IFFAr Book

Prólogo Sólo en los últimos años los índices ecológicos y en general las indicaciones biológicas se han convertido en un asunto de suma importancia, a tal punto de estar insertos en la legislación ambiental de varios países. Los métodos biológicos tienen un alto valor en el juicio por su capacidad de identificar tensiones pasadas e integradas (a diferencia de los análisis químicos, los que están unidos a la instantaneidad de la muestra) y evaluar no sólo el estrés ambiental resultante de la contaminación, sino también de los deterioros de carácter físico y morfológico. Sin embargo no sustituyen a las investigaciones químicas puesto que no son capaces de identificar los contaminantes.

Parece evidente como, por la realidad de los ríos chilenos, caracterizados en su mayoría por su alta naturalidad, sea necesario integrar el análisis químico con evaluaciones obtenidas por índices biológicos. Tal aproximación, consiste en estimar oportunamente el estado ecológico del curso del agua y no sólo limitarse a la ausencia de la contaminación de las aguas, previendo un acercamiento de valoración ecosistémica de los cursos de agua.

Tal aproximación integrada puede garantizar la protección de los ecosistemas fluviales como para los componentes que sean biológicos (garantizar adecuadas comunidades biológicas) morfológicos (manteniendo un estado natural de la morfología fluvial) y químico-físicos (eliminación de la polución de sustancias contaminantes).

Los índices biológicos resultan, pues útiles no sólo en el ámbito del plano del monitoreo de la cualidad ambiental, sino también como base para la definición del proceso de valoración de la sustentabilidad ambiental, como apoyo de la gestión de la fuente hídrica y de la planificación del territorio.

Con tales consideraciones y exigencias, ha nacido la idea de adecuar el IFF, método de valoración de los ecosistemas fluviales, ya ampliamente utilizado en Italia, a los cursos de agua de la cordillera de La Araucanía.

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Introducción 1.1. Metodo Indice de Funcionalidad Fluvial (IFF) El Iff, método aplicado desde el año 2.000 sobre más de 4.000 km de cursos de agua Italiana, provee no sólo valores sintéticos sobre la funcionalidad fluvial y presiadas informaciones sobre las causas de su deterioro, pero también indicaciones precisas para la orientación de las intervenciones de recalificaciones, y estimar preventivamente la eficacia.

Constituye un método de investigación relativamente expedito, económico, utilizable Con operadores que tengan el conocimiento de base sobre el ecosistema de agua corriente que, a través de cursos de formación, puedan completar su conocimiento y adquirir la experiencia necesaria. De hecho, la aplicación del IFF no requiere instrumentos sofisticados; más bien, una lectura superficial puede hasta parecer simple al alcance de una persona sin experticia. Es necesario subrayar que la ficha IFF es más que un cuestionario que puede ser compilado por cualquiera: es una guía y una verdadera investigación ecológica, en la cual la competencia de los operadores es un requisito fundamental e irrenunciable. Detrás de su simplicidad aparente, es un patrimonio vasto de conocimiento sobre la ecología fluvial, sin su apoyo es inevitable caer en errores. La ausencia de instrumentación, por lo tanto, lejos de menospreciar el método de investigación, representa un explícito reconocimiento a la primacía de la cultura y el conocimiento sobre la tecnología.

Es una reflección metodológica oportuna. Aunque el conjunto de las preguntas expuestas, en consideración de la fija IFF y la articulación de su respuesta, haya sido estudiada para la valoración de la funcionalidad de todos las partes del ambiente fluvial; a la vez, debemos ser conscientes también de los límites del método en si mismo. Basta observar que aquello no lo estudia la población íctica (por la dificultad practica unida a su escrutinio), pero, sí se limita a valorar la ideoneidad del hábitat que lo sostiene; por motivos análogos no investiga la herpetofauna ni la fauna aviar; por la dificultad de su determinación sistemática en el nivel de especie, se limita a utilizar sólo una pequeña parte de la información que podrán proveer las hidrofitas, etc. Por estos motivos, el IFF se presenta para ser considerado por la parte del mundo académico que, acostumbrado a la investigación profunda, laboriosa y costosa,

conduce a que grupos de especialistas, se espanten frente a cada simplificación.

Es por esto esencial, aclarar la distinción entre investigación objetiva de búsqueda ecológica y el uso de índices simplificados para el control ambiental. La verdadera pregunta no es si un método sea más o menos simple o profundizado, sino más bien que sea adecuado al objetivo que se persigue. Los métodos más profundizados, equipados para la investigación especializada de sus componentes biológicos y ambientales, pueden a menudo ser adecuados a los objetivos de la búsqueda científica, pero por ahora del todo inadecuados al objetivo de control de los cursos de agua, ya que los tiempos y los recursos económicos y humanos requeridos hacen impracticable la adopción sobre escala nacional: pueden satisfacer pues deseos de finura de los conocimientos, pero con el riesgo de hallarnos mañana sin ríos en condiciones adecuadas.

1.1.1. IFFAr en el interior del Proyecto Cuenca del Toltén.

En el marco del proyecto marco de la cuenca del Toltén, se ha efectuado un convenio de colaboración entre la Universidad de Trento y la Pontificia Universidad Católica de Chile, Sede Villarrica y la APPA-TN (Agencia provincial de la protección del ambiente de Trento), la cual tiene el encargo de llevar adelante alguna actividad resguardando la caracterización biológica de la cualidad de los cuerpos hídricos al interior de la cuenca del río Toltén y la formación de los operadores.

La APPA-TN ha tenido como primera parte del proyecto general, una iniciativa de la formación del personal local, por actividades institucionales, de las gestiones de las aguas superficiales. Desde el 21 al 25 de enero de 2008 la AAPA-TN organizó en Chile, en colaboración con la Pontificia Universidad Católica de Chile, sede Villarrica, el curso de formación “Uso de indicadores bióticos”, sobre las aplicaciones de los índices de la funcionalidad fluvial ( IFF.Siligardi et al. 2007).

De tal iniciativa surgió después una actividad de búqueda, conducida por el APPA-TN en colaboración con la Universidad Ca’Foscari de Venezia (Departamento de Ciencias Ambientales) relacionada al adecuamiento del índice de funcionalidad fluvial de los cursos de agua de la cordillera de La Araucanía. El método IFF adecuado a IFFAr ha sido elaborado al interior de un grupo de trabajo que ha reunido variadas entidades y expertos:

• APPA-TN: Raffaella Canepel, Valentina Dallafior, Catia Monauni, Paolo Negri, Maurizio Siligardi • Università di Trento – Facoltà di Ingegneria: ing. Walter Bertoldi e dott. Daniele Vettorato • Pontificia Universidad Católica de Chile - Sede Villarrica: Fernando Burrows Galan, Katherine Hermosilla, Andrea Opazo, Guadalupe Grau, Manuel Gedda • CONAMA: Marta Hernández • SERNAPESCA: Ricardo Torrijos • Universidad Catolica de Temuco: Enrique Hauenstein y el Laboratorio de Planificación Territorial El método IFFAr ha sido validado, por su aplicación en algunos tramos del río Trancura, mediante actividades realizadas durante el mes de marzo de 2009, para el estudio de las características ambientales mediante Sistemas de Informacion Geográfica y la encuesta en terreno.

Ya en los primeros resultados de IFFAr surgió la importancia de utilizar tales instrumentos de análisis en los ecosistemas fluviales, también sobre los cursos de agua de la Cordillera de la región de La Araucanía, con el fin de promover una gestión sustentable. Este método puede, de hecho, suplir el apoyo de la elección de la planificación territorial y de las intervenciones sobre el ambiente, además de generar iniciativas en la normativa regional para perseguir no sólo el objetivo del monitoreo ambiental, sino también de entregar el apoyo a las valoraciones en mérito del sostén ambiental de las eventuales intervenciones y de los escenarios futuros.

1.1.2. De IFF a IFFAr: las adecuaciones del método Con el fin de obtener un instrumento de evaluación apropiado y calibrado, a los cursos del agua de la cordillera de la región de la Araucanía, ha sido necesario activar un proceso de adecuación del IFF. Ya en las primeras aplicaciones del IFF y de algunos tramos del curso de agua de la región de La Araucanía, al interior de la cuenca del río Trancura (enero 2008), aparece la necesidad de aportar algunas modificaciones al método, a la luz de las diferencias entre los ríos europeos y los ríos chilenos. La adecuación de los índices, no ha resguardado el método, que resulta plenamente aplicable, pero más que cualquier otra modalidad de evaluación y de asignación de los puntos que deben ser revisados, en base a la especificidad de la realidad de los ríos chilenos.

No necesitamos de adecuaciones particulares sobre la pregunta de la extensión y la continuidad de las fajas perifluviales (pregunta 3 y pregunta 4), eficiencia de las inundaciones (pregunta 6), naturalidad de las secciones transversales (pregunta 9), ideoneidad íctica (pregunta 10) y desechos (pregunta 13).

Las modificaciones a las otras preguntas, son brevemente descritas en los párrafos siguientes. Las preguntas referidas a la vegetación han sido adecuadas a la especificidad de la flora chilena, mientras que para las preguntas sobre la morfología, ha sido necesario especificar más profundamente la escala a la cual han sido considerados los aspectos hidromorfológicos.

Dada la naturaleza morfológica en meandro (en curva) del río Trancura, característica difícilmente verificable en los cursos de agua italianos, la valoración relativa a la hidromorfología no sólo ha estado conducida a escala de un tramo único, definido por la homogeneidad de todos los parámetros considerados por la IFF. Sí ha sido necesario interpretar, a la luz de los procesos morfológicos que implican más tramos, algunas situaciones que en un tramo único pueden aparecer con pocas diferencias y funcionalidades.

La valoración relacionada a los elementos hidromorfológicos, a los procesos erosivos y a la eficacia de las inundaciones ha sido conducida teniendo en consideración que la escala de los procesos morfológicos para un curso de agua meandroneiforme, puede no coincidir con aquélla del tramo único.

1.1.3. Aplicaciones del IFFAr El objetivo de las aplicaciones del IFF es de actuar como instrumento de evaluación y apoyo al tomar las decisiones de actuación sobre el recurso agua con una visión de desarrollo sustentable.

Las aplicaciones del IFFAr pueden ser resumidas en los dos puntos siguientes: -IFFAr para el monitoreo ambiental: a través de la elaboración de la ficha IFF y de las puntuaciones de las preguntas, se pueden, identificar los tramos que necesitan una medida de protección (tramos con elevada funcionalidad fluvial) o las intervenciones de mejoría (tramos con escasa funcionalidad fluvial), o identificar, a través de la re-evaluación de los puntos de una sola pregunta, los componentes del tramo que, por ejemplo, determinan el descenso de la puntuación total; -IFFAr como apoyo de las planificaciones territoriales: la aplicación del IFFAr puede representar uno de los instrumentos de apoyo de las decisiones y planificaciones territoriales, como por ejemplo, de la protección de los ecosistemas fluviales y una alta funcionabilidad.

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Indices de la ecología fluvial El funcionamiento ecológico de un sistema fluvial ha sido descrito como un proceso de “caos determinante”: suficientemente caótico, en cuando a lo impredecible, y, al mismo tiempo, suficientemente determinante para el respeto de las leyes de la naturaleza.

La realización de IFFAr, ya evidenciado en la introducción, necesita por parte del operador de un real conocimiento de la dinámica ecologista que gobierna el estado de la funcionalidad de un curso de agua.

Para este fin, en este capítulo se denominan los principales conceptos de la ecología fluvial que deben constituir el fundamento de las habilidades y los prerrequisitos de los usuarios, para que puedan utilizar la ficha con un bagaje cultural suficiente para leer e interpretar los índices ecomorfológicos de un ambiente fluvial.

Los argumentos que tratamos tienen el carácter de índices, sin ninguna pretensión exhaustiva, y abarcan varias ramas de la ecología fluvial, con respecto a las cosideradas directamente en el método IFFAr.

2.1. El río como unidad ecositémica.

2.1.1. La importancia de la diversidad ambiental El estudio ecológico de los ríos- sistemas interactivos por incorpora niveles de resolución espacial ocultas: microhábitat, secuencia secciones lenticas y loticas, tramo fluvial, división del valle, cuenca, cada uno de los cuales caracterizado por una forma propia y procesos que requieren por lo tanto un análisis específico. (Fig.1) Particular importancia revisten algunos componentes ambientales (heterogeneidad del sustrato, secuencia lentico -lotico, sinuosidad del trazado, vegetación ribereña, (ecótonos acuáticos/terrestres), conducidos al principio unificable de la diversidad ambiental, propuesto en diferentes escalas espaciales.

En una escala menor, en el nivel del micro-hábitat, la diferencia ambiental es representada sobre todo por la heterogeneidad del sustrato, densamente poblado de una variedad de macroinvertebrados. Ya que cada especie presenta un intervalo propio y optimo de tolerancia a las condiciones ambientales (unido a las exigencias fisiológicas, a las adaptaciones morfológicas y a los comportamientos, a la modalidad de procesamiento de la comida, a las estrategias reproductivas, etc). Cuanto mayor sea la heterogeneidad del sustrato, mayor es el número de las especies que pueden convivir en el ambiente.

La elevada diversidad biológica, a su vez, contribuye a una respuesta más eficaz y pronta de las variaciones temporales de la carga orgánica, a una mayor eficiencia y a una mayor estabilidad del sistema.

En una escala inmediatamente superior, la diversidad ambiental se expresa en las secuencias loticas – lenticas (remanso – correntada), otras en que interviene como la sinuosidad del trazado, la presencia de las barras de meandro, las riberas degradadas, de los obstáculos locales en las corrientes (grandes bloques rocosos, ramas incrustadas en el fondo), vegetación sumergida y las raíces sumergidas de los árboles ribereños (fig.2).

En este nivel, la diversidad ambiental reviste una particular importancia para la ictiofauna. Cada especie íctica, de hecho, transcurre su existencia transfiriéndose de un ambiente a otro para cumplir las propias actividades vitales (pausa, refugio,

Lecho inundable Cuenca hidrográfica

Tramo fluvial

Hábitat

Micro hábitat

Arena y limo

Hoja y fragmento vegetal

Grava

Vegetación acuática y semiacuática

Fig. 1.

Escala espacial y temporal de las organización jerárquica de un sistema fluvial y de los sub-sistemas del hábitat ( la escala espacial lineal indicada es relativa a los cursos de agua que llegan hasta los 2° - 3° orden) (Palmer, 1976).

PLANTA A P

Pb

Rf

B P

Rf

P

Pb

Rf Rf

Pb

Pb

Pb

P

A'

Rf

P

P

Estanque Pb

B'

Barra Rf

Ranura

SECCIÓN

SECCIÓN

Rf A

Flujo divergente

A'

B

B'

Pb P Flujo divergente

Flujo convergente

SECCIÓN LONGITUDINAL

Superficie del agua Rf

P

Rf P

Fig. 2.

Elementos morfológicos de un cause natural (A: de Keller et Brookes, 1984 (modif.); B y C: de Brookes, 1988; D: de Chang, 1988).

exploración, alimentación, reproducción): en la línea máxima turbulencia , remanso y albergue son utilizados como áreas de detención, de refugio y como medio para la alimentación, mientras que el área de transición entre el el area de remanso adyacente a una roca y el area de roce ( aguas turbulentes sobre lechos rocosos) proveen un hábitat exelente para la deposición de los huevos.

Entre los principales factores abióticos que conducen la idoneidad ambiental para los peces existe la disponibilidad de adecuadas ribereñas, adecuados agujeros y raspajes, las fluctuaciones del caudal, la velocidad de la corriente y la tempreatura (la influencia directa sobre el contenido en el oxígeno disuelto, no se ejerce de una forma indirecta, sobre su consumo metabólico).

Cada actividad requiere una determinada combinación de parámetros ambientales (profundidad, velocidad de la corriente, sustrato, etc). Incluidos en determinados intervalos de tolerancia. Consigue de ello, por ejemplo, que un largo tramo canalizado tenga la característica de una erosión, sin embargo la abundante disponibilidad de la comida (en el raspado se encuentra la máxima densidad de los macro-invertebrados), no resulta idóneo junto a otras actividades vitales de los peces, y, por lo tanto inadecuado para ellos.

Un agujero de una adecuada profundidad, es esencialmente utilizado para la sobrevivencia de los peces en el periodo de descenso del caudal, en el cual tienen el riesgo de quedar casi secos. Dada la gran difusión del comportamiento territorial en los peces, reviste especial importancia la presencia de los refugios y las riberas en el cauce o bajo la ribera (peñascos, ramas incrustadas en el fondo, raíces árboles sumergidos). Cada individuo, de hecho transcurre la mayor parte de su tiempo en un hábitat-refugio, estrechamente unido a la diversidad ambiental, condicionado directamente a la disponibilidad alimentaria y la abundancia de la población íctica. Además provee una protección a los depredadores, las ribereñas proveen a los peces un ambiente relativamente tranquilo que consiste en qué les permite superar los períodos de elevados caudal.

Se subraya que la exigencia ambiental para cualquier actividad se diferencia de una especie íctica a otra, y al interior de cada especie, entre los varios estadios de desarrollo. El ambiente ideal para los peces es por lo tanto, aquel que está caracterizado por una elevada diversidad, en el grado de proveer, en un tramo de cauces no excesivamente extenso, el mosaico entero de

entornos necesarios a las varias especies y, por cada uno de ellas, a los individuos de las varias clases de edad.

Por cuanto pueda aparecer sorprendente, para los organismos acuáticos también reviste importancia la diversidad ambiental del plano inundable. Por ejemplo, en situaciones de un caudal alto, las condiciones del cauce pueden ser prohibitivas para los peces, por causa de la corriente turbulenta. En tales condiciones, una planta con una morfología accidentada (vegetación arbustiva y arbórea, cúmulos leñosos, relieves, zonas húmedas), proveen a los peces buenos arreglos “fuera del cauce”, ahorrando a las poblaciones ícticas una rarefacción sobresaliente y dilatada por muchos años.

2.1.2. La unión funcional entre el río y su territorio.

La funcionalidad y la dinámica fluvial, están condicionadas en la medida de las características del territorio circundante, sea de las fajas adyacentes de la vegetación ribereña, sea de la entera presa y, en particular, de su grado de cobertura forestal.

Esta última favorece a un régimen hidráulico con (descensos y aumentos), menos acentuados y una mejor cualidad del agua. Los cursos del agua, son por lo tanto una sucesión de ecosistemas “abiertos” (dotados de importantes interconexiones tróficas, fluídos de materia y de energía) no sólo en el sentido longitudinal, sino también en el lateral y vertical; en ellos, las fajas de vegetación ribereña tienen un papel importante Este acercamiento cultural pluridimensional (Fig. 3) vuelve más intuitiva la comprensión de la conectividad que caracteriza a los sistemas fluviales: estos responden al nivel sistémico (sea un monte o un valle) a las perturbaciones locales. En las regiones además da razón de la vulnerabilidad de todo el ecosistema a la interposición de barreras que interrumpan de ello la continuidad en cada uno de las direcciones espaciales: longitudinales (ej. diques),lateral (ej. encauzamientos, defensas de orillas de los ríos), vertical.

A esta dimensión se le agrega aquel referente de temporalidad: considerando que la morfología del cauce puede variarar sobre un largo periodo de tiempo, y que las repercusiones sobre el ecosistema fluvial de algunas modificaciones ambientales, incluso siendo muy relevantes, pueden no manifestarse por diferentes décadas ( por ejemplo los efectos de la falta de las flores de álveo se manisfestarán sólo en ocasiones del caudal, con el tiempo de vuelta pluridecenales), la gestión fluvial debe ser planificada como un objetivo a largo plazo. Un título de ejemplo, es de los aportes orgánicos que al río puede ser

al

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Vertical

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Fig. 3.

Acercamiento pluridimensional al ambiente uvial.

l

garantizados hasta con vegetacion de arbustos y que no piden necesariamente la presencia de árboles de tronco alto; a largo plazo estos últimos son indispensables para la conservación dinámica del ecosistema fluvial en cuanto, cayendo en alveo, explican una acción morfogenética muy relevante ( el obstáculo local en la corriente induce desviaziones del trazado y diversidad en el sustrato) y autocatalizada ( favorece el derribo de otros árboles.). Desde aquí la importancia de no remover, sobre todo en los tramos montañosos, los árboles perpendiculares y los troncos caídos en el cauca (salvo casos localizados de efectivo peligro por poblaciones.

2.2. El río como unidad ecositémica.

Al interior de los cursos de agua se instauran distintos procesos tróficos, unidos sobre todo a la capacidad de utilización y transformación de la energia, a la entrada del sistema ( ejemplo luces) y de la materia orgánica disponible. Difícilmente en un curso de agua se verifica un proceso trófico completo; en la mayor parte de los casos se asiste a los procesos más o menos completos, en función a la característica ecológica del tramo del curso del agua en evaluación. El todo depende de los puntos de entrada (input) y de los puntos de salida (output), del sistema descrito considerado y de las posibilidades de las transformaciones y de la transferencia de la energía al interior de si mismo.

El sistema trófico viene descrito a través de las adaptaciones de los individuos acuáticos, sobre todo de los macro-invertebrados, en los distintos modos de administración de la comida y por lo tanto a su rol trófico en el sistema. La subdivisión más simple de los individuos en la base a las modalidades nutricionales, es aquella que se identifica en tres grupos: detritívoros (o también llamados saprófagos, ej. Lombrices), herbívoros y carnívoros. Estos organismos se pueden encontrar en todos los niveles de la cadena trófica y entre ellos, muchos se nutren preferentemente de desechos de las derivaciones orgánicas (detritívoros). Sin embargo, a falta de desechos estos organismos pueden explotar otras fuentes alimentarias y competir con los herbívoros y los carnívoros. Por lo tanto la subdivisión de los organismos en función del tipo de alimento no garantiza un sistema único clasificatorio y no se explica con suficiente claridad las relaciones entre los individuos macro bentónicos.

Parece más eficaz una subdivisión que tenga en cuenta, otro de los roles tróficos unidos al tipo de comida, que aun en los roles tróficos en función a la modalidad de alcanzar la comida. Si de este modo de los grupos funcionales que operan de modo independiente pero sinérgico, con el fin de utilizar con la misma eficacia las distintas formas energéticas disponibles. (Fig.4) La tabla describe el conjunto de los roles tróficos en el interior de un sistema acuático fluvial. Entre los distintos grupos existen las relaciones secuenciales o de feedback (retroalimentación), (relaciones funcionales), que expresan la capacidad de transformación y de transferencia de la energía.

Las relaciones tróficas pueden ser descritas de un modo simple,

Fig. 4.

Grupos funcionales bentónicos con recursos relativos a las fuentes alimentarias y a su rol trófico.

Grupos funcionales

Fuente alimentaria

Trituradores

Hojas (no madera) o CPOM (partículas orgánicas gruesas) y microbios relacionados.

(shredders) (desfibradoras)

Rol trófico y modalidad alimentaria

Ejemplos

Detritívoros

Algunas larvas de las thricopteras, plecóteros en estado juvenil, anfípodo, Isópodo.

Masticadores

Macrófita.

Herbívoros

Escabadores

Material leñoso

Detritívoro

(gougers)

(xilema)

Mineros y escabadores

Coleópteros filtradores

Masticadores y mineros

Larva de las dipteras (moscas) acuáticas.

Algunas larvas de las diteras, coleópteros y thricopteras.

FPOM

Detritívoro

(collectors filterers)

(Partículas orgánicas finas y a menudo microbios asociados)

Filtradores

Colectores

FPOM

(collectors gatherers)

Desechos y microbios asociados

Detritívoro Insectos de pastoreo de superficie

Larvas de Ephemeroptera y díptera

Raspadores

Perifiton y fauna asociada

Herbívoros

(scrapers)

Algunas larvas de Ephemeroptera, Thricopteros y Gasteropodo.

Perforadores

Macrófito

Herbívoros

Algunas larvas de Thricopteros (Hydroptilidae)

Presa animal

Carnívoros

Algunas larvas de Plecóptero , Thricópteros, Coleópteros, Dípteros y Odonatos.

Presa animal

Parásitos internos

Nemátoda

(piercers)

Depredadores (predators)

Parásitos

Algunas larvas de thricopteras y de Simúlido, Bivalvos.

a través de la comprensión de las relaciones de transformación de la energía entrante en el sistema del río, representadas principalmente en la luz solar y de las tres fracciones de sustancias orgánicas: Materia orgánica particulada gruesa (CPOM- coarse particulate organic matter), materia orgánica particulada fina (FPOM- Fine particulate organic matter) y sustancia orgánica disuelta (DOM-dissolved organic matter) (Para profundizar sobre el tema ver Calow & Petts, 1994; Allan, 1995; Allan & Castillo, 2007).

La luz favorece, en presencia de los nutrientes, el crecimiento de los componentes autótrofos (fitoplancton, perifiton y macrofita) ,para el proceso de síntesis de la clorofila.

El perifiton, formado de un conjunto de las diatomeas (microalgas), clorofitas y cianofita, depende mucho de la intensidad y frecuencia de la radiación solar y de la utilización como alimento de los macrobentos raspadores. El perifiton puede también ser fuente de sustancia disuelta que se va adjuntando a la materia orgánica (DOM), proveniente del exterior del sistema del río. Al interior del curso de agua, la sustancia orgánica disuelta puede a su vez transformarse en sustancia orgánica fina(FPOM), a través de un proceso de fluctuaciones.

Las fracciones del FPOM provenientes en gran parte del externo, mediante las escorrentías superficiales y el aporte de los lagos.

Como ya se ha dicho, la FPOM proviene en parte también de las fluctuaciones del DOM, además de las fragmentaciones del material grueso (CPOM) y de los residuos orgánicos, como fecas o células de pereifiton. EL FPOM es la forma de alimentación más utilizada en los colectores filtradores dotados de las redes que se convierten en trampa. (Ejemplo: Hydropsychidae), o de los aparatos de captura (ejemplo. Simúlidos (dípteros)).

Además de estos, están los colectores-coleccionistas (ejemplo: quironómidos y los oligoquetos (Oligochaeta Anélidos), que se alimentan de partículas finas sedimentadas.

La fracción de las sustancias orgánicas más representadas es sin dudar, la sustancia orgánica gruesa articulada o CPOM. Esta está constituida sobre todo de las hojas de las vegetación ribereña (o llamada también vegetación de la ribereña por sobrevivir en la humedad del suelo que crece a orillas de un río), y que mantienen las estructuras morfológicas de las retenciones, pierden inicialmente las sustancias orgánicas solubles (leaching) que van a alimentar el DOM. Sucesivamente, vienen atacando a las bacterias celuloides e hidrométricas que revelan el tejido anudado y lagunoso. La hoja viene demolida y ocupada como

alimento de los organismos trituradores (shredders) que la reducen a un fragmento esquelético donde son visibles las ramificaciones de la red de los conductos xilemáticos (Fig.5) La figura 6 representa una síntesis de las relaciones tróficas funcionales existentes en un río, donde las condiciones alimentarias vienen aprovechadas al máximo de la comunidad macrobentónicas y microbentónicas, con las transformaciones de la energía en biomasa y el trabajo. En estos procesos se asume notablemente la importancia del rol carbónico de las moléculas orgánicas como fuente de energía y masa, en el proceso de la ciclización de la sustancia orgánica.

2.2.2. Las retenciones y degradaciones de la sustancia orgánica El proceso de retención está basado en atrapar el material orgánico de gruesas dimensiones (CPOM), constituido por la hoja, ramas o restos orgánicos caídos o transportados en el cauce y sobre su sucesivo almacenamiento en el lugar (in situ). Los mecanismos de retención en un curso de agua, se desarrollan en una función fundamental en el proceso cíclico de la sustancia orgánica, en cuanto permiten al CPOM ser atrapado y elaborado en la comunidad biológica.

En general, la retención de un curso de agua dependen de sus características hidrológicas y morfológicas: el grado de diversidad morfológica, la velocidad de la corriente y la aspereza del sustrato contribuyen a determinar una variedad de situaciones que aumenta la eficacia de la retención.

En un torrente o en un río de curso rápido, las hojas y los fragmentos vegetales que caen en el agua pueden ser transportados también muy lejos de la corriente, pero a menudo son arrastradas al fondo del cauce, intrapoladas entre las rocas, bajo los guijarros, en la ribera entre las raíces emergentes de la vegetación ribereña, constituyendo tal modo una reserva alimentaria.

La retención ocurre también en los sitios en los cuales se verifica una reducción local de la velocidad de la corriente, que las pozas profundas, las situaciones de estancamiento y reanimación del agua al lado de un salto (aunque sea pequeño), y los tramos con una inclinación reducida pueden mostrar esta retención. También los diques, desfavorables del punto de vista ictico, son estructuras de contención mucho más eficientes, arrastran casi el 90% de las hojas que vienen del monte.

En los cursos de agua del tipo

planicies, privados por su

naturaleza de las estructuras, por ejemplo en grandes rocas, cumplen la función retentiva los macrofitos. La vegetación es de hecho de mantener el CPOM, sea porque actúa de barrera física, sea porque al interior de la vegetación la velocidad de la corriente se enlentece favoreciendo la extracción del material.

La eficacia de la retención depende, de la cantidad, del tipo de macrofita que cubre el cauce. De hecho es evidente que la especie naciente, que crece en la superficie del agua, tiene la capacidad de retención menor respecto al cañaveral, que está formado de una especie enraizada, en vías de desarrollarse. En general, está la posibilidad de afirmar que la retención opera desde la macrófita dependiendo de su desarrollo tridimensional al interior del curso de agua, y en particular a lo largo del plano perpendicular a la dirección de la corriente.

La capacidad de retención en un curso de agua representa entonces un paso importante en la comprensión de la dinámica que regula el ciclo de los nutrientes; la eficiencia de retención puede ser evaluada contando la cantidad de hojas arrastradas en un tramo de distancia de un curso de agua, respetando la cantidad de hojas dejadas al inicio del tramo.

2.2.3. El poder purificante La sustancia orgánica que reúne un curso de agua, sea ella de origen natural (hojas, excrementos y desechos animales) o antrópica (aguas residuales de las alcantarillas), viene demolida de los microorganismos suspendidos en el agua (bacterias, hongos) y los productos de la mineralización vienen recicladas por los componentes vegetales (micro-algas, hidrofitos). La comunidad microscópica (bacterias, hongos, ciliatas, microalgas, amebas, rotíferas, nemátodos, gastrotrichas, tardígrados, etc.) forma aquella sutil película biológica resbalosa al tacto (el perifiton) que reviste a los cittoli fluviales y representa el primer sistema depurante de los cursos del agua. Estos depuradores naturales soportan física y biológicamente otro sistema purificante, constituído por los macro-invertebrados, que se funden en la aceleración y reguladores del proceso. Su riqueza de especialización máxima la utilizan todas las formas de fuente alimentaria disponible (desechos humanos incluidos) y da a la comunidad un grado de respuesta manera flexible las variaciones estacionales o antrópicas de la recarga orgánica.

Los macro-invertebrados que se nutren de las bacterias no “rejuvenecen” a la población manteniéndola en un estado alta actividad, mientras los trituradores, desmenuzan los organismos gruesos en minutos y no aumentan la superficie, potenciando

Territorio Río

CPOM

Limpio

DOM

floculación Microbios

absorción micróbica

Trituradores

Feces y fragmentos

FPOM

Fig. 5.

Realizaciones entre tres fracciones de las sustancias orgánicas al interior del curso de agua, representando las transformaciones repentinas de una hija (Cummins y Klug, 1979, modificado).

DOM

FPOM

LUZ

Partícula orgánica gruesa Microbios

DOM Diatoma

Productores Trituradorres

FPOM

Raspadores

Depredadores

Colectores

Depredadores

Fig. 6.

Representación esquemática de las redes tróficas en el interior de un curso de agua (Allan 1995, modificado).

así el ataque de parte de las bacterias; a su vez ,los fragmentos orgánicos parcialmente tratados por las bacterias resultan más apetecibles a los macro-invertebrados. En otras palabras, la eficacia de cada sistema purificador viene potenciada por la eficacia del otro e inversamente, la negación de un sistema purificador puede repercutir negativamente en la eficiencia del otro.

Una contribución tardía contribuye a la extracción de la biomasa, la cual es provista por los vertebrados, compuestos por aquellos terrestres que se nutren de los macro-invertebrados acuáticos: peces, anfibios, reptiles, aves, mamíferos. Estos organismos, en su conjunto, pueden ser considerados el tercer sistema purificador, actuando de filtro mecánico y de filtro biológico.

La vegetación ribereña, de hecho, bloquea el agua y disminuye su velocidad, causando la sedimentación de la carga sólida y de los contaminantes. En esta acción de purificación del agua, que contribuye a la limpieza de los ríos y a impedir los intersticios entre los ciciolli microambientes de importancia primaria para los sistemas purificantes, junto a un rol protector en la eutrofización fluvial para eliminar el fósforo (unido a las partículas arcillosas sedimentadas) y del nitrógeno (absorbido por las plantas y desnitrificado de las bacterias asociadas y no en el estrato radical). La desnitrificación es un proceso de interés particular ya que reduce los componentes nitrogenados y el nitrógeno gaseoso (N2), que son restituidos a la atmósfera (Fig.7) El proceso es realizado por las bacterias anaeróbiocas con la facultad de utilizar los nitratos (N03-) en sus procesos respiratorios, cuando se encuentran con carencia o sin oxígeno.

Estos periódos de anoxia (falta de oxigeno) se verifican cuando el suelo esta saturado por aumento del nivel de la (falda).

La desnitrificación es por lo tanto dependiente de la frecuencia y duración de los periódos de inundación de la banda ribereña.

Las alteraciones del ciclo natural de estos eventos, pueden inducir consistentemente a las reducciones de la cantidad de nitrato restituído a la atmósfera.

El proceso demanda la disponibilidad del carbono orgánico como fuente de energía que, en una faja ribereña, viene entregado por las secreciones radicales, de las hojas descompuestas y de los ácidos provinientes del humus; y también influenciado por la temperatura, de la humedad del suelo, de la estructura de los sedimentos ( un porcentaje alto de limo que aumenta

org. N A

Ambiente oxidante

org. N

B

Ambiente decreciente

A

Nivel de aumento

B

Nivel de descenso

Fig. 7.

Representaciones espciales del ciclo del nitrato a travĂŠs de un transito perpendicular al rĂ­o en el bosque ripario (de Pinay et al. 1990).

la eficacia del proceso) , y finalmente del PH. Un último sistema purificador es representado en la zona hiporreica que, aún en acuíferos porosos, puede asumir una relevancia para los procesos que ocurren en las aguas superficiales. Esta función, envuelta esencialmente de los microorganismos adheridos a las partículas sólidas que, en conjunto, funcionan como un filtro percolador son potenciadas desde la velocidad reducida de deslizamiento que facilita el acabado de los procesos y de las extensiones de superficie de contacto entre el agua y las partículas sólidas.