• Lagos someros; lagunas costeras • Eutrofización • Ecologia fluvial ...

MODULO IV: ECOSISTEMAS Y APLICACIONES
• Lagos someros; lagunas costeras
• Eutrofización
• Ecologia fluvial
• Ríos y embalses
• Contaminación
• Bioindicadores
Limnología Básica 2010

LAGOS SOMEROS

NUMERO DE LAGOS
Morfometría
10 8
1
AREA (km 2 )
0.001 10
10000
10 4
1 10 100 1000
PROFUNDIDAD MEDIA (m)

H L P
Litoral
Pelagico
Humedal
NUMERO NUMERO DE DE LAGOS LAGOS
Litoral
108 108 104 104 1

Influencia
de la
cuenca y
zona litoral
SISTEMAS LAGOS LAGOS
LOTICOS SOMEROS PROFUNDOS
Sistemas más abiertos
Importancia de
segregación
vertical de
procesos

MORFOMETRIA: implicancias para la biota
LAGO SOMERO LAGO PROFUNDO
1926 Thienemann:
La morfometría
permite comprender
la composición y
abundancia de los
organismos

profundidad media 3 m
área >< 100 km 2
QUÉ ES UN LAGO SOMERO ?
POLIMÍCTICOS. No se estratifican, o solo por períodos
cortos en verano (termoclinas poco estables)
MACRÓFITAS (diversas estrategias de vida)
BENTOS es importante en la estructura trófica del lago
(“the Benthic Connection”)

Particularidades de lagos someros:
1) Resuspensión
2) Materia orgánica y nutrientes
3) Interacciones bióticas

RESUSPENSIÓN de los SEDIMENTOS
1- Tipo de sedimento
2- Velocidad del viento
3- Área del lago
4- Profundidad
5- Actividad biológica

V. Viento (m s -1 )
Wind speed (km h -1 )
16
12
8
4
0
6
5
4
3
2
1
03/11/97 03/12/97 03/13/97
02/27/98 02/28/98 03/0
N
W E
S
N
W E
S
6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18
Local time (h)
S Calculados
V. VIENTO
0 0
202024026028030320340
Tiempo (horas / 4)
N
W E
S
Wind speed (km h -1 )
10
S Calculados (mg l -1 )
80
60
40
20
N
W E
S
6 12 18 0 6 12 18 0 6 12
N
W E
S
Local time (h)
W
N
S

DETRITUS
CDOM
NUTRIENTES
MICROFLORA
FANGO
TURBIDIDEZ
PRODUCTIVIDAD
DIVERSIDAD
ARENA
VIENTO

Sólidos Suspendidos (mg l -1 )
PT (µ l -1 )
20
150
10
75
50
25
350
300
250
200
150
100
0
S Observados
S Calculados
FEBRERO 2000
1 12 13 14 15 16 17 18
PT Observado
PT Calculado
Tiempo (días)
7 8 9 10 11 12 13 14
Tiempo (Días)

SST
Clo a
Kd
Viento
ESCALA DIARIA
SST (mg l -1 )
Clo a (mg l -1 )
Kd (m -1 )
Vel. (Km h -1 )
800
600
400
200
40
20
0
60
40
20
0
12
8
4
0
16
12
8
4
12-1-01
14-3-01
9-10-01
15-1-02
20-2-02
16-4-02
17-4-02
Norte
Sur
Norte
Sur

Sólidos en suspensión
(mg Peso Seco L-1 )
Alimentación de peces sobre invertebrados de fondo
Pequeños lagos someros daneses
PECES BENTÓNICOS (kg há -1 )
Remoción de hasta 5 veces su peso.

MATERIA ORGANICA, NUTRIENTES

Dinámica de nutrientes LAGO SOMERO LAGO PROFUNDO
Pérdida de nutrientes al
HIPOLIMNION (verano)
Retorno de los nutrientes
al EPILIMNION
Fósforo Total en agua
(% del valor de
invierno)
diferencia FOSFORO TOTAL
en %
300
250
200
150
100
50
BAJA ALTA y contínua: en
verano hasta el 50%
RÁPIDA Y EFICIENTE
En especial en VERANO
(temperatura)
LAGO SOMEROS
LAGOS PROFUNDOS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
VERANO
Primavera-Verano
Solo después que se
rompe la termoclina, en
OTOŇO
Ej. FÓSFORO
Modificado de Jeppesen 1996

LIBERACION
DE FÓSFORO
DESDE EL
SEDIMENTO
LIBERACIÓN
ANAERÓBICA
LIBERACIÓN
AERÓBICA
previene
RESUSPENSIÓN
promueve
Turbulencia en el sedimento superficial
Tomado de Scheffer 1998

Biomasa de zoobentos
Zooplancton/Zoobentos
INTERACCIONES TRÓFICAS
“LA CONEXIÓN BÉNTICA”; LAS PLANTAS
0 15
profundidad media (m)
Peso seco de Elodea (gm -2 )
Experimento: adición de pez a
mesocosmos con moluscos,
perifiton y Elodea
control
1 2 3
(meses)
Con PEZ
molusquívoro
(Tinca tinca)
Tomado de Scheffer 1998

INTERACCIONES: VEGETACION – PECES - ZOOBENTOS
NÚMERO DE CHIRONÓMIDOS
CAPTURADOS
A B C
TRES ESPECIES DE PECES
SIN VEGETACION
POTAMOGETON SP.
CHARA SP.
Potamogeton sp
Chara sp
Tomado de Scheffer 1998

Factores de control en la cadena trófica
BOTTOM-UP
Cuanto más profundo es el lago más importantes
son los factores de control bottom-up
TOP-DOWN

CAMBIOS EN EL ECOSISTEMA EN RESPUESTAS A CAMBIOS AMBIENTALES

MODELO DE LOS ESTADOS ESTABLES (SCHEFFER 1993)
Estado claro o transparente
Pastoreo
de
Cladócera
en el
agua
Consumo
lujurioso
nutrientes
Refugios
(Cladócera)
Alelopatía
Pastoreo de
Cladócera en el agua
y entre plantas
• AGUA TRANSPARENTE: DOMINAN MACRÓFITAS SUMERGIDAS
• PASTOREO DE Daphnia sp.: CONTROL DE FITOPLANCTON
• PLANTAS: gran desarrollo
• PECES: PISCÍVOROS Y PLANCTÍVOROS
• SEDIMENTO BIEN ESTRUCTURADO, FIJACIÓN DE PLANTAS,
DENITRIFICACION
Peces: Amplia
distribución de
edades

Estado TURBIO
Zooplancton: pequeño
tamaño
Alta predación sobre
grandes Cladóceros
• AGUA TURBIA: DOMINA FITOPLANCTON
Fitoplancton de rápido crecimiento,
competencia luz y CO2
Pequeños peces planctívoros
Sedimento amorfo e inestable, resuspensión por acción de peces
• PUEDEN DESARROLLARSE CYANOBACTERIA (coloniales o filamentosas)
• ZOOPLANCTON PEQUEŇA TALLA BAJO POTENCIAL DE PASTOREO
• ALTA PREDACION Y CONTROL: PECES CLADOCEROS
• INESTABILIDAD DEL SEDIMENTO, IMPIDE FIJACION DE PLÁNTULAS

LAGUNAS COSTERAS

QUÉ ES UNA LAGUNA COSTERA?
• Ocupan 60000 km 2 (14 % de la zona costera el planeta)
• Origen geológico reciente (Holoceno, Pleistoceno).
• Principalmente en las costas de Africa, América del Norte y
del Sur, Australia.
• Tamaños: pequeñas a 10,200 km 2 (Lagoa dos Patos, brasil).
• Profundidad:

Frecuencia de la mezcla vertical
Amíctico Polimíctico
LAGUNAS COSTERAS
0 pulsos contínuo
Frecuencia del flujo horizontal

CUENCA OCEÁNO
Enlace entre ecosistemas terrestres y marinos
RECIBEN , SINTETIZAN Y EXPORTAN MATERIA ORGÁNICA
TRAMPAS Y FILTROS DE MATERIA ORGÁNICA

AGUA DULCE
CUENCA
NUTRIENTES
CDOM
HIDROLOGÍA
VIENTO
3- RESUSPENSION
PAR/UV
2- INTRUSION MARINA
SALINIDAD
BARRA
1- DESCARGA
LAGUNA OCEANO

BOSQUES
OCEANOS
DESIERTOS
PRADERAS
LAGUNAS
COSTERAS
LAGOS
CARGA DE NITROGENO
(modificado de Costanza et al. 1993)

PECES
Sistema/n Tkm 2 /año
Lagunas costeras /107 11.3
Plataformas continentales /20 5.9
Arrecifes coralinos /15 4.9
Planicies de inundación /33 4.0
Embalses (USA) /148 2.8
Lagos naturales /43 2.4

LAGUNAS COSTERAS TRAMAS TRÓFICAS
- BENTOS JUEGA UN ROL FUNDAMENTAL
- Gran número de predadores GENERALISTAS
- Importante comunidad de zoobentos que sustenta la trama
- Restos vegetales: fuente de materia orgánica autóctona importante
MACRÓFITAS
MICROFITOBENTOS
ZOOPLANCTON
PECES
ZOOBENTOS
Control
descendente
Eutrofización?

LAGUNAS COSTERAS DE URUGUAY
LAGUNA
del SAUCE
LAGUNA
del DIARIO
LAGUNA
J. IGNACIO
LAGUNA de
GARZÓN
LAGUNA de
CASTILLOS
LAGUNA
de ROCHA
LAGUNA
NEGRA
OCÉANO
ATLÁNTICO

Características José Ignacio Garzón Rocha Castillos
Area de la laguna (km 2 ) 13 18 72 90
Area de la cuenca (km 2 ) 848 695 1.312 925
Principales tributarios 2 2 4 2
Influencia oceánica directa directa directa indirecta-A o Valizas
Distancia a la costa (km)
0.1 0.1 0.1 12 km
Conexión con el océano baja periodicidad rara alta periodicidad alta periodicidad
Asentamientos humanos
Principales actividades
productivas
zona turística de
Punta del Este y José
Ignacio
turismo
zona turística
de José
Ignacio
pesquerías,
turismo
Rocha 26000 hab.,
La Paloma 3500
hab., pescadores
pesquerías, turismo
industrial escasa
Castillos 8000 hab.,
Valizas 300 hab.,
pescadores
pesquerías,
turismo

RELEVANCIA ECOLÓGICA
PESQUERÍAS
Kg/año
1.5E+05
1.0E+05
5.0E+04
0.0E+00
AREAS PROTEGIDAS
JIgnacio Garzon Rocha Castillos
RELEVANCIA SOCIAL
lisa
sábalo
anchoíta
dientudo
corvina
pejerrey
lacha

ESCALAS de VARIABILIDAD
decádica
estacional
semanal
estacional
diaria
Tiempo

ST (mg l -1 )
10
80
60
40
20
0
ESCALA DIARIA
Resuspensión de Sólidos totales
Media anual = 208 g m -2 día -1
Máxima (25-27/09) = 720 g m -2 día -1
ENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSETOCTNOVDIC
Tiempo (año 20)

ESCALA SEMANAL a ESTACIONAL
OCEANO
LAGUNA
< HIDRODINÁMICA
> LUZ
> NUTRIENTES
ADAPTACION O RECAMBIO ESPECIES

MAT. PARTICULADO (mg l -1 )
50
40
30
20
10
0
OCEANO
1
2
3
4
5
LAGUNA
6
7
8
ARROYO
14
12
10
8
6
4
2
0
CLOROFILA a (µg l-1 COD (mg l
)
-1 TURBIDEZ (m
)
-1 )

BIOMASS (g DW m -2 )
NORTE (limnica) SUR (marina)
180
160
140
80
60
40
20
0
Z. palustris
R. maritima
P. pectinatus
P. pusillus
Nitella sp.
Cladophora sp.
M. quitense
Eleocharis aff. nana
TOTAL
HIDROFITAS
NORTH
Z. palustris
R. maritima
Nitella sp.
TOTAL
SOUTH
OT Autum Winter INV Spring PRIM Summer VER Autum OT Winter INV Spring PRIM Summer VER

Holoplankton and
meroplankton
Fish eggs
and larvae
Heterotrophic bacteria
abundance
Phytoplankton
abundance and P max
ESCALA ESTACIONAL
30000 26
25000
24
Mero
22
20000
20
15000
18
10000
Temp.
16
TEMPERATURE
5000 Holo
14
0
12
(°C)
140
120
100
80
60
40
20
0
25
20
15
10
5
0
6
5
4
3
2
1
0
Abund.
Abund.
M A M J J A S O N D J F M
MONTH
Larvae
P max
Eggs
Prod.
3
2
1
0
Heterotrophic bacterial
production

PRS (µg L -1 )
PT (mg L -1 )
SiO 2 (mg L -1 )
80
60
40
20
3000
250
200
150
100
50
0
9
6
3
0
ESCALA INTERDECADICA
26 21 19 11 50 2 21 9 60 43 14 27 17
tiempo (año)
A
B
C
NO 3 (µg L -1 )
NO 2 (µg L -1 )
NH 4 (µg L -1 )
NT (µg L -1 )
600
400
200
0
50
40
30
20
10
0
300
200
100
2000 0
1500
1000
500
0
87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 '00 '01 '02 '03
tiempo (año)
A
B
C
D

CONTEXTO SOCIAL
CONSERVACION
TURISMO
DESARROLLO URBANO Y CARRETERO
PESQUERÍAS
INUNDACIÓN DE CAMPOS

FLORACIONES
ALGALES
DESARROLLO de
MACROFITAS
Clo a (µg l -1 )
120
100
60
40
20
0
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Year