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.
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Date
2022
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Publisher
Universidad de Concepción.
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.
Description
Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias Ambientales con mención en Sistemas
Acuáticos Continentales.
Keywords
Uso de la Tierra