TRANSICIONES CRITICAS EN ECOSISTEMAS: CAUSAS Y EFECTOS DEL CRECIMIENTO NO CONTROLADO DE EGERIA DENSA...
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TRANSICIONES CRITICAS EN ECOSISTEMAS: CAUSAS Y EFECTOS DEL CRECIMIENTO NO
CONTROLADO DE EGERIA DENSA
Dr. Néstor Mazzeo. Grupo de Investigación en Ecología y Rehabilitacíón de Sistemas Acuáticos, Departamento de Ecología, Facultad
de Ciencias. email:[email protected]
UDELAR
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Eutrofización
Oligotrofización
Carga de nutrientes
Bio
mas
a a
lgal
OLIGOTROFICO MESO-EUTROFICO EU-HIPERTROFICO
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•RESI STENCI A QUI MI CA
CAUSA: Alta carga interna de nutrientes.
ESTRATEGI A: Remoción de sedimentos, tratamientos químicos de los sedimentos con sales de aluminio e hierro, inyección de nitrógeno u oxígeno en el fondo enlagos estratificados.
•RES I STENCI A BI OLOGICA
CAUSA: Alta abundancia o biomasa de peces planctívoros y bentívoros.
ESTRATEGI A: Remoción de pecesplanctívoros e introducción de peces piscívoros.
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Los lagos pueden permanecer sin modificaciones si el aporte externo de nutrientes aumenta. Sin embargo, cuando se alcanza cierto nivel crítico estos pueden cambiar rápidamente de un estado a otro.
El crecimiento excesivo de plantas interfiere con determinados usos del ecosistema, por ej. recreación, navegación, entre otros.
Las plantas acuáticas reducen la disponibilidad de nutrientes para el fitoplancton, producen sustancias alelopáticas, reducen la resuspensión del sedimento y brindan refugio a los principales herbívoros del ecosistema.
El estado turbio suele presentar una menor biodiversidad de aves, peces e invertebrados, y varios problemas de calidad del agua que reducen su utilidad. En particular, el crecimiento no controlado de cianobacterias en largo turbios provocan serios problemas de sabor y olor en el agua, y puede causar en algunas circunstancias toxicidad.
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En el control de la vegetación sumergida es necesario considerar todos los aspectos mencionados anteriormente y conocer cual es la trayectoria del ecosistema (proceso de oligo o de eutrofización).
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ESTRATEGIAS PARA LA CONSERVACION Y REHABILITACION DE LAGUNA BLANCA
(MALDONADO)
Grupo de Investigación en Ecología y Rehabilitación de Sistemas Acuáticos, Departamento de Ecología, Facultad
de Ciencias. Contacto: Dr. Néstor Mazzeo email:[email protected]
UDELAR
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RECURSOS
FOSFORO TOTAL
Oligotrófico Eutrófico Hipereutrófico
0 5 50 100
1000 g/l
Mayoría de los lagos Lagos contaminados
Secchi (m)
T ºC
O2 mg/L
K µS/cm
pH SST mg/L
MO %
NO3
µg/L NT mg/L
FRS µg/L
FT µg/L
SiO2
mg/L Cloa µg/L
Min 0.7 10.0 0.4 217 6.6 3.1 14.4 17.3 0.41 < 14 33.0 1.2 ind. Max 1.7 27.9 10.5 473 8.3 27.1 89.8 242.1 1.29 38.2 210.7 4.4 27.2 Media 1.2 19.8 7.1 279 7.4 8.4 62.8 78.0 0.75 < 14 70.0 3.1 10.6
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Oligotrófico Eutrófico Hipereutrófico
0 4 100
Mayoría de los lagos Lagos contaminados
1500 2000 5000 g/l
Laguna Blanca
Promedio 2000-2001: 750 g/l
NITROGENO TOTAL
RECURSOS
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FO
SFO
RO
TO
TA
L (g
/L)
RECURSOS
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NIT
RO
GEN
O T
OTA
L (g
/L)
RECURSOS
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BIO
MA
SA
ALG
AL (
Clo
a
g/L
)
RESPUESTAS DEL SISTEMA
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RESPUESTAS DEL SISTEMA
0-20%20-40%40-60%60-80%80-100%100%
PVI
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Variación interanual de la abundancia (PVI) de Egeria densa
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TR
AN
SP
AR
EN
CIA
DEL A
GU
A
(DS
metr
os)
RESPUESTAS DEL SISTEMA
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EUTROFIZACION
Mecanismos de retroalimentación positiva
Nutrientes
Biomasa algal
El incremento y la acumulación de biomasa genera condiciones de hipoxia o anoxia que promueven la movilización de parte de la carga interna de nutrientes desde el sedimento a la columna de agua
+
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CONTROLES DE LA BIOMASA ALGAL
•Recursos: Luz y nutrientes
•Sustancias húmicas
•Pérdida: tiempo de residencia, presión de forrajeo o herbivoría
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FACTORES ADVERSOS EN EL PROPIO CUERPO DE AGUA
0 1 2 3 4 5
Me
so
zoo
pla
nk
ton
A
bu
nd
ac
e (
ind
l-1)
0
200
400
600
800
1000
Je
ny
ns
ia m
ult
ide
nta
ta C
PU
E (
ind
2 t
rap
s-1 h
r-1)
0
50
100Mesozooplankton J. multidentata
WINTER SPRING SUMMER AUTUMN
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EUTROFIZACION
Mecanismos de retroalimentación positiva
ZooplanctonFitoplancton Planctívoros Piscívoros
+
La disminución o eliminación de los piscívoros asociados al aumento de la biomasa algal involucran un conjunto de factores que generan condiciones estresantes de oxigenación, dificultades en la localización visual de las presas, y problemas en el reclutamiento debido a la desaparición de refugios.
-
+La disminución o ausencia de piscívoros reduce indirectamente la presión de herbivoría sobre el fitoplancton.
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CONCENTRACI ON DE NUTRI ENTES
AG U A CLAR APR ED O MI N I O D E H I D RO FI TAS
AG UA TU R B I APR ED O MI N I O F I TO PLAN CTO N
EG ER I A D ENS A
CO MPETEN CI A POR R ECU RS O S CO N LA CO MU NI D AD F I TO PLAN CTO N I CA CO NTR I BUC I O N AL CO NTEN I D O D E S U S TAN C I AS H U MI CAS R EFU G I O PARA EL ZO O PLAN CTO N
G R AN R ES ER VA D E N UTR I EN TES EN EL S ED I M EN TO PR ES ENC I A D E C I AN O BACTER I AS EN EL VERAN O CO MU NI D AD D E PECES D O MI NAD O S PO R PLANCTI VO R O S
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DISEÑO DE ESTRATEGIAS PARA RECUPERAR LAGUNA DEL DIARIO DE ACUERDO A SUS USOS ACTUALES
Instituto de Mecánica de los Fluídos e Ingeniería Ambiental (IMFIA), Facultad de Ingeniería.
Grupo de Investigación en Ecología y Rehabilitacíón de Sistemas Acuáticos, Departamento de Ecología, Facultad de Ciencias.
UDELAR
PROYECTO PDT 36/12
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Laguna del Diario
Enero 2003: 75 g/l
Promedio Verano- Invierno 2006: 75 g/l
FOSFORO TOTAL
Oligotrófico Eutrófico Hipereutrófico
0 5 50 100
1000 g/l
Mayoría de los lagos Lagos contaminados
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Oligotrófico Eutrófico Hipereutrófico
0 4 100
Mayoría de los lagos Lagos contaminados
1500 2000 5000 g/l
Laguna del Diario
Enero 2003: 800 g/l
Promedio Verano-Invierno 2006: 760 g/l
NITROGENO TOTAL
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Laguna del Diario
2003-2006.Similares condiciones de nutrientes:
Biomasa algal 2003: 4.0 g/l 2006: 3.6 g/l
PVI 2003: 26-42 % 2006: 100%
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08/2006
03/2006
12/2004
01/2003
Potamogetonpusillus
Potamogetonferrugineus
Myriophyllumquitense
08/2006
03/2006
12/2004
01/2003
Potamogetonpusillus
Potamogetonferrugineus
Myriophyllumquitense
-5 5. 01 2 -5 5. 01 -55 .0 0 8 -5 5 .0 0 6 -5 5. 0 04 -5 5. 00 2-34 .9 1
-34 . 90 8
-34 . 90 6
-34 . 90 4
-34 . 90 2
-3 4 .9
-34 . 89 8
-34 . 89 6
-34 . 89 4
-34 . 89 2
-55.012 -55.01 -55.008 -55.006 -55.004 -55.002-34.91
-34.908
-34.906
-34.904
-34.902
-34.9
-34.898
-34.896
-34.894
-34.892
-55.012 -55.01 -55.008 -55.006 -55.004 -55.002-34.91
-34.908
-34.906
-34.904
-34.902
-34.9
-34.898
-34.896
-34.894
-34.892
-5 5 .0 1 2 -5 5 .0 1 -5 5. 0 08 -5 5 .0 0 6 -5 5 .0 0 4 -5 5 .0 0 2-34 . 91
-3 4. 9 08
-3 4. 9 06
-3 4. 9 04
-3 4. 9 02
-3 4 .9
-3 4. 8 98
-3 4. 8 96
-3 4. 8 94
-3 4. 8 92
-55 .0 1 2 -5 5. 01 -5 5 .0 08 -5 5 .0 06 -5 5. 00 4 -5 5. 00 2-3 4 .9 1
-34 .9 0 8
-34 .9 0 6
-34 .9 0 4
-34 .9 0 2
-3 4 .9
-34 .8 9 8
-34 .8 9 6
-34 .8 9 4
-34 .8 9 2
-55.012 -55.01 -55.008 -55.006 -55.004 -55.002-34.91
-34.908
-34.906
-34.904
-34.902
-34.9
-34.898
-34.896
-34.894
-34.892
-55.012 -55.01 -55.008 -55.006 -55.004 -55.002-34.91
-34.908
-34.906
-34.904
-34.902
-34.9
-34.898
-34.896
-34.894
-34.892
-55.012 -55.01 -55.008 -55.006 -55.004 -55.002-34.91
-34.908
-34.906
-34.904
-34.902
-34.9
-34.898
-34.896
-34.894
-34.892
-55.012 -55.01 -55.008 -55.006 -55.004 -55.002-34.91
-34.908
-34.906
-34.904
-34.902
-34.9
-34.898
-34.896
-34.894
-34.892
-55.012 -55.01 -55.008 -55.006 -55.004 -55.002-34.91
-34.908
-34.906
-34.904
-34.902
-34.9
-34.898
-34.896
-34.894
-34.892
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Niveles en la Laguna del Diario (1998 - 2005)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Ene-98 Oct-98 Ago-99 Jun-00 Abr-01 Feb-02 Dic-02 Oct-03 Jul-04 May-05
Niv
ele
s (m
)
Max medido
Modelado
Min medido
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CALIDAD DEL AGUA
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CALIDAD DEL AGUA
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CALIDAD DEL AGUA
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VERANO OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA
Zoop
lanc
ton
frac
cion
es (
ind
l-1 )
0
300
600
900
1200
1500
Zoop
lanc
ton
tota
l (i
nd l-1
)
0
300
600
900
1200
MICRO MYR MESO MYR CIC MYRNNICRO POTMESO POTCICLO POTZOOP TOTAL MYRZOOP TOTAL POT
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RedesOrden Especies AA M P M y PPerciformes (Ciclidos) Crenicichla scotti
Gymnogeophagus meridionalisCichlasoma facetum
Characiformes Bryconamericus iheringiiHyphessobrycon luetkeniAstyanax aff fasciatusCheirodon interruptusCharacidium rachoviiDiapoma terofalliOligosarcus jenynsii
Siluriformes Rhamdia quelenCyprinodontiformes Jenynsia multidentata
Cnesterodon decemmaculatusAtheriniformes OdonthesthesClupeiforme Platanichthys platana
Pesca eléctrica
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Crenicichla scotti
Oligosarcus jenynsii
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Gymnogeophagus meridionalis
Cheirodon interruptus
Cnesterodon decemmaculatus
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Facilitación por incremento de la transparencia del agua.
M. quitense
P. ferrugineus
Proceso de auto-perpetuación por tipo de crecimiento y liberación de sustancias alelopáticas. Las sustancias alelopáticas producidas por P. ferrugineus evitan la dominancia exclusiva de M. quitense.
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Si esta hipótesis fuera correcta, uno podría revertir el proceso de sucesión si eliminara M. quitense.
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La cosecha en una pequeña área del sur del sistema (28 ha) determinó un aumento de la turbidez del sistema.
TU
RB
IDEZ
(N
TU
)
0
10
20
30
40
50
NOV DIC ENE FEB MAR
COSECHA
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Plot 1
X Data
VERANO OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO/07 OTOÑO/07
0
50
100
150
200
250
Col 5 vs Col 6
Col 5 vs Col 7
PO
RC
EN
TA
JE D
E S
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(%
)
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SUGERENCIAS PARA EL LAGO LANALHUE
ASPECTOS CIENTÍFICOS
Niveles de nutrientes en agua y sedimento.
Análisis de los principales factores que condicionan la liberación de nutrientes en la interfase agua-sedimento: pH, potencial de óxido-reducción, niveles de aluminio y hierro.
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ASPECTOS CIENTÍFICOS
Conocer la estructura de las comunidades de fito, zooplancton y peces.
Establecer si el sistema cuenta o no con Diplodon.
Contar con un conocimiento detallado de la abundancia y distribución espacial de Egeria densa.
EL APOYO CIENTÍFICO NECESARIO SE ENCUENTRA EN LA PROPIA REGIÓN.
SUGERENCIAS PARA EL LAGO LANALHUE
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CONTROL DE EGERIA DENSA
Iniciar un programa de cosecha mecánica en los sitios que generan mayores interferencias con los principales usos.
NO OLVIDARSE QUE EL CISNE DE CUELLO NEGRO SE ALIMENTA CASI EXCLUSIVAMENTE DE EGERIA DENSA.
Implementar un programa de manejo adaptativo: cosechar en áreas limitadas y analizar la evolución del sistema.
SUGERENCIAS PARA EL LAGO LANALHUE
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CONTROL DE EGERIA DENSA
Analizar la factibilidad económica del uso de la biomasa extraída para asegurar la sustentabilidad económica del plan.
NO OLVIDARSE QUE SE ATACAN LAS CONSECUENCIAS Y NO LAS CAUSAS!!
SUGERENCIAS PARA EL LAGO LANALHUE
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ASPECTOS INSTITUCIONALES
El Municipio, los vecinos, la academia y las empresas involucradas en el manejo son actores claves, TODOS SON IMPORTANTES.
EL ÉXITO DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DE LOS ACTORES INVOLUCRADOS Y NO DEL SISTEMA O LAS CONDICIONES ECONÓMICAS.
SUGERENCIAS PARA EL LAGO LANALHUE
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