Efectos del uso del suelo en la disponibilidad de la materia orgánica disuelta coloreada (CDOM) y su influencia en el sistema de carbonato de la zona costera.

Abstract

El cambio de uso del suelo en las cuencas hidrográficas se ha convertido en un problema ambiental de escala global durante los últimos años. Dichos cambios están asociados a impactos en la estructura y funcionamiento de los ecosistemas acuáticos, la integridad ecológica del paisaje en general y el aprovisionamiento de servicios ecosistémicos claves (aprovisionamiento de agua, biodiversidad). Junto a lo anterior, los ríos constituyen además un nexo entre la tierra y el océano-costero en el marco de los ciclos biogeoquímicos globales. Sin embargo, todavía existe poca información sobre los efectos del uso diferencial y el cambio de uso de suelo sobre la materia orgánica disuelta esportada por los ríos, especialmente la fracción coloreada (CDOM por sus siglas en inglés). Este CDOM, forma parte importante de los flujos de materia orgánica terrestre, contribuyendo a los ciclos biogeoquímicos de carbono y otros elementos en el agua, interviniendo en procesos como la atenuación de la luz, y además generando CO2 como subproducto, entre otros. Se conoce poco o casi nada sobre la influencia que el CDOM puede tener sobre el sistema de carbonatos de las zonas costeras (i.e. pH, pCO2, estado de saturación del carbonato de calcio, Ω), el cual juega un papel clave para muchos organismos que construyen estructuras calcáreas. En esta tesis doctoral, estudiaremos la interacción río-océano costero en dos cuencas hidrográficas del sur de Chile (i.e., cuenca del Río Colu con mayor intervención antrópica y la cuenca del Río Yaldad insertada en parte de un parque privado con dominancia de bosque nativo). Ambas cuencas se encuentran cercanas geográficamente, bajo un régimen climático similar, pero el uso de suelo de sus cuencas es significativamente contrastante. En XIX el marco de este estudio, se realizaron tres campañas de muestreo una durante la primavera y dos campañas durante el verano austral del año 2019. Durante cada una de estas campañas, se tomaron muestras in situ en ocho estaciones distribuidas entre el río y la zona estuarino-costera, para analizar parámetros como el CDOM, fDOM, DIC, AT, pH, pCO2, nutrientes, abundancia bacteriana, temperatura, salinidad, clorofila y oxígeno disuelto (OD). Además, se estimó el CDOM (CDOMest) a partir de algoritmos satelitales empíricos, para lo cual se seleccionaron y probaron nueve algoritmos satelitales de la bibliografía. Estos algoritmos se aplicaron a las imágenes satelitales del Landsat 8 para la primavera y el verano austral del año 2019 para extraer los valores de CDOM y compararlos con las mediciones in situ de la misma fecha. Se seleccionó el algoritmo que tuvo mejor ajuste de regresión lineal, en este caso M14, con la finalidad de aplicarlo a las imágenes satelitales del Landsat 7 (ETM+) y 8 (OLI) y obtener una serie temporal de CDOMest de aproximadamente 18 años (2001-2011 y 2013-2020). Los resultados demostraron que puede existir una estrecha relación entre los usos de suelo con la disponibilidad de CDOM y la composición de este y el fDOM que llega a las zonas costeras. Comprobamos preliminarmente la relación negativa entre la cantidad y principalmente la composición del CDOM y fDOM sobre la concentración de DIC y AT en las zonas costeras, que influye en los niveles de pH y Ω. Esto último, tiene una gran relevancia, dado en la zona costera de Yaldad se lleva a cabo una actividad intensiva de cultivo de bivalvos (“mejillones”). La reconstrucción de una serie temporal de 18 años de CDOMest reveló una tendencia creciente en la concentración de CDOM en ambas zonas costeras de estudio. El estudio además contempló un análisis de los patrones temporales de variabilidad ambiental XX obtenidos para la serie temporal como: Chla, iPAR, precipitación, temperatura superficial, altura normalizada de la línea de fluorescencia (nFHL) y el cambio de uso del suelo. De los cuales se observó que los cambios de uso de suelo específicamente praderas-agricultura y el bosque nativo, a lo largo del período de estudio influyeron significativamente en las variaciones de la disponibilidad del CDOM en las zonas costeras. Estos hallazgos proveen robustas evidencias de la relación del uso y cambio de uso de suelo sobre el CDOM y su impacto e influencia sobre el sistema de carbonato, con posibles implicancias para los organismos calcificadores. Los resultados de esta tesis doctoral, provee valioso conocimiento que servirá de base para futuros programas de monitoreo ambiental, así como la planificación territorial estratégica de las zonas marino-costera del mar interior de Chiloé. Finalmente, el presente estudio abre nuevas interrogantes relacionadas con la relación existente entre el CDOM y los ciclos biogeoquímicos de zonas costeras, y en especial con el sistema de carbonatos, relación pobremente estudiada a la fecha, así como sus posibles efectos en los organismos calcificadores.