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GUÍA DE CAMPOPARA LIMNÓLOGOS PRINCIPIANTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

LEIRE RUIZ AIZPURUAMAQUETACIÓN: P&G DISEÑO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA 3

Los ríos nos ofrecen importantes servicios ecosistémicos, como agua para uso doméstico, industrial y recreativo, lo que es motivo sobrado para asegurarnos de que se conserven en buen estado. Pero, además, los ríos están conectados a la mar, la tierra y el atmósfera por intercambios continuos de energía, agua y materia, lo que, por una parte, los hace especialmente sensibles a las perturbaciones antropogénicas (tanto directas, como la polución o la degradación de hábitat; como indirectas, como el cambio climático), y, por otra, indicadores de procesos que operan a escalas variadas y a través de varios ecosistemas.

Esta guía pretende resumir brevemente los pasos clave para iniciar el estudio de los componentes y los procesos asociados a los sistemas lóticos, entre los que se incluyen ríos y arroyos. Un estudio en profundidad requerirá herramientas más especializadas, diseños experimentales más elaborados y análisis de muestras más lentos y costosos. Habrá ocasiones en las que estas dificultades se podrán subsanar mediante el apoyo de colaboradores especializados. Otros estudios, en cambio, no se podrán siquiera comenzar a falta de una buena formación previa. Sin embargo, hay mucha información al alcance de un limnólogo principiante entusiasta y al que no importe mojarse y caminar. Comencemos por el principio:

INTRODUCCIÓN

GUÍA DE CAMPO PARA LIMNÓLOGOS PRINCIPIANTES 4

Antes de empezar con estudios concretos, necesitarás una visión global del área de estudio. Podrías hacerlo en dos etapas: exploración de la cuenca de drenaje, y exploración del cauce fluvial.

EXPLORACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

1. CUENCA DE DRENAJE: Antes de comenzar a caminar, es conveniente recopilar la información disponibles en las bases de datos públicas:

- Mapas topográficos: te permitirán delimitar el área de drenaje del tramo que quieras explorar, y tal vez incluso podrás definir el orden del río que pretendes estudiar..


- Ortofotos: en ellos podrás estimar las áreas cubiertas por los distintos tipos de usos de suelo y elementos sobresalientes del paisaje, como núcleos urbanos, por ejemplo.

Prácticamente todos los países tienen bases de datos online de los que se pueden descargar este tipo de imágenes.

También es posible que haya información disponible acerca de otros elementos importantes, aunque, si aún no lo hubiera, sería extremadamente interesante recopilarla antes de comenzar el estudio del río:


CUENCA HIDROGRÁFICA

INFORMACIÓN RELEVANTE

- Clima: regímenes de precipitación (mm) y temperatura (ºC).- Geología: ¿qué tipos de suelos podemos encontrar en la

cuenca? ¿Es una cuenca mayormente calcárea o silícea? La geología condicionará la química del agua y la forma del cauce.

- Vegetación: ¿es natural, introducida, hay deforestación, cuánta, reforestación, zonas de cultivo o plantaciones forestales, se ha respetado el bosque de ribera?

- Características singulares: ¿es un área de interés turístico? ¿Hay yacimientos arqueológicos, o algún otro tipo de aprovechamiento económico de la cuenca?

- Sistemas sociales y económicos: ¿cómo se está gestionando la cuenca? ¿Son terrenos públicos o privados? ¿Qué tipo de aprovechamiento se está dando? ¿Hay núcleos urbanos, cómo son, qué tamaño tienen, dónde están ubicados?

BASES DE DATOShttps://reverb.echo.nasa.gov/reverb/

https://www.google.com/earth/explore/products/desktop.html

• Información Climáticahttp://www.worldclim.org/http://cru.csi.cgiar.org/

• Información Topograficahttp://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp

• Información Nacional http://sni.gob.ec/iniciohttp://www.geoportaligm.gob.ec/portal/http://www.sigtierras.gob.ec/

Una vez dispongas de toda la información que puedas recopilar desde tu propia casa, es el momento de evaluar qué te falta, y salir al campo con objetivos concretos que cumplir. Es más fácil ver cuando sabes qué mirar, así que haz una lista de la información que necesitas, consigue un GPS o, en su defecto, al menos un mapa de la zona en el que puedas anotar tus observaciones, y sal a explorar tu área de estudio.


ACTIVIDADES HUMANAS

- Uso de fertilizantes: muy asociado a prácticas agrícolas intensivas, puede provocar eutrofización.- Fuego y pastoreo: suele provocar erosión y aumento de sedimentos en el agua.- Residuos ganaderos y agrícolas: elevan la demanda de oxígeno en el agua.- Construcción de pistas: tras las lluvias se suelen observar incrementos en la concentración de materiales en suspensión en el agua.- Tala y extracción de madera: la capacidad del suelo de retener el agua se ve disminuida, por lo que el caudal varía. Además, la erosión puede aumentar, con el consiguiente arrastre de sedimentos y nutrientes. Si los árboles talados pertenecen al bosque de ribera, los efectos serán más pronunciados, y a ellos se sumarán el calentamiento del agua, reducción en la entrada de hojarasca y cambios en el metabolismo del río.- Plantaciones forestales: la hojarasca que llegue al río será diferente, afectando a las comunidades heterótrofas que se alimentan de ella. Además, cambiará la disponibilidad de refugio en la cuenca.- Vertidos (urbanos e industriales): suelen afectar a la calidad del agua y a la biodiversidad.- Presas y embalses: además de limitar la dispersión de los organismos que habitan los ríos (p.e. peces), alteran los regímenes hidrológicos y el transporte de sedimentos.- Canalizaciones: se pierden hábitats, se simplifica la hidráulica del río y alteran las funciones ecosistémicas.

También deberías informarte acerca de las actividades humanas en la cuenca, ya que los distintos tipos de actividades suelen conllevar distintos efectos en la cuenca, y conocer estas actividades te permitirá elaborar hipótesis concretas, que te ayudarán a preparar estudios mucho más detallados:


CAUCE FLUVIAL

BOSQUE RIPARIO

También llamado bosque ripario o bosque de galería, es la franja boscosa que bordea los cauces fluviales. Un bosque de ribera de calidad ayudará a amortiguar los efectos de una cuenca degradada, a mantener la estructura física del cauce y a preservar la biodiversidad y las funciones ecosistémicas del río. Hay diversas formas de evaluar la calidad de un bosque de ribera, aunque la forma más fácil para un principiante puede ser usar el índice RQI (REF González del Tánago, M., D. García de Jalón, F. Lara & R. Garilleti. 2006. Índice RQI para la valoración de las riberas fluviales en el contexto de la Directiva Marco del Agua. Ingeniería Civil, 143: 97-108): trata de puntuar del 1 al 12 el estado de cada uno de los 7 atributos que componen el índice: continuidad longitudinal, anchura, composición/estructura, regeneración natural, condición de las orillas, conectividad lateral y permeabilidad.

ESTRUCTURA FÍSICA

A primera vista, hay una serie de rasgos que deberías observar:a) ¿Qué forma tiene el perfil del cauce: en forma de U, en forma de V, la

altura del lecho está cerca de la llanura fluvial o no, en las crecidas el río se desborda, es encañonado o llano?

b) ¿Está el río encajonado? Este fenómeno puede estar muy relacionado con la desaparición del bosque de ribera.

c) ¿Es un río complejo, o acanalado? ¿El cauce es sencillo, o tiene entradas y salidas de cursos menores de agua? ¿Hay pozas, rápidos?

d) ¿Cómo es el lecho del río? ¿Qué tipos de sustratos puedes identificar a simple vista: roca madre, rocas grandes, piedras, grava, arena, limo?

e) ¿Se ven signos de actividad humana: escolleras, cemento, barreras?


OTRAS OBSERVACIONES

¿Hay madera muerta en el agua? ¿Debería haberla (si el cauce está rodeado de árboles, tal vez sí)? ¿Se observa algún otro tipo de materia orgánica? ¿Tal vez presas naturales?¿Cuánta luz llega al cauce, está al sol o a la sombra?¿Se observan algas sobre las rocas? Si resbalan, es posible que sea debido a esto.¿Se observan signos de polución?¿Hay acumulaciones de sedimentos en las pozas?

CAUDAL

Método para una estima preliminar:

1. Coge una cinta métrica de 20-50 m.2. Mide la anchura del cauce húmedo al inicio del

tramo. 3. Mide la profundidad del agua en distintos

puntos. Por ejemplo, cada 50 cm.4. Mide y señaliza un tramo de 10-20 m. Lanza un

trozo de cinta de plástico o una pelota pequeña al centro del arroyo, y cronometra el tiempo que tarda en hacer el recorrido marcado. Repite esto varias veces, a ser posible lanzando la pelota a puntos diferentes.

5. Repite todo el proceso en varios puntos a lo largo del tramo, para conseguir más de una medición.

6. Para calcular el caudal (m3/s), sólo debes multiplicar la anchura (m) por la profundidad media (m) y por la velocidad (m/s).

Aunque mediciones precisas de caudal sean importantes, en ocasiones puede interesar tener una aproximación preliminar de la medida del caudal, ya que esto nos puede facilitar los cálculos posteriores para mediciones más precisas, y nos puede informar de las limitaciones que nos vamos a encontrar. La forma más sencilla de medir el caudal es la siguiente:

Debes comprender que la velocidad del agua varía dependiendo del punto del tramo, y también de la profundidad. La velocidad en la superficie (donde estará la pelota) no se corresponde con la velocidad de capas más profundas, pero servirá como aproximación. Como aproximación sí, como medida fiable de descripción no.


Antes de comenzar un nuevo estudio, teniendo en cuenta la cantidad de esfuerzo y recursos que suelen requerir, debemos preguntarnos qué es lo que queremos aprender: necesitamos una hipótesis, la pregunta que marcará los objetivos y el procedimiento.Por ejemplo: la cuenca ha sido deforestada, llegan las lluvias, la erosión es terrible. ¿El río arrastrará todos esos sedimentos? ¿Hasta dónde? ¿Se acumularán en el cauce? ¿Cómo afectará esto a la estructura del cauce, a su biodiversidad, a la calidad del agua? Una vez sepamos qué aspectos concretos son los que nos conciernen, será el momento de diseñar el estudio. El diseño experimental es una ciencia en sí misma, por lo que sugiero que se recurra a la bibliografía disponible (p.e. Quinn, G.P. & Keough, M.J. Experimental design and data analysis for biologists. Crambridge University Press, Cambridge, 2002) para aprender a preparar un buen muestreo.

A continuación podrás conocer las metodologías más generalizadas para estudiar los principales aspectos de interés de los ríos:

¿QUÉ SE PUEDE ESTUDIAR EN UN

RÍO?


1. La morfología del cauce:

Si estudias la morfología del cauce una vez, conocerás la forma del cauce, y la podrás comparar con otras formas de cauce. Si estudias la morfología del mismo cauce varias veces en distintos momentos, conocerás la dinámica del cauce: si es estable, si se está degradando (perdiendo material) o si se está agradando (acumulando material). Si se pretende conocer la dinámica del cauce, se deberán establecer puntos de referencia perdurables que marquen los inicios y finales de todos los perfiles que se van a medir.Los métodos más empleados para estudiar la morfología de los cauces son los siguientes:

- El difícil: a mano.

1. Marcar puntos de referencia mediante clavos y chapas marcadas. Deberás clavar las chapas señalizadoras en lugares que sepas que no se perderán, como en troncos de árbol. Las chapas deberán marcar los extremos de cada perfil, en ambas orillas.

2. Asegúrate de que cada par de chapas se encuentre exactamente a la misma altura. Para ello necesitarás un nivel y un laser, o, mejor aún, un nivel laser.

3. Consigue trozos de cuerda de tender de 50-100 m, y márcalos con rotulador en tramos de 50 cm.

4. Usa la cuerda para unir las chapas del mismo perfil y, a ser posible, para unir chapas de perfiles contiguos de forma diagonal.

5. Siguiendo la cuerda, mide la distancia desde el fondo del río hasta la cuerda cada 50 cm. También la distancia desde la superficie del agua hasta la cuerda. Para esto te servirá haber marcado la cuerda con rotulador. Haz lo mismo con los diagonales.

6. Necesitarás referenciar cada chapa que has clavado al principio. Para esto sirve la trigonometría. Considera que la primera chapa que has clavado es el punto (0,0,0) de una matriz tridimensional (x,y,z) en la que se podría decir que x es la distancia a lo largo del río, y es la distancia a lo ancho, y z es la altura. El otro extremo de ese primer perfil estaría marcado por una chapa en posición (0,y,0), en la que y se correspondería con la anchura del cauce en ese perfil. Deberás situar el resto de las chapas en relación a este punto (0,0,0). Para ello necesitarás la distancia entre chapas (la hipotenusa de un triángulo rectándulo), y el desnivel


entre las chapas (el ángulo). En el siguiente dibujo se puede observar el esquema global de los cálculos. En rojo las mediciones que se pueden (y deben) hacer en el campo, y en verde las mediciones que se pueden calcular a partir de ellas.

- El fácil: consigue una Estación Total, y, a ser posible, mano de obra especializada para usarlo. Automatiza todo el proceso anterior.


- El que todo el mundo quiere: el sistema LIDAR.

2. El caudal y las características hidrológicas:

El agua que cae sobre la cuenca en forma de lluvia, granizo o nieve puede seguir tres cursos: volver al atmósfera (evapotranspiración), empapar el suelo (infiltración) o escurrirse sobre el suelo hasta incorporarse al río (escorrentía). Cada uno de estos procesos puede ser medido y monitoreado, y dependen de varios factores, entre ellos de las características del suelo y de la cobertura vegetal.El agua que llegue al cauce circulará según la gravedad y de forma variable dependiendo de las características físicas del cauce y del lecho fluvial.A través de mediciones del caudal, hay muchas características fluviales que se pueden estudiar:


2.1. El régimen hidrológico:

Si se hacen mediciones periódicas, mejor aún sí son muy frecuentes (mediante la instalación de estaciones de aforo tal vez, para que la toma de datos esté automatizada) o si se combinan con el monitoreo de la precipitación, podremos conocer el régimen anual del caudal. Este régimen varía dependiendo del tipo de río y de las características de la cuenca, y permite observar estacionalidad, cuando la hay, y el caudal basal (cuando hace tiempo que no ha llovido) vs el caudal de tormenta (cuando acaba de llover).

2.2. La retentividad hidráulica:

Para medir las distintas velocidades del agua y la capacidad del cauce de retener agua en sus zonas de almacenamiento transitorio (transient storage zones) se pueden emplear dos métodos:

- Adición en continuo de un soluto inerte: si se dispone del material necesario y el caudal y las concentraciones basales lo permiten, es el método más preciso.

- Adición instantánea (slug addition) de un soluto inerte: cuando no se dispone del material necesario para adiciones en continuo, o cuando las condiciones del río no son las adecuadas para aplicar el método anterior (caudal muy elevado o concentración basal del soluto que se va a medir muy elevada).

Ambos métodos se basan en añadir un trazador en el río (el más común es la sal de mesa, NaCl), y monitorear cómo fluye a lo largo de tu tramo de estudio.


Al seleccionar el tramo en el que se realizarán estas mediciones, debemos asegurarnos de que no haya entradas laterales de agua, y de que sea un tramo lo más homogéneo y representativo del río de estudio como sea posible. El tramo debería ser lo suficientemente largo como para representar la variabilidad del río de estudio y permitir al trazador interactuar con todos los procesos hidráulicos y biogeoquímicos que están en marcha, pero a la vez lo suficientemente corto como para impedir nuevos aportes de agua o solutos y facilitar el estudio en la medida de lo posible.

Tanto al hacer adiciones en continuo como al hacerlas instantáneas, se busca duplicar, aproximadamente, la conductividad basal del agua. Es un incremento lo suficientemente marcado como para ser medido con facilidad, y a la vez evitamos interferir demasiado en los procesos naturales del río (los cuales queremos estudiar).

Para ello, necesitamos saber dos cosas:

• El caudal aproximado del río.• La correspondencia entre la concentración de sal y la conductividad:

deberemos calibrar el conductivímetro midiendo la conductividad de diluciones seriadas de NaCl.

De este modo sabremos, a partir de la conductividad basal del río, cuántos kg de NaCl circular por el río a cada segundo:

NaCl (kg/s) = Q (L/s) * [NaCl] (kg/L)

Para duplicar la conductividad, por tanto, deberemos añadir esa misma cantidad de NaCl al río cada segundo, sea de manera instantánea o mediante adición continua.Sin embargo, hay un problema con este cálculo tan sencillo: aunque consiguiéramos duplicar la conductividad en el punto de adición (meter cuadro de texto: ¿cómo debe ser el punto de adición? Estrecho y turbulento, para que el trazador se mezcle rápido y bien con la corriente de agua.), si el río no es un canal perfecto, habrá pozas, meandros, cascadas, y zonas, en general, con velocidades de agua muy diversas. Esto significa que la sal que añadamos no llegará en un solo bloque al final del tramo, sino que habrá parte que llegue muy rápido (dependiendo de la velocidad máxima) y parte que llegue muy lentamente (dependiendo de la velocidad mínima),


por lo que la conductividad que consigamos medir al final del tramo será más baja que al inicio, pero a la vez se sostendrá durante más tiempo por encima de los niveles basales. En resumen: cuanto más heterogéneo sea el tramo, más NaCl habrá que añadir al inicio, y las primeras veces habrá que calcular la cantidad “a ojo”.

¿En qué se diferencian las adiciones instantáneas y las de en continuo?

2.2.1. En continuo: Mediante una bomba peristáltica, o su versión casera e imperfecta (botella Mariotte), añadimos una solución salina (el trazador) a goteo constante en el punto de adición. Si por el punto de adición pasan 5L de agua cada segundo, la cuál tiene una concentración de 20g NaCl/L, estarán pasando 100g NaCl/s. Por tanto, deberíamos añadir aproximadamente otros 100g NaCl/s. Si la bomba peristáltica está graduada para añadir 10mL/s, la concentración de sal deberá ser de 100g/10mL. Si no es posible disolver tanta sal en tan poco agua, tal vez se debería graduar la bomba para añadir mayor cantidad de solución a menor concentración.

La adición suele durar pocas horas (lo suficiente para que la conductividad sea prácticamente la misma en todos los puntos del tramo), aunque se debe seguir midiendo la conductividad después de haber detenido la medición, hasta que la conductividad vuelve a sus niveles basales. Cuantas más zonas de almacenamiento transitorio haya en el tramo, más tardarán en volver esos niveles basales. Aparte de las mediciones regulares de conductividad al final del tramo, es importante anotar la longitud total del tramo, el tiempo total de duración del experimento, la conductividad basal y “de meseta” (una vez se han estabilizado los nuevos niveles de conductividad) en al menos 5 puntos a lo largo del tramo, y la conductividad de la solución de adición.


2.2.2. Instantáneas: esta vez la adición será grande y única. En un balde se mezclará la cantidad de NaCl que estimemos oportuna (teniendo en cuenta el tiempo que tardaremos en vaciar el balde sobre el punto de adición) con la cantidad de agua necesaria para disolverla. Se deberá medir la conductividad basal del tramo en al menos 5 puntos del mismo y la conductividad de la solución de adición, y se medirá la curva de conductividad desde el momento mismo de la adición, y hasta que la conductividad del punto final del tramo vuelva a sus niveles basales.

2.3. Caudal:

Se puede estimar de dos maneras: mediante una adición instantánea (ver metodología en el apartado 2.2.2.) o mediante correntímetro.

2.3.1. Adición instantánea: esta vez, interesa que el tramo sea lo más homogéneo posible, sin zonas de almacenamiento transitorio, y más corto (unas pocas decenas de metros), para que el transporte del soluto sea lo más regular, rápido y sin tropiezos como sea


posible. Una vez seguido el proceso descrito en el apartado 2.2.2. se podrá calcular el caudal del tramo mediante la relación entre la masa total de sal añadida y el área de la curva de conductividad, transformando los datos de conductividad a valores de [NaCl].

2.3.2. Correntímetro: los más comunes son los de hélice (foto). Las hélices más grandes funcionan mejor a velocidades bajas y en ríos profundos, y las hélices pequeñas en arroyos someros y a velocidades más altas. Para medir el caudal, habrá que seleccionar varios perfiles a lo largo del tramo, en los que las orillas estén bien definidas, el agua fluya consistentemente y no haya pozas o turbulencias. En cada perfil, habrá que medir 1) la anchura del cauce húmedo; 2) la profundidad a intervalos de 0.25-1m, dependiendo de la anchura del cauce; y 3) la velocidad del agua en los mismos puntos anteriores. Si la profundidad del agua es más de cinco veces el diámetro del hélice, conviene determinar la velocidad a dos o más profundidades. El caudal (m3/s) se calculará multiplicando la profundidad (m) por la anchura (m) y por la velocidad (m/s). Este cálculo se podrá realizar a partir de promedios (por perfil o por tramo) o a cada intervalo de cada perfil, para hacer un pequeño mapa de flujos de caudal.


3. Características físico-químicas:

3.1. Temperatura:

Condiciona el metabolismo del río, tanto la producción primaria como la respiración, y puede variar siguiendo ciclos nictemerales (de 24h) y estacionales (de 365 días). Se mide con un termómetro.

3.2. Luz:

Condiciona la tasa de producción primaria bruta, y también puede variar de forma cíclica. La parte de la radiación solar que interesa medir es la radiación fotosintéticamente activa (400-700 nm). Se puede medir con un piranómetro (W m-2, 400-1100 nm) o con un cuantómetro (μE m-2 s-1, 400-700 nm). Dado que el agua refleja parte de la luz, y la luz que nos interesa es la que llega a los productores primarios de dentro del agua, conviene medir la luz también bajo el agua. Por otra parte, hay que tener en cuenta que la luz siempre disminuye con la profundidad. Una forma fácil de estimar el coeficiente de extinción de luz (μ) es a partir de la profundidad a la que deja de verse un disco de Secchi (DS): μ=DS/1,7.


En caso de obtener los datos de radiación de alguna estación meteorológica, habría que completar la información estimando el porcentaje de luz que atraviesa la cobertura vegetal del río. La manera más sencilla es sacar varias fotos a lo largo del tramo de estudio, desde el centro del cauce, tan cerca del agua como sea posible y apuntando al cenit. Después habrá que procesar las fotos para que sean una combinación de zonas negras (cubiertas) y zonas blancas (descubiertas). Programas como el NIH Image permiten estimar la proporción de blancos y negros.

3.3. Velocidad de la corriente:

Condiciona la cantidad de oxígeno disponible en el agua y la cantidad de biomasa (viva o muerta) que se pueden acumular en el lecho. La velocidad varía con la profundidad, a lo largo del perfil del cauce y longitudinalmente también, por lo que se recomienda medirla en varios perfiles, a intervalos regulares y a distintas profundidades. La herramienta más habitual es el correntímetro, aunque hay que tener en cuenta que su resolución es baja.

3.4. Química y nutrientes:

Además de condicionar la ecología del río, limitan los usos que se le pueden dar al agua. Dado que una caracterización química completa del agua puede ser muy complicada, se suele acudir a parámetros químicos más amplios, tales como la conductividad (cantidad total de sales disueltas en el agua), pH (función de la concentración de iones H+, indica el grado de acidez/alcalinidad), oxígeno disuelto (condiciona la presencia de muchos seres vivos, y la solubilidad de muchas sustancias), dióxido de carbono disuelto (la base del sistema buffer carbónico-carbonato) o materia orgánica disuelta (compuestos variados, tanto naturales como


sintéticos), o a la estima de la concentración de elementos específicos: nitrógeno (N), fósforo (P), azufre (S), potasio (K) o metales pesados como mercurio (Hg) o plomo (Pb), p.e.

Las muestras se deben almacenar en frascos inertes (p.e. polietileno), previamente lavados con ácido (p.e. HCl 10%) y aclarados con agua destilada para evitar contaminación. Una vez tomada la muestra, se debe filtrar lo antes posible para eliminar las partículas en suspensión. De este modo se pueden almacenar varias horas a 4ºC. Si se requiere su almacenaje durante más tiempo, hay que buscar el método que menos vaya a alterar los parámetros que se quieran cuantificar, ya que todos los métodos alteran alguno o varios.

4. Transporte de materiales:

4.1. Balances de materia orgánica:

La materia orgánica muerta representa la mayor parte de energía química de un ecosistema fluvial. En arroyos forestados, donde la incidencia de luz es reducida y la producción primaria limitada, la mayor parte de materia orgánica disponible es alóctona: viene de fuera, del bosque ripario, y es arrastrada por la corriente aguas abajo.

La materia orgánica se suele dividir en:

- Materia orgánica disuelta (MOD<0,45μm): principalmente del lavado de suelos. - Materia orgánica particulada fina (0,45μm<MOPF<1mm).- Materia orgánica particulada gruesa (MOPG>1mm).


Los procesos y componentes que se suelen medir son:

- Entradas de MOPG: tanto directas (verticales), como indirectas (laterales).

(trampas de malla de 0,25m2 de boca de captación y malla de 1mm de poro para aportes verticales, y trampas terrestres de 0,5m anchura para aportes laterales).

- Retención de MOPG en el lecho del río: se suele estimar mediante experimentos de retención de hojarasca.


- MOPG bentónica: la materia orgánica retenida en el lecho del río. Se puede muestrear mediante redes, y después medir la cantidad de materia orgánica muestreada como peso seco libre de ceniza (nota al margen sobre este proceso: La muestra de materia orgánica se seca a 70ºC durante 72 horas, se pesa, y a continuación se calcina a 500ºC durante 4 horas. A la diferencia que hay entre el peso seco y la ceniza se le denomina peso seco libre de ceniza, y es el modo estándar de cuantificación de materia orgánica.).

- Cantidad de madera en el cauce: medir el volumen total de madera muerta dentro del cauce, su posición, y su dinámica temporal.


- Descomposición de hojarasca: está condicionada por la presencia de descomponedores y detritívoros, y también por la temperatura (por lo que las tasas de descomposición se suelen medir en grados-día). Se estima colocando bolsas de incubación con cantidades conocidas de hojarasca dentro del río, y retirándolas según un calendario de muestreo establecido para poder detectar la tasa de descomposición (es decir, que de muestreo a muestreo se puedan observar cambios, pero que no se descomponga toda la hojarasca sin que nos demos cuenta)

5. Biodiversidad

5.1. Productores primarios:

5.1.1. Diatomeas: Estas algas unicelulares con caparazón silíceo se pueden encontrar en ambientes acuáticos muy variados. Son extremadamente diversas y muy sensibles a las alteraciones del medio, lo que las convierte en excelentes indicadores ambientales. Se suelen muestrear las diatomeas inmersas en el biofilm que cubre las rocas. Para ello se debe raspar una superficie conocida de roca (p.e. empleando un tapón de bidón para marcar un área constante en todas las réplicas) con bisturí y cepillo de dientes, y guardar las muestras en formaldehído al 40%.


5.1.2. Algas no diatomeas: Además de las diatomeas, podemos encontrar otros tipos de algas en ríos arroyos: cianobacterias (la mayoría), algas verdes y algas rojas, y tanto en el plancton (suspendidas en la columna de agua) como en el bentos (adheridas a algún sustrato). Además de muestrearlas y estudiar a los individuos al microscopio, cabe la posibilidad de estimar su abundancia de manera indirecta, midiendo la capacidad fotosintética, la cantidad de clorofila o la biomasa algal en las muestras.

5.1.3. Plantas vasculares: Los macrófitos pueden suponer un componente importante en la estructura de los ríos debido a su gran biomasa y a su contribución a los ciclos de nutrientes. Pueden estar enraizados en el fondo y con las hojas en la superficie (emergentes), estar completamente sumergidos (sumergidos), o estar desarraigados del fondo (flotantes).


5.2. Productores secundarios

5.2.1. Bacterias: Las bacterias que hay en la columna de agua pueden alterar la potabilidad de ésta, pero las bacterias que hay en los sedimentos pueden ser aún más importantes para la funcionalidad del río al completo, ya que pueden condicionar gran parte del metabolismo fluvial, especialmente la tasa a la que el río respira.

5.2.2. Hongos hifomicetos: Estos hongos acuáticos se pueden encontrar adheridos a la hojarasca sumergida, y son los principales responsables de iniciar el proceso de descomposicón.


5.2.3. Macroinvertebrados bentónicos: Son larvas de insectos que se alimentan de algas, hojarasca en descomposición, materia orgánica fina que flota en la columna de agua u otros macroinvertebrados. Transforman el detritus en proteína, y transportan la energía de algas y hojarasca a niveles tróficos superiores, como son los peces. Además, ¡son los bioindicadores de salud ambiental más empleados en ríos!

5.2.4. Peces: Están en lo más alto de la cadena trófica, y la forma clásica de capturarlos sin matarlos es usar redes o la pesca eléctrica.


6. Funciones ecosistémicas

Además de los distintos componentes físicos, químicos y bióticos de los ríos, también se pueden estudiar procesos de intercambio de energía (metabolismo), carbono (descomposición) y nutrientes (retentividad) entre todos estos compartimentos, de manera global.

6.1. Metabolismo

Estudia la conversión de carbono inorgánico en carbono orgánico (Producción Primaria) y la conversión de carbono orgánico en inorgánico (Respiración, R). La Producción Primaria Bruta (PPB) es la conversión total de carbono inorgánico en carbono orgánico, y la Producción Primaria Neta (PPN) es la conversión de carbono inorgánico en orgánico que queda una vez restada la Respiración:


Para estudiar el metabolismo fluvial se parte del monitoreo del residuo principal de la Producción Primaria, y el que permite que haya Respiración: el oxígeno disuelto. En la figura superior se pueden observar los ciclos nictemerales de la concentración de oxígeno disuelto de un arroyo contaminado, en comparación con los ciclos del arroyo limpio de la figura inferior.

6.2. Descomposición

ver apartado 4.2.

6.3. Retención de nutrientes

Para estimar la capacidad de un tramo concreto de río de retener un tipo específico de nutriente (los más comunes son amonio, nitrato, nitrito o fosfato), el método más común es la adición de nutrientes junto a un trazador inerte (sal común), tal como se explica en el apartado 2.2. La base es conseguir duplicar, aproximadamente, los niveles basales de estos nutrientes, de forma que podamos detectar los cambios en las concentraciones, y a continuación tomar muestras de agua a lo largo del tramo (en adiciones continuas) o al final del mismo (en adiciones puntuales). Para estimar la cantidad total de nutrientes retenida en el tramo, debemos calcular cuál habría sido la concentración de nutrientes medida, de haber sido el nutriente inerte como el trazador, medir la concentración real del nutriente, y efectuar una resta.

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