Influencia hidrológica sobre la biogeoquímica fluvial en un río intermitente del mediterráneo chileno.
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Date
2020
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Publisher
Universidad de Concepción.
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.
Description
Tesis para optar al grado de Doctora en Ciencias Ambientales con mención en Sistemas Acuáticos Continentales.
Keywords
Caudales, Biorreactores, Materia Orgánica, Plantas Ribereñas, Agua, Contenido de Compuestos Orgánicos, Agua Limpia y Saneamiento