El índice de estado trófico ( TSI ) es un sistema de clasificación diseñado para clasificar los cuerpos de agua en función de la cantidad de productividad biológica que mantienen. [1] Aunque el término "índice trófico" se aplica comúnmente a los lagos, cualquier cuerpo de agua superficial puede indexarse.
El TSI de un cuerpo de agua se clasifica en una escala de cero a cien. [1] En la escala ETI, las masas de agua pueden definirse como: [1]
- oligotrófico (TSI 0–40, que tiene la menor cantidad de productividad biológica, "buena" calidad del agua);
- mesoeutrófico (TSI 40-60, con un nivel moderado de productividad biológica, calidad del agua " regular "); o
- de eutrófica a hipereutrófica (TSI 60–100, que tiene la mayor cantidad de productividad biológica, "mala" calidad del agua).
Las cantidades de nitrógeno , fósforo y otros nutrientes biológicamente útiles son los principales determinantes de la TSI de un cuerpo de agua. Los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo tienden a ser recursos limitantes en los cuerpos de agua estancados, por lo que el aumento de las concentraciones tiende a resultar en un mayor crecimiento de las plantas, seguido de un corolario de aumentos en los niveles tróficos posteriores . [a] En consecuencia, el índice trófico a veces se puede utilizar para hacer una estimación aproximada de la condición biológica de las masas de agua. [2]
Índice de estado trófico de Carlson [ editar ]
El índice de Carlson fue propuesto por Robert Carlson en su artículo fundamental de 1977, "Un índice de estado trófico para los lagos". [3] Es uno de los índices tróficos más utilizados y es el índice trófico utilizado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . [2] El estado trófico se define como el peso total de la biomasa en una masa de agua determinada en el momento de la medición. Debido a que son de interés público, el índice de Carlson utiliza la biomasa de algas como un clasificador objetivo del estado trófico de un lago u otra masa de agua. [3] Según la EPA de EE. UU., El índice Carlson solo debe usarse con lagos que tengan relativamente pocas plantas enraizadas y fuentes de turbidez que no sean algas. [2]
Variable de índice [ editar ]
Debido a que tienden a correlacionarse, se pueden usar tres variables independientes para calcular el Índice de Carlson: pigmentos de clorofila , fósforo total y profundidad de Secchi.. De estos tres, la clorofila probablemente proporcionará las medidas más precisas, ya que es el predictor más exacto de la biomasa. El fósforo puede ser una estimación más precisa del estado trófico de verano de un cuerpo de agua que la clorofila si las mediciones se realizan durante el invierno. Finalmente, la profundidad de Secchi es probablemente la medida menos precisa, pero también la más asequible y conveniente. En consecuencia, los programas de monitoreo ciudadano y otras encuestas voluntarias o de gran escala a menudo utilizarán la profundidad de Secchi. Al traducir los valores de transparencia de Secchi a una escala de base logarítmica 2, cada duplicación sucesiva de la biomasa se representa como un número de índice entero entero. [4]La profundidad de Secchi, que mide la transparencia del agua, indica la concentración de material disuelto y particulado en el agua, que a su vez se puede utilizar para derivar la biomasa. Esta relación se expresa en la siguiente ecuación:
- donde z = la profundidad a la que desaparece el disco,
- I 0 es la intensidad de la luz que incide en la superficie del agua,
- I z es aproximadamente el 10% de I 0 y se considera una constante,
- k w es un coeficiente de atenuación de la luz por el agua y las sustancias disueltas,
- α se trata como una constante con las unidades de metros cuadrados por miligramo y
- C es la concentración de material particulado en unidades de miligramos por metro cúbico. [3]
Clasificaciones tróficas [ editar ]
Un lago generalmente se clasifica en una de tres clases posibles: oligotrófico , mesotrófico o eutrófico . Los lagos con índices tróficos extremos también pueden considerarse hiperoligotróficos o hipereutróficos (también "hipertróficos"). La siguiente tabla demuestra cómo los valores del índice se traducen en clases tróficas.
| TSI | Chl | PAG | Dakota del Sur | Clase trófica |
|---|---|---|---|---|
| <30—40 | 0-2,6 | 0-12 | > 8—4 | Oligotrófico |
| 40—50 | 2.6—20 | 12-24 | 4-2 | Mesotrófico |
| 50—70 | 20—56 | 24—96 | 2—0,5 | Eutrófico |
| 70—100 + | 56-155 + | 96—384 + | 0,5— <0,25 | Hipereutrófico |
Los lagos oligotróficos generalmente albergan muy poca o ninguna vegetación acuática y son relativamente claros, mientras que los lagos eutróficos tienden a albergar grandes cantidades de organismos, incluidas las floraciones de algas. Cada clase trófica también admite diferentes tipos de peces y otros organismos. Si la biomasa de algas en un lago u otro cuerpo de agua alcanza una concentración demasiado alta (digamos> 80 TSI), puede ocurrir una muerte masiva de peces a medida que la biomasa en descomposición desoxigena el agua.
Oligotrófico [ editar ]
Los limnólogos usan el término " oligotrófico " para describir los lagos que tienen baja productividad primaria debido a la deficiencia de nutrientes . (Esto contrasta con los lagos eutróficos, que son altamente productivos debido a un amplio suministro de nutrientes, como pueden surgir de actividades humanas como la agricultura en la cuenca).
Los lagos oligotróficos son más comunes en frío, las regiones poco desarrolladas que están sustentados en una cristalina ígnea , granítica roca madre. Debido a su baja producción de algas , estos lagos tienen, en consecuencia, aguas muy claras, con una alta calidad de agua potable .
Los lagos que tienen una mezcla de sus capas se clasifican en la categoría de holomícticos , mientras que los lagos que no tienen una mezcla de capas intermedias se estratifican permanentemente y, por lo tanto, se denominan meromícticos .
Generalmente, en un lago holomíctico, durante el otoño, el enfriamiento del epilimnion reduce la estratificación del lago, lo que permite que se produzca la mezcla. Los vientos ayudan en este proceso. [5] Por lo tanto, es la mezcla profunda de los lagos (que ocurre con mayor frecuencia durante el otoño y principios del invierno, en los lagos holomícticos del subtipo monomíctico) lo que permite que el oxígeno sea transportado desde el epilimnion al hipolimnion. [6] [7] [8]
De esta manera, los lagos oligotróficos pueden tener oxígeno significativo hasta la profundidad a la que ocurre la mezcla estacional antes mencionada, pero serán deficientes en oxígeno por debajo de esta profundidad. Por lo tanto, los lagos oligotróficos a menudo albergan especies de peces como la trucha de lago , que requieren aguas frías y bien oxigenadas . El contenido de oxígeno de estos lagos es función de su volumen hipolimnético mezclado estacionalmente . Los volúmenes hipolimnéticos que son anóxicos harán que los peces se reúnan en áreas donde el oxígeno es suficiente para sus necesidades. [9]
La anoxia es más común en el hipolimnion durante el verano cuando no se produce la mezcla. [10] En ausencia de oxígeno del epilimnion, la descomposición puede causar hipoxia en el hipolimnion. [11]
Mesotrófico [ editar ]
Los lagos mesotróficos son lagos con un nivel intermedio de productividad. Estos lagos son comúnmente lagos y estanques de agua clara con lechos de plantas acuáticas sumergidas y niveles medios de nutrientes.
El término mesotrófico también se aplica a los hábitats terrestres. Los suelos mesotróficos tienen niveles moderados de nutrientes.
Eutrófico [ editar ]
Una masa de agua eutrófica, comúnmente un lago o estanque, tiene una alta productividad biológica. Debido al exceso de nutrientes, especialmente nitrógeno y fósforo, estos cuerpos de agua pueden sustentar una gran cantidad de plantas acuáticas. Por lo general, el cuerpo de agua estará dominado por plantas acuáticas o algas. Cuando dominan las plantas acuáticas, el agua tiende a ser clara. Cuando las algas dominan, el agua tiende a ser más oscura. Las algas participan en la fotosíntesis que suministra oxígeno a los peces y la biota que habitan estas aguas. Ocasionalmente, se producirá una floración excesiva de algas y, en última instancia, puede provocar la muerte de los peces, debido a la respiración de las algas y las bacterias que viven en el fondo. El proceso de eutrofización puede ocurrir de forma natural y por impacto humano en el medio ambiente .
Eutrófico proviene del griego eutrophos que significa "bien nutrido", de eu que significa bueno y trephein que significa "nutrir". [12]
Hipereutrófico [ editar ]
Los lagos hipereutróficos son lagos muy ricos en nutrientes caracterizados por frecuentes y graves proliferaciones de algas molestas y baja transparencia. Los lagos hipereutróficos tienen una profundidad de visibilidad de menos de 3 pies (90 cm), tienen más de 40 microgramos / litro de clorofila total y más de 100 microgramos / litro de fósforo .
La proliferación excesiva de algas también puede reducir significativamente los niveles de oxígeno y evitar que la vida funcione a profundidades más bajas creando zonas muertas debajo de la superficie.
Asimismo, las grandes floraciones de algas pueden provocar la biodilución , que es una disminución en la concentración de un contaminante con un aumento en el nivel trófico . Esto se opone a la biomagnificación y se debe a una disminución de la concentración debido al aumento de la absorción de algas.
Controladores de índice trófico [ editar ]
Tanto los factores naturales como los antropogénicos pueden influir en el índice trófico de un lago o de otra masa de agua. Una masa de agua situada en una región rica en nutrientes con una alta productividad primaria neta puede ser naturalmente eutrófica. Los nutrientes transportados a los cuerpos de agua de fuentes no puntuales , como la escorrentía agrícola, los fertilizantes residenciales y las aguas residuales, aumentarán la biomasa de algas y pueden fácilmente hacer que un lago oligotrófico se vuelva hipereutrófico.
Objetivos de gestión [ editar ]
A menudo, el índice trófico deseado difiere entre las partes interesadas. Los entusiastas de las aves acuáticas (por ejemplo, los cazadores de patos) pueden querer que un lago sea eutrófico para que pueda albergar una gran población de aves acuáticas. Sin embargo, los residentes pueden querer que el mismo lago sea oligotrófico, ya que es más agradable para nadar y pasear en bote. Las agencias de recursos naturales son generalmente responsables de conciliar estos usos conflictivos y determinar cuál debería ser el índice trófico de un cuerpo de agua.
Ver también [ editar ]
- Biomasa (ecología)
- Eutrofización
- Contaminación de fuentes difusas
- Disco de Secchi
- Escorrentía superficial
- Nivel trópico
- Índice de nivel trófico , una medida similar utilizada en Nueva Zelanda
- Calidad del agua
- Lista de trastornos del desarrollo biológico
Notas [ editar ]
- ^ Tenga en cuenta que este uso de niveles tróficos se refiere a la dinámica de alimentación y tiene un significado muy diferente al índice trófico de los cuerpos de agua.
Referencias [ editar ]
- ^ a b c Instituto del Agua de la Universidad del Sur de Florida. "Índice de estado trófico (TSI)" . Obtenga más información sobre el índice de estado trófico (TSI) - Lake.WaterAtlas.org . Universidad del Sur de Florida . Consultado el 6 de junio de 2018 .
- ^ a b c Índice de estado trófico de Carlson de la Agencia de protección ambiental de Estados Unidos (2007). Biodiversidad acuática . http://www.epa.gov/bioindicators/aquatic/carlson.html, consultado el 17 de febrero de 2008 .
- ^ a b c Carlson, RE (1977) Un índice de estado trófico para los lagos. Limnología y Oceanografía . 22: 2 361–369.
- ^ a b Carlson RE y J. Simpson (1996) Guía del coordinador de métodos de monitoreo de lago voluntarios. Sociedad Norteamericana de Manejo de Lagos . 96 págs.
- ^ Dodds, Walter K. (Walter Kennedy), 1958- (2010). Ecología de agua dulce: conceptos y aplicaciones ambientales de la limnología . Whiles, Matt R. (2ª ed.). Burlington, MA: Prensa académica. ISBN 978-0-12-374724-2. OCLC 784140625 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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- ^ Sahoo, GB; Schladow, SG; Reuter, JE; Coats, R. (9 de julio de 2010). "Efectos del cambio climático en las propiedades térmicas de lagos y embalses, y posibles implicaciones" . Investigación ambiental estocástica y evaluación de riesgos . 25 (4): 445–456. doi : 10.1007 / s00477-010-0414-z . ISSN 1436-3240 .
- ^ Oxígeno disuelto. https://www.fondriest.com/environmental-measurements/parameters/water-quality/dissolved-oxygen Fondriest Environmental Products, fecha de acceso 2020-11-28.
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- ^ Definición de eutrófico en dictionary.com .
