90% de los pájaros utilizan rutinariamente estos bosques ribereños para alimentarse, beber, como abrigo o en rutas migratorias.
En regiones con climas estacionales, en el periodo seco el bosque ribereño puede servir de refugio para los animales, y cuando ocurren incendios la vegetación ribereña e inundable tiene una menor probabilidad de quemarse. Incluso en zonas de vegetación xerófita (especies adaptadas al clima seco), la vegetación ribereña provee un refugio decisivo para la mayoría de los mamíferos no voladores que están poco adaptados a este tipo de ecosistema.
La ecología del paisaje
En este mundo se acepta la dependencia mutua de las personas y los ecosistemas, y con la restauración se compensa con creces la pérdida inevitable de funciones y biodiversidad de los ecosistemas. La visión integradora e interdisciplinaria adoptada por la ecología del paisaje se distingue como una ciencia unificada, dispuesta a promover la integración e interrelación de los aspectos sociales y naturales. La comprensión de estas interacciones nos lleva a una percepción global de un ambiente y como consecuencia, a una toma de decisiones más correcta.
El paisaje es definido como un mosaico donde el ecosistema local o los usos de la tierra son repetidos en configuraciones similares; sin embargo, estos mosaicos presentan un patrón constante en la naturaleza a diferentes escalas. Se puede extender este concepto, para incluir aspectos culturales que impulsan la diversificación en el paisaje. La distinción de los patrones del paisaje, asociada a la posibilidad de trabajar en diferentes escalas y el énfasis en la influencia del entorno social hacen del paisaje una unidad muy apropiada para la planeación, manejo y restauración de los ecosistemas.
Por lo tanto la rehabilitación de la vegetación ribereña no debe considerar solamente los aspectos técnicos mencionados anteriormente, sino también el contexto del paisaje donde las áreas de restauración serán establecidas. Especial importancia debe ser atribuida al potencial de este tipo de vegetación para establecer la conectividad entre diferentes fragmentos de bosques. Ya está comprobado que hasta los más pequeños fragmentos en paisajes sumamente conectados pueden presentar una alta diversidad. Una parcela de bosque alterado presente en un paisaje mayormente conectado se puede regenerar mucho más rápido que otra en un paisaje poco conectado. Por lo cual la rehabilitación de corredores riparios puede ser la clave para aumentar la conectividad local y favorecer el mantenimiento (o incluso el aumento) de la diversidad de especies en los fragmentos forestales de los alrededores. La alta conectividad o la permeabilidad del paisaje puede favorecer el flujo de semillas, polen y animales a través del paisaje y favorecer la tasa de migración en las parcelas restauradas. Se ha constatado que las especies dispersadas por animales y las que se encuentran presentes en los últimos estadios de la sucesión del bosque son altamente sensibles a los parámetros estructurales del paisaje, particularmente a los índices de conectividad.
Se puede concluir que la restauración de los bosques ribereños no necesita solamente de manejo forestal, sino también de manejo de la matriz del paisaje. Cuando se hace un acercamiento al paisaje se presenta un gran número de especies en los bosques ribereños remanentes en un complejo patrón de variación entre áreas y una gran variación de grados de perturbación antrópica, lo que hace imposible el establecimiento de un único modelo para la rehabilitación de este tipo de áreas degradadas. Por esta razón las acciones de restauración de la vegetación deben ser adaptadas al ambiente local, a las condiciones del paisaje y a la situación económica y cultural de la población que en ella habita.
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Eliane Ceccon
Centro Regional de Investigaciones Multidisciplinarias, Universidad Nacional Autónoma de México.
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como citar este artículo → Ceccon, Eliane. (2003). Los bosques ribereños y la restauración y conservación de las cuencas hidrográficas. Ciencias 72, octubre-diciembre, 46-53. [En línea] |
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