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Humedal

Un humedal es un ecosistema distinto que está inundado por agua , ya sea de forma permanente o estacional, donde prevalecen los procesos libres de oxígeno. [1] El factor principal que distingue a los humedales de otras formas terrestres o cuerpos de agua es la vegetación característica de las plantas acuáticas , [2] [3] adaptadas al suelo hídrico único . Los humedales desempeñan una serie de funciones, incluida la purificación del agua, el almacenamiento de agua, el procesamiento de carbono y otros nutrientes, la estabilización de las costas y el apoyo de plantas y animales. [4] Los humedales también se consideran los de mayor diversidad biológicade todos los ecosistemas, sirviendo como hogar para una amplia gama de vida vegetal y animal. El hecho de que un humedal individual desempeñe estas funciones y el grado en que las realice depende de las características de ese humedal y de las tierras y aguas cercanas a él. [5] En muchas regiones se han desarrollado métodos para evaluar rápidamente estas funciones, la salud ecológica de los humedales y el estado general de los humedales y han contribuido a la conservación de los humedales, en parte aumentando la conciencia pública sobre las funciones y los servicios ecosistémicos que brindan algunos humedales. [5] [6]

Tierras altas frente a humedales frente a zonas lacustres
Bosque pantanoso de agua dulce en Bangladesh
Las turberas son humedales de agua dulce que se desarrollan en áreas con agua estancada y baja fertilidad del suelo .
Los pantanos se desarrollan a lo largo de los bordes de ríos y lagos.

Los humedales se encuentran naturalmente en todos los continentes. [7] El agua de los humedales es dulce , salobre o salada . [3] Los principales tipos de humedales son pantano , pantano , pantano , y fen ; los subtipos incluyen bosque de manglar , carr , pocosin , llanuras aluviales , [1] fango , charca primaveral , sumidero y muchos otros. [8] Muchas turberas son humedales. Los humedales pueden ser de marea (inundados por mareas) o sin marea. [9] Los humedales más grandes incluyen la cuenca del río Amazonas , la llanura de Siberia occidental , [10] el Pantanal en América del Sur, [11] y los Sundarbans en el delta del Ganges - Brahmaputra . [12] Un baygall es otro tipo de humedal que se encuentra en el bosque de los estados de la costa del Golfo en los Estados Unidos. [13] [14]

La Evaluación de Ecosistemas del Milenio de la ONU determinó que la degradación ambiental es más prominente dentro de los sistemas de humedales que cualquier otro ecosistema de la Tierra. [15]

Los humedales artificiales se utilizan para tratar las aguas residuales municipales e industriales , así como la escorrentía de aguas pluviales. También pueden desempeñar un papel en el diseño urbano sensible al agua .

Definiciones

Un pedazo de tierra que desarrolla charcos de agua después de una tormenta de lluvia no necesariamente se consideraría un "humedal", aunque la tierra esté húmeda. Los humedales tienen características únicas: generalmente se distinguen de otros cuerpos de agua o accidentes geográficos en función de su nivel de agua y de los tipos de plantas que viven en ellos. Específicamente, los humedales se caracterizan por tener un nivel freático que se encuentra en o cerca de la superficie de la tierra durante un período lo suficientemente largo cada año para sustentar las plantas acuáticas . [16] [17]

Una definición más concisa es una comunidad compuesta de suelo hídrico e hidrófitos . [1]

Los humedales también se han descrito como ecotonos , que proporcionan una transición entre la tierra seca y los cuerpos de agua. [18] Mitsch y Gosselink escriben que los humedales existen "... en la interfaz entre los ecosistemas verdaderamente terrestres y los sistemas acuáticos , lo que los hace inherentemente diferentes entre sí, pero muy dependientes de ambos". [19]

En la toma de decisiones ambientales, hay subconjuntos de definiciones que se acuerdan para tomar decisiones normativas y políticas.

Definiciones técnicas

Amanecer en Viru Bog, Estonia

Un humedal es "un ecosistema que surge cuando la inundación por el agua produce suelos dominados por procesos anaeróbicos y aeróbicos, lo que, a su vez, obliga a la biota, en particular a las plantas enraizadas, a adaptarse a las inundaciones". [20] Hay cuatro tipos principales de humedales - marismas , pantanos , turberas y pantanos (ciénagas y pantanos siendo tipos de turberas ). Algunos expertos también reconocen las praderas húmedas y los ecosistemas acuáticos como tipos de humedales adicionales. [1] Los humedales más grandes del mundo incluyen los bosques pantanosos del Amazonas y las turberas de Siberia. [10]

Definición de la Convención de Ramsar

En el marco del tratado internacional de conservación de humedales de Ramsar , los humedales se definen de la siguiente manera: [21]

  • Artículo 1.1:" ... son humedales las extensiones de marismas, pantanos , turberas o aguas, ya sea natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, fresca , salobre o salada , incluidas las extensiones de agua marina cuya profundidad que en marea baja no supera los seis metros ".
  • Artículo 2.1: "[Los humedales] podrán incorporar zonas ribereñas y costeras adyacentes a los humedales, e islas o cuerpos de agua marina a más de seis metros de profundidad durante la marea baja que se encuentren dentro de los humedales".

Definiciones regionales

Aunque la definición general dada anteriormente se aplica en todo el mundo, cada condado y región tiende a tener su propia definición para fines legales. En los Estados Unidos, los humedales se definen como "aquellas áreas que están inundadas o saturadas por aguas superficiales o subterráneas con una frecuencia y duración suficientes para sustentar, y que en circunstancias normales sí lo hacen, una prevalencia de vegetación típicamente adaptada para la vida en condiciones de suelo saturado . Humedales generalmente incluyen pantanos, marismas, pantanos y áreas similares". [22] Esta definición se ha utilizado en la aplicación de la Ley de agua limpia . Algunos estados de EE. UU., Como Massachusetts y Nueva York , tienen definiciones independientes que pueden diferir de las del gobierno federal.

En el Código de los Estados Unidos , el término humedal se define "como la tierra que (A) tiene un predominio de suelos hídricos, (B) está inundada o saturada por aguas superficiales o subterráneas con una frecuencia y duración suficientes para mantener una prevalencia de vegetación hidrófita típicamente adaptado para la vida en condiciones de suelo saturado y (C) en circunstancias normales apoya una prevalencia de tal vegetación ". En relación con estas definiciones legales, el término "circunstancias normales" son las condiciones que se espera que ocurran durante la parte húmeda de la temporada de crecimiento en condiciones climáticas normales (no inusualmente secas o inusualmente húmedas) y en ausencia de perturbaciones significativas. No es raro que un humedal esté seco durante largas porciones de la temporada de crecimiento. Los humedales pueden estar secos durante la estación seca y períodos anormalmente secos durante la estación húmeda, pero en condiciones ambientales normales, los suelos de un humedal se saturarán hasta la superficie o se inundarán de tal manera que los suelos se volverán anaeróbicos, y esas condiciones persistirán durante el tiempo húmedo. parte de la temporada de crecimiento. [23]

Ecología

El factor más importante que produce los humedales son las inundaciones . La duración de la inundación o de la saturación prolongada del suelo por las aguas subterráneas determina si el humedal resultante tiene vegetación acuática, pantanosa o pantanosa . Otros factores importantes incluyen la fertilidad, las perturbaciones naturales, la competencia, la herbivoría , el entierro y la salinidad. [1] Cuando turba acumula ciénagas y pantanos surgen.

Caracteristicas

Los humedales varían ampliamente debido a diferencias locales y regionales en topografía , hidrología , vegetación y otros factores, incluida la participación humana.

Hidrología

La hidrología de humedales está asociada con la dispersión espacial y temporal, el flujo y los atributos fisicoquímicos de las aguas superficiales y subterráneas en sus reservorios. Según la hidrología, los humedales se pueden clasificar en ribereños (asociados con arroyos), lacustres (asociados con lagos y embalses) y palustrinos (aislados). Las fuentes de los flujos hidrológicos hacia los humedales son predominantemente las precipitaciones , las aguas superficiales y las subterráneas . El agua sale de los humedales por evapotranspiración , escorrentía superficial y salida de agua subterránea. La hidrodinámica (el movimiento del agua a través y desde un humedal) afecta a los períodos hidro (fluctuaciones temporales en los niveles del agua) al controlar el balance hídrico y el almacenamiento de agua dentro de un humedal. [24]

Las características del paisaje controlan la hidrología e hidroquímica de los humedales . Las concentraciones de O 2 y CO 2 del agua dependen de la temperatura y la presión atmosférica . La hidroquímica dentro de los humedales está determinada por el pH , la salinidad , los nutrientes, la conductividad , la composición del suelo, la dureza y las fuentes de agua. La química del agua de los humedales varía según los paisajes y las regiones climáticas. Los humedales son generalmente minerótrofos con la excepción de las turberas.

Los pantanos reciben la mayor parte del agua de la atmósfera ; por lo tanto, su agua generalmente tiene una composición iónica mineral baja. Por el contrario, el agua subterránea tiene una mayor concentración de nutrientes y minerales disueltos.

La química del agua de los pantanos varía de pH bajo y minerales bajos a alcalina con alta acumulación de calcio y magnesio porque adquieren el agua de las precipitaciones y del agua subterránea. [25]

Papel de la salinidad

La salinidad tiene una fuerte influencia en la química del agua de los humedales, particularmente en los humedales a lo largo de la costa. [1] [26] y en regiones con grandes déficits de precipitación. En los humedales no ribereños, la salinidad natural está regulada por las interacciones entre las aguas subterráneas y superficiales, que pueden verse influenciadas por la actividad humana. [27]

Tierra

El carbono es el principal nutriente que se recicla en los humedales. La mayoría de los nutrientes, como azufre , fósforo , carbono y nitrógeno, se encuentran en el suelo de los humedales. La respiración anaeróbica y aeróbica en el suelo influye en el ciclo de nutrientes del carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, [28] y la solubilidad del fósforo [29] contribuyendo así a las variaciones químicas en su agua. Los humedales con pH bajo y conductividad salina pueden reflejar la presencia de sulfatos ácidos [30] y los humedales con niveles medios de salinidad pueden verse fuertemente influenciados por el calcio o el magnesio. Los procesos biogeoquímicos en los humedales están determinados por suelos con bajo potencial redox . [31] Los suelos de humedales se identifican por moteados redoximórficos o croma bajo , según lo determinado por el Sistema de color Munsell .

Biota

La biota de un sistema de humedales incluye su flora y fauna como se describe a continuación. El factor más importante que afecta a la biota es la duración de las inundaciones. [1] Otros factores importantes incluyen la fertilidad y la salinidad. En los pantanos , las especies dependen en gran medida de la química del agua. La química del agua que fluye hacia los humedales depende de la fuente de agua y del material geológico por el que fluye [32] , así como de los nutrientes descargados de la materia orgánica en los suelos y plantas en elevaciones más altas en los humedales de pendiente. [33] La biota puede variar dentro de un humedal debido a la temporada o los regímenes de inundaciones recientes.

Flora

Brote de Nelumbo nucifera , una planta acuática.

Hay cuatro grupos principales de hidrófitos que se encuentran en los sistemas de humedales de todo el mundo. [34]

La vegetación de humedales sumergidos puede crecer en condiciones salinas y de agua dulce. Algunas especies tienen flores bajo el agua, mientras que otras tienen tallos largos para permitir que las flores lleguen a la superficie. [35] Las especies sumergidas proporcionan una fuente de alimento para la fauna nativa, hábitat para los invertebrados y también poseen capacidades de filtración. Los ejemplos incluyen pastos marinos y pastos marinos .

Las plantas acuáticas flotantes o la vegetación flotante suelen ser pequeñas, como la flecha arum ( Peltandra virginica ).

Los árboles y arbustos, donde comprenden gran parte de la cobertura en suelos saturados, califican esas áreas en la mayoría de los casos como pantanos . [1] El límite de las tierras altas de los pantanos está determinado en parte por los niveles del agua. Esto puede verse afectado por represas [36] Algunos pantanos pueden estar dominados por una sola especie, como los pantanos de arces plateados alrededor de los Grandes Lagos . [37] Otros, como los de la cuenca del Amazonas , tienen un gran número de diferentes especies de árboles. [38] Los ejemplos incluyen cipreses ( Taxodium ) y manglares .

Fauna

Muchas especies de ranas viven en humedales, mientras que otras las visitan cada año para poner huevos.
Las tortugas mordedoras son uno de los muchos tipos de tortugas que se encuentran en los humedales.

Los peces dependen más de los ecosistemas de humedales que cualquier otro tipo de hábitat. El setenta y cinco por ciento de las poblaciones comerciales de peces y mariscos de los Estados Unidos dependen únicamente de los estuarios para sobrevivir. [39] Las especies de peces tropicales necesitan manglares para criaderos y criaderos críticos y el sistema de arrecifes de coral para alimentarse.

Los anfibios como las ranas necesitan hábitats tanto terrestres como acuáticos en los que reproducirse y alimentarse. Mientras que los renacuajos controlan las poblaciones de algas, las ranas adultas se alimentan de insectos. Las ranas se utilizan como un indicador de la salud del ecosistema debido a su piel delgada que absorbe tanto nutrientes como toxinas del entorno circundante, lo que resulta en una tasa de extinción superior a la media en condiciones ambientales desfavorables y contaminadas. [40]

Los reptiles como los caimanes y los cocodrilos son comunes en los humedales de algunas regiones. Los caimanes se encuentran en agua dulce junto con las especies de agua dulce del cocodrilo. Los Everglades de Florida es el único lugar del mundo donde coexisten cocodrilos y caimanes. [41] El cocodrilo de agua salada habita en estuarios y manglares y se puede ver en la costa que bordea la Gran Barrera de Coral en Australia. [42] También se pueden ver serpientes , lagartos y tortugas en los humedales. Las tortugas mordedoras son uno de los muchos tipos de tortugas que se encuentran en los humedales.

Las aves , en particular las aves acuáticas y las aves zancudas , utilizan los humedales de forma extensiva [43]

Los mamíferos incluyen numerosas especies pequeñas y medianas como ratones de campo , murciélagos y ornitorrincos, además de grandes especies herbívoras y ápices como el castor , el coipo , el conejo de pantano , la pantera de Florida y el alce . Los humedales atraen a muchos mamíferos debido a la abundancia de semillas, bayas y otros componentes de la vegetación, así como a abundantes poblaciones de presas como invertebrados, pequeños reptiles y anfibios. [ cita requerida ]

Los insectos e invertebrados suman más de la mitad de las 100.000 especies animales conocidas en los humedales. Los insectos e invertebrados pueden sumergirse en el agua o el suelo, en la superficie y en la atmósfera [44]. Muchos insectos habitan en el agua, el suelo y la atmósfera en diferentes etapas de su vida. Por ejemplo, una mosca común Syritta pipiens habita en humedales y vive en materia orgánica húmeda y en descomposición en la etapa larvaria, alimentándose de pulgones. Luego, la mosca visita las flores cuando entran en la etapa adulta.

Algas

Las algas son diversos organismos parecidos a plantas que pueden variar en tamaño, color y forma. Las algas se encuentran naturalmente en hábitats como lagos interiores, zonas entre mareas y suelo húmedo y proporcionan una fuente de alimento dedicada para muchos animales, incluidos algunos invertebrados, peces, tortugas y ranas. Hay tres grupos principales de algas:

  • El plancton son algas microscópicas que flotan libremente. Esta alga es tan pequeña que, en promedio, si 50 de estas algas microscópicas estuvieran alineadas de un extremo a otro, solo mediría un milímetro. El plancton es la base de la red alimentaria y es responsable de la producción primaria en el océano mediante la fotosíntesis para producir alimentos.
  • Las algas filamentosas son hebras largas de células de algas que forman esteras flotantes.
  • Las algas Chara y Nitella son algas verticales que parecen una planta sumergida con raíces. [45]

Climas

Temperatura

Los humedales contrastan con el paisaje árido y cálido alrededor de Middle Spring, Refugio Nacional de Vida Silvestre Fish Springs , Utah

Debido a que los humedales son indicativos de la cantidad de agua en el suelo, se encuentran en todo el mundo en diferentes climas. [46] Las temperaturas varían mucho según la ubicación del humedal. Muchos de los humedales del mundo se encuentran en zonas templadas , a medio camino entre el polo norte o sur y el ecuador. En estas zonas, los veranos son cálidos y los inviernos fríos, pero las temperaturas no son extremas. En un humedal de una zona subtropical, como uno a lo largo del Golfo de México , una temperatura típica podría ser de 11 ° C (52 ° F). Los humedales de los trópicos son mucho más cálidos durante la mayor parte del año. Los humedales de la Península Arábiga pueden alcanzar temperaturas superiores a 50 ° C (122 ° F) y, por lo tanto, estarían sujetos a una rápida evaporación. En el noreste de Siberia , que tiene un clima polar, las temperaturas de los humedales pueden ser tan bajas como -50 ° C (-58 ° F). Las turberas aíslan el permafrost en las regiones subárticas, lo que retrasa o evita el descongelamiento del permafrost durante el verano, además de inducir la formación de permafrost . [47]

Precipitación

La cantidad de precipitación que recibe un humedal varía mucho según su área. Los humedales de Gales , Escocia y el oeste de Irlanda reciben típicamente alrededor de 1.500 mm (59 pulgadas) por año. En algunos lugares del sudeste asiático , donde se producen fuertes lluvias, pueden recibir hasta 10.000 mm (390 pulgadas). En algunas regiones más secas, existen humedales donde se producen tan solo 180 mm (7,1 pulgadas) de precipitación cada año. [ cita requerida ]

Variación temporal: [48]

  • Sistemas perennes
  • Sistemas estacionales
  • Sistemas episódicos (periódicos o intermitentes)
  • El flujo superficial puede ocurrir en algunos segmentos, con flujo subterráneo en otros segmentos.
  • Sistemas efímeros (de corta duración)
  • Especies migratorias

Usos de los humedales

Dependiendo en parte de la ubicación geográfica y topográfica de un humedal, [49] las funciones que realiza pueden respaldar múltiples servicios , valores o beneficios de los ecosistemas . La Evaluación de los Ecosistemas del Milenio de las Naciones Unidas y la Convención de Ramsar describieron los humedales en su conjunto como importantes para la biosfera y la importancia social en las siguientes áreas, por ejemplo: [ cita requerida ]

  • Almacenamiento de agua (control de inundaciones)
  • Reposición de agua subterránea
  • Estabilización de la costa y protección contra tormentas
  • Purificación del agua
  • Tratamiento de aguas residuales (en humedales artificiales )
  • Reservorios de biodiversidad
  • Polinización
  • Productos de humedales
  • Valores culturales
  • Recreación y turismo
  • Mitigación y adaptación al cambio climático

Según la Convención de Ramsar:

El valor económico de los servicios ecosistémicos proporcionados a la sociedad por humedales intactos que funcionan naturalmente es con frecuencia mucho mayor que los beneficios percibidos de convertirlos en un uso intensivo de la tierra `` más valioso '', en particular porque las ganancias del uso insostenible a menudo van a relativamente pocos individuos o corporaciones, en lugar de ser compartido por la sociedad en su conjunto.

A menos que se indique lo contrario, la información sobre los servicios de los ecosistemas se basa en la siguiente serie de referencias. [39]

Para reemplazar estos servicios de los ecosistemas de humedales , se necesitaría gastar enormes cantidades de dinero en plantas de purificación de agua , represas, diques y otra infraestructura sólida, y muchos de los servicios son imposibles de reemplazar.

Almacenamiento de agua (control de inundaciones)

Principales tipos de humedales: humedales de llanura aluvial y de depresión cerrada

Depósitos de almacenamiento y protección contra inundaciones: el sistema de humedales de las llanuras aluviales se forma a partir de los principales ríos río abajo de sus cabeceras . "Las llanuras aluviales de los principales ríos actúan como depósitos de almacenamiento natural, lo que permite que el exceso de agua se extienda sobre una amplia zona, lo que reduce su profundidad y velocidad. Los humedales cercanos a las cabeceras de arroyos y ríos pueden ralentizar la escorrentía de agua de lluvia y el deshielo primaveral para que no corre directamente desde la tierra hacia cursos de agua. Esto puede ayudar a prevenir inundaciones repentinas y dañinas río abajo ". [39] Los sistemas fluviales notables que producen grandes extensiones de llanura aluvial incluyen el río Nilo , el delta interior del río Níger, la llanura aluvial del río Zambezi, el delta interior del río Okavango, la llanura aluvial del río Kafue, la llanura aluvial del lago Bangweulu (África), Río Mississippi (EE.UU.), Río Amazonas (América del Sur), Río Yangtze (China), Río Danubio (Europa Central) y Río Murray-Darling (Australia).

Impacto humano: la conversión de humedales en tierras altas a través del drenaje y el desarrollo obliga a los canales de agua adyacentes o aguas abajo en corredores más estrechos. Esto acelera la respuesta hidrológica de la cuenca a los eventos de tormenta y esto aumenta la necesidad en algunos casos de medios alternativos de control de inundaciones. Esto se debe a que los canales recién formados deben manejar la misma cantidad de precipitación, lo que hace que los picos de inundación sean [más altos o más profundos] y que las aguas de la inundación viajen más rápido.

Los avances en la ingeniería de la gestión del agua en el siglo pasado han degradado estos humedales mediante la construcción de terraplenes artificiales. Estas construcciones pueden clasificarse como diques , diques , diques , presas , presas y presas, pero tienen el único propósito de concentrar el agua en una fuente o área seleccionada. Las fuentes de agua de los humedales que alguna vez se esparcieron lentamente sobre un área grande y poco profunda se agrupan en ubicaciones profundas y concentradas. La pérdida de las llanuras aluviales de los humedales provoca inundaciones más graves y dañinas. El impacto humano catastrófico en las llanuras aluviales del río Mississippi se vio en la muerte de varios cientos de personas durante la ruptura de un dique en Nueva Orleans causada por el huracán Katrina . Se han observado eventos ecológicos catastróficos de terraplenes artificiales a lo largo de las llanuras aluviales del río Yangtze desde que el medio del río se ha vuelto propenso a inundaciones más frecuentes y dañinas. Algunos de estos eventos incluyen la pérdida de vegetación ribereña , una pérdida del 30% de la cobertura vegetal en toda la cuenca del río, una duplicación del porcentaje de tierra afectada por la erosión del suelo y una reducción en la capacidad del embalse debido a la acumulación de sedimentos en la llanura aluvial. lagos. [39]

Reposición de agua subterránea

Principales tipos de humedales: marismas , pantanos y sistemas hidrológicos de cuevas y karst subterráneos.

El agua superficial, que es el agua que se ve visiblemente en los sistemas de humedales, solo representa una parte del ciclo general del agua, que también incluye el agua atmosférica y el agua subterránea . Los sistemas de humedales están directamente relacionados con las aguas subterráneas y son un regulador crucial tanto de la cantidad como de la calidad del agua que se encuentra debajo del suelo. Los sistemas de humedales que están hechos de sedimentos permeables como la piedra caliza o que se encuentran en áreas con niveles freáticos muy variables y fluctuantes, tienen un papel especialmente importante en la reposición de aguas subterráneas o la recarga de agua . Los sedimentos que son porosos permiten que el agua se filtre a través del suelo y la roca suprayacente hacia los acuíferos que son la fuente del 95% del agua potable del mundo. Los humedales también pueden actuar como áreas de recarga cuando el nivel freático circundante es bajo y como zona de descarga cuando es demasiado alto. Los sistemas kársticos (cuevas) son un ejemplo único de este sistema y son una conexión de ríos subterráneos influenciados por la lluvia y otras formas de precipitación . Estos sistemas de humedales son capaces de regular cambios en el nivel freático en más de 130 m (430 pies).

Impacto humano : el agua subterránea es una fuente importante de agua para beber y regar los cultivos. Más de mil millones de personas en Asia y el 65% de las fuentes públicas de agua en Europa obtienen el 100% de su agua de las aguas subterráneas. El riego es un uso masivo de las aguas subterráneas con el 80% de las aguas subterráneas del mundo que se utilizan para la producción agrícola. [39]

La extracción insostenible de aguas subterráneas se ha convertido en una gran preocupación. En la Commonwealth de Australia , se están implementando licencias de agua para controlar el uso del agua en las principales regiones agrícolas. A escala mundial, el déficit de agua subterránea y la escasez de agua es una de las preocupaciones más urgentes que enfrenta el siglo XXI. [39]

Estabilización de la costa y protección contra tormentas

Tipo de humedal: manglares , arrecifes de coral , marismas

Los sistemas de humedales de mareas e intermareales protegen y estabilizan las zonas costeras. Los arrecifes de coral proporcionan una barrera protectora a la costa costera. Los manglares estabilizan la zona costera desde el interior y migrarán con la costa para permanecer adyacentes al límite del agua. El principal beneficio de conservación que tienen estos sistemas contra las tormentas y marejadas ciclónicas es la capacidad de reducir la velocidad y la altura de las olas y las crecidas.

Impacto humano : Se espera que la gran cantidad de personas que viven y trabajan cerca de la costa crezca enormemente durante los próximos cincuenta años. De un estimado de 200 millones de personas que actualmente viven en regiones costeras bajas, se proyecta que el desarrollo de centros costeros urbanos aumentará la población en cinco veces en 50 años. [50] El Reino Unido ha iniciado el concepto de realineación costera gestionada. Esta técnica de gestión proporciona protección de la costa a través de la restauración de humedales naturales en lugar de mediante ingeniería aplicada. En Asia oriental, la recuperación de los humedales costeros ha dado lugar a una transformación generalizada de la zona costera, y hasta el 65% de los humedales costeros han sido destruidos por el desarrollo costero. [51] [52] Un análisis que utilizó el impacto de los huracanes versus la protección contra tormentas proporcionada naturalmente por los humedales proyectó el valor de este servicio en US $ 33 000 / hectárea / año. [53]

Purificación del agua

Humedal tipos: los humedales de inundación, la depresión cerrada, marismas , pantanos de agua dulce , marismas , manglares

Retención de nutrientes: los humedales ciclan tanto sedimentos como nutrientes equilibrando los ecosistemas terrestres y acuáticos . Una función natural de la vegetación de los humedales es la absorción, el almacenamiento y (en el caso de los nitratos) la eliminación de los nutrientes que se encuentran en la escorrentía del suelo y el agua circundantes. [54] En muchos humedales, los nutrientes se retienen hasta que las plantas mueren o son recolectadas por animales o humanos y llevadas a otro lugar, o hasta que los procesos microbianos convierten los nutrientes solubles en un gas como es el caso del nitrato.

Trampas de sedimentos y metales pesados: la precipitación y la escorrentía superficial inducen la erosión del suelo , transportando sedimentos en suspensión hacia y a través de las vías fluviales. Estos sedimentos se mueven hacia vías fluviales más grandes y considerables a través de un proceso natural que mueve el agua hacia los océanos. Todos los tipos de sedimentos que pueden estar compuestos de arcilla, arena, limo y roca pueden transportarse a los sistemas de humedales a través de este proceso. La vegetación de los humedales actúa como una barrera física para ralentizar el flujo de agua y atrapar sedimentos durante períodos de tiempo cortos o largos. Los sedimentos suspendidos a menudo contienen metales pesados ​​que se retienen cuando los humedales atrapan el sedimento. En algunos casos, ciertos metales se absorben a través de los tallos, raíces y hojas de las plantas de los humedales. Muchas especies de plantas flotantes, por ejemplo, pueden absorber y filtrar metales pesados. El jacinto de agua ( Eichhornia crassipes ), la lenteja de agua ( Lemna ) y el helecho de agua ( Azolla ) almacenan hierro y cobre que se encuentran comúnmente en las aguas residuales , estas plantas también reducen los patógenos . Muchas plantas de crecimiento rápido enraizadas en los suelos de los humedales, como la espadaña ( Typha ) y el junco ( Phragmites ) también ayudan en el papel de absorción de metales pesados. Los animales como la ostra pueden filtrar más de 200 litros (53 galones estadounidenses) de agua por día mientras pastan en busca de alimento, eliminando nutrientes, sedimentos en suspensión y contaminantes químicos en el proceso. Por otro lado, algunos tipos de humedales facilitan la movilización y biodisponibilidad del mercurio (otro metal pesado), que en su forma de metilmercurio aumenta el riesgo de bioacumulación en peces importantes para las redes alimentarias animales y recolectados para el consumo humano.

Capacidad: La capacidad de los sistemas de humedales para almacenar o eliminar nutrientes y atrapar sedimentos y metales asociados es muy eficiente y eficaz, pero cada sistema tiene un umbral. Una sobreabundancia de nutrientes provenientes de la escorrentía de fertilizantes, efluentes de aguas residuales o contaminación difusa causará eutrofización . La erosión río arriba por la deforestación puede abrumar a los humedales haciéndolos reducir su tamaño y causar una dramática pérdida de biodiversidad debido a una carga de sedimentación excesiva. La retención de altos niveles de metales en los sedimentos es problemática si los sedimentos se resuspenden o los niveles de oxígeno y pH cambian en el futuro. La capacidad de la vegetación de los humedales para almacenar metales pesados ​​depende del estado particular de metales, oxígeno y pH de los sedimentos del humedal y el agua suprayacente, el caudal de agua (tiempo de detención), el tamaño del humedal, la estación, el clima, el tipo de planta y otros factores.

Impacto humano : la capacidad de un humedal para almacenar sedimentos, nutrientes y metales puede verse disminuida si los sedimentos se compactan, por ejemplo, mediante vehículos o equipo pesado, o si se cultivan con regularidad. Los cambios no naturales en los niveles de agua y las fuentes de agua también pueden afectar la función de purificación del agua. Si las funciones de purificación del agua se ven afectadas, una cantidad excesiva de nutrientes ingresa a las vías fluviales y causa la eutrofización . Esto es de especial preocupación en los sistemas costeros templados. [55] [56] Las principales fuentes de eutrofización costera son el nitrógeno producido industrialmente, que se utiliza como fertilizante en prácticas agrícolas, así como la escorrentía de desechos sépticos. [57] El nitrógeno es el nutriente limitante para los procesos fotosintéticos en los sistemas salinos, sin embargo, en exceso, puede conducir a una sobreproducción de materia orgánica que luego conduce a zonas hipóxicas y anóxicas dentro de la columna de agua. [58] Sin oxígeno, otros organismos no pueden sobrevivir, incluidas las especies de peces y mariscos de importancia económica.

Ejemplos: Un ejemplo de cómo se utiliza un humedal natural para proporcionar algún grado de tratamiento de aguas residuales son los humedales de East Kolkata en Kolkata, India . Los humedales cubren 125 kilómetros cuadrados (48 millas cuadradas) y se utilizan para tratar las aguas residuales de Calcuta. Los nutrientes contenidos en las aguas residuales sustentan las piscifactorías y la agricultura.

Tratamiento de aguas residuales en humedales artificiales

Humedal construido en un asentamiento ecológico en Flintenbreite cerca de Lübeck, Alemania

Un humedal construido (CW) es un humedal artificial para tratar aguas residuales municipales o industriales , aguas grises o escorrentías de aguas pluviales. También puede estar diseñado para la recuperación de tierras después de la minería , o como un paso de mitigación para áreas naturales perdidas por el desarrollo de la tierra . Los humedales artificiales son sistemas diseñados que utilizan la vegetación , el suelo y los organismos de funciones naturales para tratar las aguas residuales. Dependiendo del tipo de aguas residuales, el diseño del humedal construido debe ajustarse en consecuencia. Los humedales artificiales se han utilizado para tratar aguas residuales tanto centralizadas como in situ. Se recomienda el tratamiento primario cuando hay una gran cantidad de sólidos en suspensión o materia orgánica soluble (medida como DBO y DQO ). [59]

De manera similar a los humedales naturales, los humedales artificiales también actúan como biofiltros y / o pueden eliminar una variedad de contaminantes (como materia orgánica, nutrientes , patógenos , metales pesados ) del agua. Los humedales artificiales están diseñados para eliminar contaminantes del agua como sólidos en suspensión, materia orgánica y nutrientes (nitrógeno y fósforo). [59] Se espera que todos los tipos de patógenos (es decir, bacterias, virus, protozoos y helmintos) se eliminen en cierta medida en un humedal artificial. Los humedales subterráneos proporcionan una mayor eliminación de patógenos que los humedales superficiales. [59]

Hay dos tipos principales de humedales artificiales: humedales artificiales de flujo subterráneo y humedales de flujo superficial. La vegetación plantada juega un papel importante en la eliminación de contaminantes. El lecho de filtración, que generalmente consta de arena y grava , tiene un papel igualmente importante que desempeñar. [60] Algunos humedales artificiales también pueden servir como hábitat para la vida silvestre nativa y migratoria , aunque ese no es su propósito principal. Los humedales construidos con flujo subterráneo están diseñados para tener un flujo de agua horizontal o vertical a través del lecho de grava y arena. Los sistemas de flujo vertical requieren menos espacio que los sistemas de flujo horizontal.

Reservorios de biodiversidad

La rica biodiversidad de los sistemas de humedales se está convirtiendo en un punto focal en las Convenciones de Tratados Internacionales y dentro de la organización del Fondo Mundial para la Vida Silvestre debido al alto número de especies presentes en los humedales, la pequeña área geográfica global de los humedales, el número de especies que son endémicas de los humedales, y la alta productividad de los sistemas de humedales. Cientos de miles de especies animales, 20.000 de ellas vertebrados, viven en sistemas de humedales. La tasa de descubrimiento de peces de agua dulce es de 200 nuevas especies por año. El impacto de mantener la biodiversidad se ve a nivel local a través de la creación de empleo, la sostenibilidad y la productividad comunitaria. Un buen ejemplo es la cuenca del Bajo Mekong que atraviesa Camboya, Laos y Vietnam. Apoyando a más de 55 millones de personas, la sostenibilidad de la región se mejora a través de recorridos por la vida silvestre. El estado estadounidense de Florida ha estimado que se generaron 1.600 millones de dólares en ingresos estatales a partir de actividades recreativas asociadas con la vida silvestre.

Cuencas hidrográficas biodiversas: El Amazonas alberga 3.000 especies de peces de agua dulce dentro de los límites de su cuenca, cuya función es dispersar las semillas de los árboles. Una de sus especies clave, el bagre Piramutaba, Brachyplatystoma vaillantii , migra más de 3300 km (2100 millas) desde sus zonas de cría cerca de la desembocadura del río Amazonas hasta sus zonas de desove en los afluentes andinos, a 400 m (1300 pies) sobre el nivel del mar. , distribuyendo semillas de plantas a lo largo de la ruta.

Zonas intermareales productivas: Las marismas intermareales tienen un nivel de productividad similar al de algunos humedales aun cuando poseen un número reducido de especies. La abundancia de invertebrados que se encuentran dentro del lodo es una fuente de alimento para las aves acuáticas migratorias .

Hábitat de etapa crítica de la vida: las marismas, las marismas, los manglares y los lechos de pastos marinos tienen altos niveles de riqueza de especies y productividad, y albergan importantes áreas de cría de muchas poblaciones de peces comerciales.

Diversidad genética: las poblaciones de muchas especies están limitadas geográficamente a solo uno o unos pocos sistemas de humedales, a menudo debido al largo período de tiempo que los humedales han estado físicamente aislados de otras fuentes acuáticas. Por ejemplo, la cantidad de especies endémicas en el lago Baikal en Rusia lo clasifica como un punto de acceso para la biodiversidad y uno de los humedales con mayor biodiversidad en todo el mundo. La evidencia de un estudio de investigación de Mazepova et al. sugieren que el número de especies de crustáceos endémicos del lago Baikal (más de 690 especies y subespecies) excede el número de los mismos grupos de animales que habitan todos los cuerpos de agua dulce de Eurasia juntos. Solo sus 150 especies de Platyhelminthes de vida libre son análogas al número total en toda la Siberia oriental. El número de 34 especies y subespecies de esculpinos del Baikal es más del doble del número de la fauna análoga que habita en Eurasia. En el sur de Baikal, se encontraron alrededor de 300 especies de nematodos de vida libre en solo seis localidades de muestreo cercanas a la costa. "Si tomamos en consideración que alrededor del 60% de los animales no se pueden encontrar en ningún otro lugar excepto en Baikal, se puede suponer que el lago puede ser el centro de biodiversidad del continente euroasiático". [61]

Impacto humano: la pérdida de biodiversidad se produce en los sistemas de humedales a través de cambios en el uso de la tierra, destrucción del hábitat, contaminación, explotación de recursos y especies invasoras. Las especies vulnerables, amenazadas y en peligro representan el 17% de las aves acuáticas, el 38% de los mamíferos que dependen del agua dulce, el 33% de los peces de agua dulce, el 26% de los anfibios de agua dulce, el 72% de las tortugas de agua dulce, el 86% de las tortugas marinas, el 43% de las cocodrilos y el 27% de las especies constructoras de arrecifes de coral. Los hidrófitos introducidos en diferentes sistemas de humedales pueden tener resultados devastadores. La introducción del jacinto de agua , una planta nativa de América del Sur en el lago Victoria en África oriental, así como la lenteja de agua en áreas no nativas de Queensland, Australia, han superado sistemas enteros de humedales asfixiando los humedales y reduciendo la diversidad de otras plantas y animales. Esto se debe en gran parte a su fenomenal tasa de crecimiento y su capacidad para flotar y crecer en la superficie del agua.

Productos y productividad de los humedales

Humedal en Broadmoor Wildlife Sanctuary en Massachuesetts, Estados Unidos, en febrero

La productividad de los humedales está vinculada al clima, el tipo de humedal y la disponibilidad de nutrientes. La escasez de agua y el secado ocasional del fondo del humedal durante las sequías (fase de pantano seco) estimulan el reclutamiento de plantas de un banco de semillas diverso y aumentan la productividad mediante la movilización de nutrientes. En contraste, el nivel alto de agua durante los diluvios (fase de los pantanos del lago) provoca la renovación de las poblaciones de plantas y crea una mayor interrelación de la cubierta de elementos y el agua abierta, pero reduce la productividad general. Durante un ciclo de cobertura que va desde aguas abiertas hasta una cobertura vegetal completa, la productividad primaria neta anual puede variar 20 veces. [62] Los pastos de llanuras de inundación fértiles como el Nilo producen el mayor rendimiento, incluidas plantas como Arundo donax (caña gigante), Cyperus papyrus (papiro), Phragmites (caña) y Typha , [ cita requerida ]

Los humedales producen de forma natural una variedad de vegetación y otros productos ecológicos que se pueden cosechar para uso personal y comercial. [63] El más importante de ellos son los peces que tienen todo o parte de su ciclo de vida dentro de un sistema de humedales. El pescado fresco y de agua salada es la principal fuente de proteínas para mil millones de personas y comprende el 15% de la dieta de otros dos mil millones de personas. Además, el pescado genera una industria pesquera que proporciona el 80% de los ingresos y el empleo a los residentes en los países en desarrollo. Otro alimento básico que se encuentra en los sistemas de humedales es el arroz, un grano popular que se consume a razón de una quinta parte del recuento total de calorías a nivel mundial. En Bangladesh, Camboya y Vietnam, donde los arrozales predominan en el paisaje, el consumo de arroz alcanza el 70%. [64] Algunas plantas nativas de los humedales del Caribe y Australia se cosechan de forma sostenible para obtener compuestos medicinales; estos incluyen el mangle rojo ( Rhizophora mangle ) que posee efectos antibacterianos, cicatrizantes, antiulcerosos y antioxidantes. [64]

Los alimentos convertidos en edulcorantes y carbohidratos incluyen la palma sagú de Asia y África (aceite de cocina), la palma nipa de Asia (azúcar, vinagre, alcohol y forraje) y la recolección de miel de los manglares. Más que una ingesta dietética suplementaria, este producto sustenta a pueblos enteros. Las aldeas costeras de Tailandia obtienen la parte clave de sus ingresos de la producción de azúcar, mientras que el país de Cuba reubica más de 30.000 colmenas cada año para rastrear la floración estacional del manglar Avicennia . [ cita requerida ]

Otros productos derivados del manglar: [ cita requerida ]

  • Leña
  • Sal (producida por la evaporación del agua de mar)
  • Forraje animal
  • Medicinas tradicionales (por ejemplo, de corteza de manglar)
  • Fibras para textiles
  • Tintes y taninos

Impacto humano: la sobrepesca es el principal problema para el uso sostenible de los humedales. Se están desarrollando preocupaciones sobre ciertos aspectos de la pesca en granjas, que utiliza vías fluviales naturales para recolectar peces para consumo humano y productos farmacéuticos. Esta práctica se ha vuelto especialmente popular en Asia y el Pacífico Sur. Su impacto en vías fluviales mucho más grandes río abajo ha afectado negativamente a muchos pequeños estados insulares en desarrollo. [sesenta y cinco]

La acuicultura continúa desarrollándose rápidamente en toda la región de Asia y el Pacífico, específicamente en China, con propiedades mundiales en Asia equivalentes al 90% del número total de granjas acuícolas y al 80% de su valor global. [64] Parte de la acuicultura ha eliminado áreas masivas de humedales mediante prácticas como la destrucción de manglares por parte de la industria camaronera . Aunque el impacto dañino de la cría de camarones a gran escala en el ecosistema costero en muchos países asiáticos ha sido ampliamente reconocido desde hace bastante tiempo, ha resultado difícil verificar en ausencia de otras vías de empleo para las personas involucradas en tal ocupación. Además, la creciente demanda de camarones a nivel mundial ha proporcionado un mercado grande y listo para el producto. [ cita requerida ]

Las amenazas a los campos de arroz provienen principalmente de una gestión inadecuada del agua, la introducción de especies exóticas invasoras, fertilizantes agrícolas, pesticidas y cambios en el uso de la tierra. La producción de aceite de palma a escala industrial amenaza la biodiversidad de los ecosistemas de humedales en partes del sudeste de Asia, África y otros países en desarrollo. [ cita requerida ]

La sobreexplotación de los productos de los humedales puede ocurrir a nivel comunitario, como a veces se observa en las aldeas costeras del sur de Tailandia, donde cada residente puede obtener para sí todos los consumibles del bosque de manglar (leña, madera, miel, resinas, cangrejos y mariscos) que luego se ve amenazado por el aumento de la población y la cosecha continua. [ cita requerida ]

Mitigación y adaptación al cambio climático

Los humedales cumplen dos funciones importantes en relación con el cambio climático . Tienen efectos de mitigación a través de su capacidad para hundir carbono , convirtiendo un gas de efecto invernadero ( dióxido de carbono ) en material vegetal sólido a través del proceso de fotosíntesis , y también a través de su capacidad para almacenar y regular el agua. [66] [67] Los humedales almacenan aproximadamente 44,6 millones de toneladas de carbono por año en todo el mundo. [68] En las marismas y manglares en particular, la tasa promedio de secuestro de carbono es de 210 g CO 2 m −2 y −1 mientras que las turberas secuestran aproximadamente 20-30 g CO 2 m −2 y −1 . [68] [69] Se sabe que los humedales costeros, como los manglares tropicales y algunas marismas templadas , son sumideros de carbono que de otro modo contribuyen al cambio climático en sus formas gaseosas (dióxido de carbono y metano). La capacidad de muchos humedales de mareas para almacenar carbono y minimizar el flujo de metano de los sedimentos de las mareas ha llevado al patrocinio de iniciativas de carbono azul destinadas a mejorar esos procesos. [70]

Sin embargo, dependiendo de sus características, algunos humedales son una fuente importante de emisiones de metano y algunos también son emisores de óxido nitroso [71] [72], que es un gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global 300 veces mayor que el del dióxido de carbono y es el principal Sustancia que agota la capa de ozono emitida en el siglo XXI. [73] Se ha demostrado que el exceso de nutrientes, principalmente de fuentes antropogénicas, aumenta significativamente los flujos de N 2 O de los suelos de los humedales mediante procesos de desnitrificación y nitrificación (véase el cuadro siguiente). [74] [71] [75] Un estudio en la región intermareal de una marisma salada de Nueva Inglaterra mostró que los niveles excesivos de nutrientes podrían aumentar las emisiones de N 2 O en lugar de secuestrarlas. [74]

Flujos de óxido nitroso de diferentes suelos de humedales
Cuadro adaptado de Moseman-Valtierra (2012) [76] y Chen et al. (2010) [77]
Tipo de humedalLocalizaciónFlujo de N 2 O
(µmol N 2 O m −2 h −1 )		 
MangleShenzhen y Hong Kong0,14 - 23,83[77]
MangleMuthupet , sur de la India0,41 - 0,77[78]
MangleBhitarkanika , India Oriental0,20 - 4,73[79]
ManglePichavaram , sur de la India0,89 - 1,89[79]
MangleQueensland , Australia−0,045 - 0,32[80]
MangleSureste de Queensland, Australia0,091 - 1,48[81]
MangleCosta suroeste, Puerto Rico0,12 - 7,8[82]
MangleIsla Magueyes , Puerto Rico0,05 - 1,4[82]
SalinaBahía de Chesapeake , Estados Unidos0,005 - 0,12[83]
SalinaMaryland , Estados Unidos0,1[84]
SalinaNoreste de China0,1 - 0,16[85]
SalinaBiebrza , Polonia−0,07 - 0,06[86]
SalinaPaíses Bajos0,82 - 1,64[87]
Salinamar Báltico−0,13[88]
SalinaMassachusetts , Estados Unidos−2,14 - 1,27[89]

Faltan datos sobre los flujos de óxido nitroso de los humedales en el hemisferio sur, al igual que los estudios basados ​​en ecosistemas, incluido el papel de los organismos dominantes que alteran la biogeoquímica de los sedimentos. Los invertebrados acuáticos producen emisiones de óxido nitroso de importancia ecológica debido a la ingestión de bacterias desnitrificantes que viven dentro del sedimento submareal y la columna de agua [90] y, por lo tanto, también pueden estar influyendo en la producción de óxido nitroso en algunos humedales.

Turberas en el sudeste asiático

En el sudeste asiático, los bosques y suelos de turberas están siendo drenados, quemados, minados y sobrepastoreados, lo que contribuye gravemente al cambio climático. [91] Como resultado del drenaje de turba, el carbono orgánico que se acumuló durante miles de años y que normalmente se encuentra bajo el agua se expone repentinamente al aire. Se descompone y se convierte en dióxido de carbono (CO 2 ), que se libera a la atmósfera. Los incendios de turba provocan el mismo proceso y además crean enormes nubes de humo que atraviesan fronteras internacionales, como ocurre cada año en el sudeste asiático. Si bien las turberas constituyen solo el 3% de la superficie terrestre del mundo, su degradación produce el 7% de todas las emisiones de CO 2 de combustibles fósiles .

Mediante la construcción de represas, Wetlands International está deteniendo el drenaje de turberas en el sudeste asiático, con la esperanza de mitigar las emisiones de CO 2 . Las técnicas de restauración de humedales concurrentes incluyen la reforestación con especies de árboles nativos, así como la formación de brigadas comunitarias de bomberos. Este enfoque sostenible se puede ver en Kalimantan central y Sumatra , Indonesia .

Funciones y usos adicionales de los humedales

Algunos tipos de humedales pueden servir como cortafuegos que ayudan a retrasar la propagación de incendios forestales menores. Los sistemas de humedales más grandes pueden influir en los patrones de precipitación locales. Algunos sistemas de humedales boreales en las cabeceras de las cuencas hidrográficas pueden ayudar a extender el período de flujo y mantener la temperatura del agua en las aguas conectadas aguas abajo. Los servicios de polinización cuentan con el apoyo de muchos humedales que pueden proporcionar el único hábitat adecuado para polinizar insectos, aves y mamíferos en áreas altamente desarrolladas. Es probable que los humedales tengan otras funciones cuyos beneficios para la sociedad y otros ecosistemas aún no se han descubierto. [ cita requerida ]

Disturbios

Los humedales, las funciones y servicios que brindan, así como su flora y fauna, pueden verse afectados por varios tipos de perturbaciones. [92] Las perturbaciones (a veces denominadas factores estresantes o alteraciones) pueden ser de origen humano o naturales, directas o indirectas, reversibles o no, aisladas o acumulativas. Cuando se exceden los niveles o patrones que normalmente se encuentran dentro de los humedales de una clase particular en una región particular, los predominantes son los siguientes: [93] [94]

  • Enriquecimiento / eutrofización
  • Carga orgánica y oxígeno disuelto reducido
  • Toxicidad contaminante
  • Acidificación
  • Salinización
  • Sedimentación
  • Entrada solar alterada ( turbidez / sombra)
  • Eliminación de vegetación
  • Alteración térmica
  • Deshidratación / aridificación
  • Inundación / inundación
  • Fragmentación del hábitat
  • Otra presencia humana

Las perturbaciones se pueden clasificar de la siguiente manera:

Perturbación menor
Estrés que mantiene la integridad del ecosistema. [95]
Perturbación moderada
La integridad del ecosistema está dañada, pero puede recuperarse a tiempo sin ayuda. [95]
Deterioro o alteración grave
Puede ser necesaria la intervención humana para que el ecosistema se recupere. [95]

Algunas de las muchas fuentes de estas perturbaciones son: [91]

  • Drenaje
  • Desarrollo
  • Pastoreo excesivo
  • Minería
  • Uso insostenible del agua

Pueden manifestarse en parte como:

  • Escasez de agua
  • Los impactos en peligro de extinción de especies
  • Interrupción de los criaderos de vida silvestre
  • Desequilibrio en la carga de sedimentos y la filtración de nutrientes

Química del agua

Los aportes antropogénicos de nitrógeno a los sistemas acuáticos han afectado drásticamente el contenido de nitrógeno disuelto de los humedales, introduciendo una mayor disponibilidad de nutrientes que conduce a la eutrofización . [96] [97] Debido al bajo contenido de oxígeno disuelto (OD) y al equilibrio de nutrientes relativamente bajo de los humedales ambientes, son muy susceptibles a alteraciones en la química del agua. Los factores clave que se evalúan para determinar la calidad del agua incluyen:

  • Análisis de aniones principales : (HCO 3 - , Cl - , NO 3 - , SO 4 2- )
  • Análisis de cationes principales (Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + )
  • pH
  • Conductividad : la conductividad aumenta con más iones disueltos en el agua.
  • Turbiedad
  • Oxígeno disuelto
  • Temperatura
  • Sólidos disueltos totales
  • Emisiones de gases ( dióxido de carbono y metano ; CO 2 y CH 4 )

Estos factores químicos se pueden utilizar para cuantificar las perturbaciones de los humedales y, a menudo, proporcionan información sobre si un humedal se alimenta de agua superficial o subterránea debido a las diferentes características iónicas de las dos fuentes de agua. [98] Los humedales son expertos en afectar la química del agua de arroyos o cuerpos de agua que interactúan con ellos, y pueden extraer iones que resultan de la contaminación del agua, como el drenaje ácido de minas o la escorrentía urbana. [99] [100] Además, los humedales son importantes emisores de metano y son la mayor fuente natural de metano atmosférico del mundo. [101]

Conservación

Niebla que se eleva sobre el pantano de Mukri cerca de Mukri, Estonia . El pantano tiene un área de 2,147 hectáreas (5,310 acres) y ha sido protegido desde 1992.

Históricamente, los humedales han sido víctimas de grandes esfuerzos de drenaje para el desarrollo de bienes raíces o inundaciones para su uso como lagos recreativos o generación de energía hidroeléctrica . Algunas de las áreas agrícolas más importantes del mundo son humedales que se han convertido en tierras de cultivo. [102] [103] [104] [105] Desde la década de 1970, se ha prestado más atención a la preservación de los humedales para su función natural; sin embargo, en 1993 la mitad de los humedales del mundo habían sido drenados. [106] [ se necesita una cita completa ]

Para mantener los humedales y mantener sus funciones, se deben minimizar las alteraciones y perturbaciones que están fuera del rango normal de variación.

Equilibrar la conservación de los humedales con las necesidades de las personas

Los humedales son ecosistemas vitales que proporcionan medios de vida a los millones de personas que viven en ellos y en sus alrededores. Los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM) instaron a diferentes sectores a unir fuerzas para proteger los entornos de los humedales en el contexto del desarrollo sostenible y la mejora del bienestar humano. Un proyecto de tres años llevado a cabo por Wetlands International en asociación con el International Water Management Institute descubrió que es posible conservar los humedales mientras se mejoran los medios de vida de las personas que viven entre ellos. Los estudios de caso llevados a cabo en Malawi y Zambia analizaron cómo los dambos (valles húmedos y cubiertos de hierba o depresiones donde el agua se filtra a la superficie) pueden cultivarse de manera sostenible para mejorar los medios de vida. Los dambos mal administrados o usados ​​en exceso a menudo se degradan; sin embargo, mediante el intercambio de conocimientos entre los agricultores locales y los administradores ambientales, se desarrolló un protocolo utilizando prácticas de manejo del suelo y el agua. Los resultados del proyecto incluyeron un alto rendimiento de cultivos, el desarrollo de técnicas agrícolas sostenibles y una gestión adecuada del agua que genera suficiente agua para su uso como riego. Antes del proyecto, había casos en los que la gente había muerto de hambre debido a la escasez de alimentos. Al final, muchas más personas tenían acceso a suficiente agua para cultivar verduras. Un logro clave fue que los aldeanos tuvieron suministros de alimentos seguros durante los meses largos y secos. También se beneficiaron de otras formas: se mejoró la nutrición mediante el cultivo de una gama más amplia de cultivos, y los aldeanos también pudieron invertir en salud y educación vendiendo productos y ahorrando dinero. [107]

Convención de Ramsar

La Convención sobre los Humedales de Importancia Internacional, especialmente como Hábitat de Aves Acuáticas , o Convención de Ramsar, es un tratado internacional diseñado para abordar las preocupaciones mundiales sobre la pérdida y degradación de los humedales. Los propósitos principales del tratado son enumerar los humedales de importancia internacional y promover su uso racional, con el objetivo final de preservar los humedales del mundo. Los métodos incluyen restringir el acceso a la mayor parte de las áreas de humedales, así como educar al público para combatir la idea errónea de que los humedales son tierras baldías. La Convención trabaja en estrecha colaboración con cinco organizaciones internacionales asociadas. Estos son: Birdlife International , la UICN , el Instituto Internacional de Gestión del Agua , Wetlands International y el Fondo Mundial para la Naturaleza . Los socios brindan experiencia técnica, ayudan a realizar o facilitan estudios de campo y brindan apoyo financiero. Los OIA también participan regularmente como observadores en todas las reuniones de la Conferencia de las Partes y el Comité Permanente y como miembros de pleno derecho del Panel de Revisión Científica y Técnica.

Valuación

El valor de un humedal para las comunidades locales, así como el valor de los sistemas de humedales en general para la tierra y la humanidad, es una de las valoraciones más importantes que se pueden realizar para el desarrollo sostenible . Por lo general, esto implica primero mapear los humedales de una región, luego evaluar las funciones y los servicios ecosistémicos que los humedales brindan de manera individual y acumulativa, y evaluar esa información para priorizar o clasificar humedales individuales o tipos de humedales para su conservación, manejo, restauración o desarrollo. Durante un período más largo, requiere mantener inventarios de los humedales conocidos y monitorear una muestra representativa de los humedales para determinar los cambios debidos tanto a factores naturales como humanos. Este proceso de valoración se utiliza para educar a los responsables de la toma de decisiones, como los gobiernos, sobre la importancia de determinados humedales dentro de su jurisdicción.

Evaluación

Los métodos de evaluación rápida se utilizan para puntuar, clasificar, calificar o categorizar diversas funciones, servicios ecosistémicos , especies, comunidades, niveles de perturbación y / o salud ecológica de un humedal o grupo de humedales. Esto se hace a menudo para priorizar humedales particulares para su conservación (evitación) o para determinar el grado en que la pérdida o alteración de las funciones de los humedales debe ser compensada, por ejemplo, restaurando humedales degradados en otros lugares o proporcionando protecciones adicionales a humedales existentes. Los métodos de evaluación rápida también se aplican antes y después de que un humedal haya sido restaurado o alterado, para ayudar a monitorear o predecir los efectos de esas acciones en las diversas funciones de los humedales y los servicios que brindan. Por lo general, se considera que las evaluaciones son "rápidas" cuando solo requieren una única visita al humedal que dura menos de un día, que en algunos casos puede incluir la interpretación de imágenes aéreas y análisis del sistema de información geográfica (SIG) de los datos espaciales existentes, pero no análisis de laboratorio detallados posteriores a la visita de muestras biológicas o de agua. Debido a limitaciones de tiempo y costo, los niveles de diversas funciones de los humedales u otros atributos generalmente no se miden directamente, sino que se estiman en relación con otros humedales evaluados en una región, utilizando variables basadas en la observación, a veces llamadas "indicadores", que son hipótesis o conocido para predecir el rendimiento de las funciones o atributos especificados.

Para lograr la coherencia entre las personas que realizan la evaluación, los métodos rápidos presentan las variables indicadoras como preguntas o listas de verificación en formularios de datos estandarizados, y la mayoría de los métodos estandarizan el procedimiento de puntuación o calificación que se utiliza para combinar las respuestas a las preguntas en estimaciones de los niveles de funciones especificadas en relación con el niveles estimados en otros humedales ("sitios de calibración") evaluados previamente en una región. [108] Los métodos de evaluación rápida, en parte porque a menudo utilizan docenas de indicadores relacionados con las condiciones que rodean un humedal y dentro del humedal mismo, tienen como objetivo proporcionar estimaciones de las funciones y servicios del humedal que son más precisas y repetibles que simplemente describir la clase de un humedal. tipo. [5] La necesidad de que las evaluaciones de humedales sean rápidas surge principalmente cuando las agencias gubernamentales establecen fechas límite para las decisiones que afectan a un humedal, o cuando el número de humedales que necesitan información sobre sus funciones o condición es grande.

En América del Norte y algunos otros países, los métodos de evaluación rápida estandarizados para los humedales tienen una larga historia, ya que se han desarrollado, calibrado, probado y aplicado en diversos grados en varias regiones y tipos de humedales diferentes desde la década de 1970. Sin embargo, pocos métodos de evaluación rápida se han validado por completo. Si se hace correctamente, la validación es un esfuerzo muy costoso que implica comparar las clasificaciones de una serie de humedales en función de los resultados de los métodos de evaluación rápida con clasificaciones basadas en mediciones detalladas de niveles de las mismas funciones, de visitas múltiples, menos rápidas y considerablemente más costosas. atributos en la misma serie de humedales.

Inventario

Si bien la elaboración de un inventario mundial de humedales ha demostrado ser una empresa grande y difícil, muchos esfuerzos a escalas más locales han tenido éxito. Los esfuerzos actuales se basan en los datos disponibles, pero tanto la clasificación como la resolución espacial a veces han demostrado ser inadecuadas para la toma de decisiones de gestión ambiental regional o de un sitio específico. Es difícil identificar humedales pequeños, largos y estrechos dentro del paisaje. Muchos de los satélites de detección remota actuales no tienen suficiente resolución espacial y espectral para monitorear las condiciones de los humedales, aunque los datos multiespectrales IKONOS y QuickBird pueden ofrecer resoluciones espaciales mejoradas una vez que alcanzan los 4 mo más. La mayoría de los píxeles son solo mezclas de varias especies de plantas o tipos de vegetación y son difíciles de aislar, lo que se traduce en una incapacidad para clasificar la vegetación que define el humedal. La mejora de la información obtenida por teledetección, junto con un buen dominio del conocimiento sobre los humedales, facilitará la ampliación de los esfuerzos de seguimiento y cartografía de los humedales. Esto también será extremadamente importante porque esperamos ver cambios importantes en la composición de especies debido tanto al uso antropogénico de la tierra como a los cambios naturales en el medio ambiente causados ​​por el cambio climático.

Vigilancia

Un humedal necesita ser monitoreado a lo largo del tiempo para evaluar si está funcionando a un nivel ecológicamente sostenible o si se está degradando. Los humedales degradados sufrirán una pérdida en la calidad del agua, la pérdida de especies sensibles y un funcionamiento aberrante de los procesos geoquímicos del suelo.

Cartografía

Prácticamente, muchos humedales naturales son difíciles de monitorear desde el suelo, ya que a menudo son de difícil acceso y pueden requerir exposición a plantas y animales peligrosos, así como a enfermedades transmitidas por insectos u otros invertebrados. herramienta para monitorear un humedal, especialmente un humedal grande, y también se puede utilizar para monitorear el estado de numerosos humedales a lo largo de una cuenca o región. Se pueden utilizar muchos métodos de teledetección para cartografiar los humedales. La tecnología de teledetección permite la adquisición de datos digitales oportunos de forma repetitiva. Esta cobertura repetida permite que los humedales, así como los tipos de cobertura y uso de la tierra adyacentes, sean monitoreados estacionalmente y / o anualmente. El uso de datos digitales proporciona un procedimiento de recopilación de datos estandarizado y una oportunidad para la integración de datos dentro de un sistema de información geográfica . Tradicionalmente, Landsat 5 Thematic Mapper (TM), Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +) y los sistemas satelitales SPOT 4 y 5 se han utilizado para este propósito. Más recientemente, sin embargo, los datos multiespectrales de IKONOS y QuickBird, con resoluciones espaciales de 4 por 4 m (13 por 13 pies) y 2,44 por 2,44 m (8,0 por 8,0 pies), respectivamente, han demostrado ser excelentes fuentes de datos al mapear y monitorear los hábitats de humedales más pequeños y las comunidades de vegetación.

Por ejemplo, el Distrito de Manejo de Humedales de Detroit Lakes evaluó el área de humedales en Michigan, EE. UU., Utilizando sensores remotos. Mediante el uso de esta tecnología, se tomaron imágenes de satélite en un área geográfica extensa y durante un período prolongado. Además, el uso de esta técnica era menos costoso y requería más tiempo en comparación con el método anterior que utilizaba la interpretación visual de fotografías aéreas . En comparación, la mayoría de las fotografías aéreas también requieren intérpretes experimentados para extraer información basada en la estructura y textura, mientras que la interpretación de datos de teledetección solo requiere el análisis de una característica (espectral).

Sin embargo, existen varias limitaciones asociadas con este tipo de adquisición de imágenes. El análisis de los humedales ha resultado difícil porque la obtención de datos suele estar relacionada con otros fines, como el análisis de la cobertura o el uso de la tierra.

Futuras mejoras

Los métodos para desarrollar un sistema de clasificación para la biota específica de interés podrían ayudar con los avances tecnológicos que permitirán la identificación con una tasa de precisión muy alta. La cuestión del costo y la experiencia involucrados en la tecnología de teledetección sigue siendo un factor que obstaculiza los avances adicionales en la adquisición de imágenes y el procesamiento de datos. Las mejoras futuras en la cartografía actual de la vegetación de los humedales podrían incluir el uso de datos geoespaciales mejores y más recientes cuando estén disponibles.

Restauracion

Los ecologistas de restauración y restauración tienen la intención de devolver los humedales a su trayectoria natural ayudando directamente con los procesos naturales del ecosistema. [95] Estos métodos directos varían con respecto al grado de manipulación física del entorno natural y cada uno está asociado con diferentes niveles de restauración. [95] La restauración es necesaria después de una alteración o perturbación de un humedal. [95] Las perturbaciones incluyen factores exógenos como inundaciones o sequías. [95] Otros daños externos pueden ser perturbaciones antropogénicas causadas por la tala rasa de árboles, extracción de petróleo y gas, instalación de infraestructura mal definida, pastoreo excesivo del ganado, actividades recreativas mal consideradas, alteración de humedales que incluyen dragado, drenaje y relleno y otros impactos humanos negativos. [95] [19] La perturbación ejerce diferentes niveles de estrés en un entorno según el tipo y la duración de la perturbación. [95] No existe una forma única de restaurar un humedal y el nivel de restauración requerido se basará en el nivel de perturbación, aunque cada método de restauración requiere preparación y administración. [95]

Niveles de restauración

Los factores que influyen en el enfoque seleccionado pueden incluir [95]
  • Presupuesto
  • Limitaciones de la escala de tiempo
  • Objetivos del proyecto
  • Nivel de perturbación
  • Limitaciones paisajísticas y ecológicas
  • Agendas políticas y administrativas
  • Prioridades socioeconómicas
  1. Regeneración natural prescrita
    No hay manipulación biofísica y se deja que el ecosistema se recupere basándose únicamente en el proceso de sucesión . [95] El objetivo de este método es eliminar y evitar que se produzcan más perturbaciones. [95] Para que este tipo de restauración sea eficaz y exitosa, se debe realizar una investigación previa para comprender la probabilidad de que el humedal se recupere con este método. [95] De lo contrario, es posible que se requiera cierta manipulación biofísica para mejorar la tasa de sucesión a un nivel aceptable determinado por los directores de proyecto y los ecologistas. [95] Es probable que este sea el primer método de enfoque para el nivel más bajo de perturbación, ya que es el menos intrusivo y el menos costoso. [95]
  2. Regeneración natural asistida
    Hay algunas manipulaciones biofísicas, sin embargo, no son intrusivas. [95] Entre los métodos de ejemplo que no se limitan a los humedales se incluyen las quemas prescritas en áreas pequeñas, la promoción de la microbiota del suelo en un lugar específico y el crecimiento de las plantas mediante la plantación por nucleación mediante la cual las plantas se irradian desde un lugar de plantación inicial, [109] y la promoción de la diversidad de nichos o el variedad de nichos para promover el uso de una variedad de especies diferentes. [95] Estos métodos pueden facilitar el florecimiento de las especies naturales al eliminar la competencia de su entorno y pueden acelerar el proceso de sucesión. [95]
  3. Reconstrucción parcial
    Aquí hay una mezcla entre la regeneración natural y el control ambiental manipulado. [95] Estas manipulaciones pueden requerir algo de ingeniería y una manipulación biofísica más invasiva que incluye desgarro del subsuelo , aplicaciones agroquímicas como herbicidas e insecticidas, colocación de mantillo, dispersión mecánica de semillas y plantación de árboles a gran escala. [95] En estas circunstancias, el humedal está dañado y sin la ayuda humana no se recuperaría dentro de un período de tiempo aceptable determinado por los ecologistas. [95] Una vez más, estos métodos de restauración deberán considerarse sitio por sitio, ya que cada sitio requerirá un enfoque diferente basado en los niveles de perturbación y la dinámica del ecosistema. [95]
  4. Reconstrucción completa
    El método de reconstrucción más caro e intrusivo que requiere ingeniería y reconstrucción desde cero. [95] Debido a que hay un rediseño de todo el ecosistema, es importante que se considere la trayectoria natural del ecosistema y que las especies de plantas eventualmente devuelvan el ecosistema a su trayectoria natural. [95]

Consideraciones importantes

  • Los humedales artificiales pueden tardar entre 10 y 100 años en parecerse por completo a la composición vegetativa de un humedal natural.
  • Los humedales artificiales no tienen suelo hídrico. El suelo tiene niveles muy bajos de carbono orgánico y nitrógeno total en comparación con los sistemas de humedales naturales, y esto reduce el desempeño de varias funciones.
  • La materia orgánica agregada a los humedales naturales degradados puede, en algunos casos, ayudar a restaurar su productividad. [110]

Legislación

Esfuerzos internacionales
  • Convención de Ramsar [19]
  • Plan de ordenación de las aves acuáticas de América del Norte [19]
Esfuerzos nacionales canadienses
  • Política federal de conservación de humedales [111]
  • Otras políticas individuales de base provincial y territorial [111]

Lista de tipos de humedales

Los siguientes tres grupos se utilizan en Australia para clasificar los humedales por tipo: humedales marinos y de zonas costeras, humedales continentales y humedales artificiales. [112]

Existen otros sistemas de clasificación de humedales. En Estados Unidos, los más conocidos son el sistema de clasificación Cowardin [113] y el sistema de clasificación hidrogeomórfico (HGM). El sistema Cowardin incluye cinco tipos principales de humedales.

Nombres de humedales

Variaciones de nombres para sistemas de humedales:

  • Brazo pantanoso
  • Pastizales y sabanas inundadas
  • Pantano
    • Marisma salobre
    • Marisma de agua dulce
  • Fango
    • Pantano
    • Pantano
  • Zona ribereña
  • Pantano
    • Bosque pantanoso de agua dulce
    • Pantano de coníferas
    • Bosque de turberas
    • Manglar
  • Piscina primaveral

Ver también

  • Humedal convertido
  • Estuario
  • Ecosistemas dependientes del agua subterránea
  • Humedales mediterráneos
  • Paludificación
  • Mudar

Referencias

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