Influencia hidrológica sobre la biogeoquímica fluvial en un río intermitente del mediterráneo chileno.

Abstract

Los ríos intermitentes y arroyos efímeros (IRES) son sistemas fluviales altamente dinámicos, sujetos a periodos de sequía, esporádicos caudales y en ocasiones grandes avenidas. Son considerados reactores biogeoquímicos puntuales, con alta capacidad de resiliencia ante periodos de sequía y posterior reconexión. Por lo tanto, se plantea que en la fase de fragmentación de los IRES se acumulará gran cantidad de materia orgánica de alto potencial productivo, y la posterior reconexión del flujo implicaría un incremento en la concentración de nutrientes en el agua superficial y disminución en el agua de hiporreo, así como se cree que habrán elevadas tasas de emisión de CO2 atmosférico. Posteriormente, en eventos de lluvia, el caudal podría ser predictor de la dinámica biogeoquímica del agua superficial. En relación a lo anterior, el objetivo del estudio fue cuantificar y comparar la dinámica de las variables biogeoquímicas, tales como materia orgánica particulada gruesa, nutrientes, sólidos, carbono orgánico disuelto (DOC) y propiedades de la materia orgánica disuelta (DOM), en las fases de contracción, fragmentación, rehumectación y expansión de un río intermitente de Chile Mediterráneo, con otros IRES y perennes. Para cumplir con el objetivo planteado, se seleccionaron ríos intermitentes y perennes del mediterráneo Chileno de la Región del Ñuble, así como de otros climas en diversas regiones del mundo. Durante la fase seca se tomaron muestras de materia orgánica, sedimento y biofilm en los lechos de los ríos, se cuantificó este material, se estimó su potencial productivo y mediante ensayos en laboratorio se calculó la emisión de CO2 atmosférico luego de un primer pulso de inundación. En la misma fase, también se tomaron muestras de agua superficial y de hiporreo en las pozas de ríos intermitentes, para analizar nitrógeno inorgánico disuelto (DIN), nitrógeno total (TN), fósforo total (TP), sólidos suspendidos y disueltos (DS y SS) y DOC, posteriormente se repite esta metodología en la reconexión durante dos años consecutivos, para comparar los cambios biogeoquímicos impulsados por la reconexión. Finalmente, se realizan muestreos continuos en tres eventos de lluvia para analizar DIN, TN, TP, DS, SS, DOC, propiedades de DOM y así determinar el transporte total y origen de solutos, propiedades de DOM y establecer relaciones entre el caudal y las variables. Los resultados indican que los IRES estudiados no obedecen a patrones en los distintos periodos y sitios. Pese a que la vegetación ripariana es similar en ríos perennes e intermitentes, los IRES de Chile Mediterráneo pueden acumular gran cantidad de materia orgánica, de alto potencial productivo en comparación con los perennes, en promedio 1 029 g m-2 en IRES y 337 g m-2 en perennes equivalente a 6.86 y 2.46 g m-2 d -1 , respectivamente. La cantidad y calidad de materia orgánica que se acumula en los lechos de los ríos intermitentes muestreados influye sobre el CO2 que ellos emiten en un pulso de inundación, generando 539.37 mg. CO2 m-2 d -1, similar al promedio global (883.19 mg. CO2 m-2 d -1). En las pozas que permanecen durante la fase seca no se encontró un patrón en las variables entre fragmentación y reconexión en el agua superficial y de hiporreo, así como tampoco se observan condiciones de anoxia. Se presume que los nutrientes pueden ser procesados rápidamente por las bacterias del hiporreo en el primer pulso de inundación. En episodios de lluvia no se observó un patrón en el origen de los solutos, a excepción de DIN, que proviene siempre desde el lecho y agua subterránea. Se observa en todos los casos que un incremento del caudal implica que la calidad de la DOM sea predominantemente aromática, más liviana, de mayor tamaño, menos autóctona, y los resultados de modelación indican que el caudal puede ser un predictor útil del comportamiento de los solutos estudiados. Por lo tanto cada fase hidrológica tiene características únicas que puede estar asociada a la época del año, el tipo de soluto, humedad del suelo o intensidad de la tormenta. Dado el incremento de IRES y la vulnerabilidad que presentan los sistemas acuáticos en Chile frente al cambio climático, se da énfasis en la necesidad de continuar esta línea de investigación en otras regiones del país, para generar una base de datos robusta y de esa forma generar estrategias de protección en IRES.