Módulo 5. Factores ambientales relacionados con los ecosistemas acuáticos. Introducción

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1 Módulo 5 Factores ambientales relacionados con los ecosistemas acuáticos Introducción Existen factores ambientales que inciden sobre la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. Estos factores son la radiación solar, la precipitación, la humedad relativa y el viento. El clima puede definir el grado de influencia de estos factores sobre los ecosistemas; sin embargo, en términos hidrobiológicos los microclimas y el estado del tiempo influyen de manera directa sobre los cuerpos de agua dulce en una cuenca. El conjunto de factores físicos y químicos que inciden sobre los cuerpos de agua se conocen como factores abióticos. Mire en el mapa conceptual de la multimedia, en el botón FACTORES AMBIENTALES, la biografía de Ramón Margalef.

2 Capítulo 2. Ecosistemas acuáticos Contenido 5.1 Factores ambientales Factores abióticos Pisos térmicos Factores ambientales Existe una amplia lista de factores que inciden sobre la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. Esa lista la encabezan la radiación solar, la precipitación, la humedad relativa y el viento. Los factores físicos y químicos que inciden sobre los cuerpos de agua se conocen como factores abióticos. El clima puede definir el grado de influencia de estos factores sobre los ecosistemas. Sin embargo, en términos hidrobiológicos los microclimas y el estado del tiempo influyen de manera directa sobre los cuerpos de agua dulce en una cuenca. En la figura 5.1 se observan los principales elementos constitutivos del ciclo hidrológico. El total de agua en la tierra es de 1386 millones de kilómetros cúbicos, de los cuales 96,5% son aguas marinas, 2,5% corresponde a agua dulce y el resto corresponde a agua salada y subterránea continental (Bick, 1993) Factores abióticos Son factores ambientales que influyen en la estabilidad y productividad de los ecosistemas acuáticos. Nubes Evaporación de la vegetación, del suelo Precipitación (nieve, lluvia, granizo) Formación de nubes Energía solar Vegetación Ríos y arroyos Infiltración Superficie del terreno Escorrentía superficial Suelo Aguas subterráneas Océano Transpiración Figura 5.1. Elementos constitutivos del ciclo hidrológico. Como se observa en la figura 5.1, la radiación solar dinamiza el proceso de formación de nubes como consecuencia de la evaporación del agua superficial en mares y océanos. El agua evaporada llega a la atmósfera y se condensa en nubes. Luego, por la acción del viento, las nubes son llevadas hasta las masas continentales, donde se precipitan como lluvia y generan agua de escorrentía. Parte de esta agua es tomada por la biota, otra parte se infiltra y otra fluye a través de ríos y se deposita en lagos; posteriormente, una parte retorna al océano. Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia-Programa de Educación Virtual Ude@

3 Módulo 5. Factores ambientales relacionados con los ecosistemas acuáticos En los cuerpos de agua (ríos, lagos y ciénagas), factores como el calor, el viento y la precipitación inciden sobre su funcionamiento (figura 5.2). Precipitación 53 Viento Peces Temperatura ambiente Plancton Macrofitas Bacterias Figura 5.2. Factores abióticos que inciden sobre los ecosistemas acuáticos. La radiación solar, representada por la luz y el calor, incide sobre los cuerpos de agua favoreciendo la fotosíntesis, y el calor incide sobre la estructura térmica de los cuerpos de agua, tal como se explicó en el módulo 3. El viento, a su vez, afecta el espejo de agua produciendo perturbaciones físicas, como las ondas que se desplazan sobre la superficie, e incluso puede favorecer la mezcla del agua si su influencia es suficiente para vencer la resistencia termal relativa de las capas superiores. Vientos superiores a 3 m/s pueden ser importantes para inducir la mezcla en el cuerpo de agua. Las plantas acuáticas, especialmente las pleustónicas, dependen de la acción del viento para su distribución sobre el espejo de agua. El epineuston puede afectarse por la acción del viento cuando alcanza valores superiores a 3 m/s. La temperatura ambiente en una cuenca es el resultado de la combinación entre la radiación solar y el viento. La vegetación terrestre es un indicador de esta combinación de factores, y su presencia es un regulador del ciclo hidrológico en la cuenca. Por su parte, la precipitación en una cuenca es un factor abiótico determinante de la disponibilidad de agua, la red de drenaje y su depósito en las cubetas de agua, como estanques, lagos, embalses y ciénagas. En la masa de agua se pueden mencionar como factores abióticos relevantes la densidad, el calor específico, la viscosidad y la tensión superficial. La densidad del agua se relaciona directamente con su temperatura. Así, el agua cálida se encuentra en la superficie de los cuerpos de agua dado que presenta menor densidad que el agua fría. El agua alcanza su máxima densidad a 3,94 C, y por debajo de este valor disminuye. De esta manera, a 0 C el agua sólida o hielo es menos densa que Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia - Programa de Educación Virtual Ude@

4 Capítulo 2. Ecosistemas acuáticos el agua líquida y por ello flota (figura 5.3) (Roldán y Ramírez, 2008). La densidad del agua a 25 C es de 997,075 kg/m 3 (Schwoerbel, 1993). 1, Densidad 0,998 0,996 0,920 0, Temperatura ( C) Figura 5.3. Relación entre la densidad del agua pura y la temperatura del agua (tomada y modificada de Roldán y Ramírez, 2008). La mayoría de los procesos vitales en el agua se dan entre 10 y 30 C. Por fuera de este rango, los procesos biológicos operan bajo condiciones extremas. Así, en agua fría el metabolismo se reduce y las formas de vida son poco activas. Por encima de 30 C, como ocurre en algunas ciénagas de nuestro país, organismos como los peces viven bajo estrés térmico. Pese a lo anterior, el agua como líquido vital posee un alto calor específico de 4,186 J/kg a 15 C (Schwoerbel, 1993). Esto induce procesos térmicos regulados, es decir, el agua se calienta y pierde calor lentamente, dando como resultado una alta estabilidad térmica que favorece los procesos vitales. El calor específico se refiere a la cantidad de calor que se necesita para elevar en 1 C un gramo de agua. Este factor contribuye en la estabilidad calórica del agua. La viscosidad del agua, o sea su resistencia a fluir, es inversamente proporcional a la temperatura del agua. Si se dan cambios importantes de temperatura en el agua y de concentración de sales en la misma, puede cambiar la viscosidad y se producen efectos sobre el desplazamiento de los organismos. Así, a temperaturas altas cercanas a 30 C, la viscosidad se reduce y puede incidir sobre el movimiento de formas de vida, especialmente aquellas que se desplazan en la columna de agua. La viscosidad del agua a 25 C es de 0,890 * 10-3 Pa $ s (pascales por segundo) (Schwoerbel, 1993). Sobre el espejo de agua, la tensión superficial puede incidir sobre la presencia, abundancia y distribución de neuston. Estas formas de vida requieren la tensión superficial del agua para su desarrollo. El agua se agrupa en conglomerados de 100 moléculas ocupando espacios reducidos y produciendo una interfase agua-aire que soporta una biota representada básicamente por invertebrados acuáticos, protozoos y plantas acuáticas (Roldán y Ramírez, 2008). Este factor está también asociado a la disponibilidad de oxígeno disuelto en el agua. La tensión superficial del agua a 25 C es de 71,97 * 10-3 N/m (Schwoerbel, 1993). Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia-Programa de Educación Virtual Ude@

5 Módulo 5. Factores ambientales relacionados con los ecosistemas acuáticos Pisos térmicos Otro factor abiótico que se debe tener en cuenta en el estudio de los ecosistemas acuáticos es la altura sobre el nivel del mar (msnm). La altura sobre el nivel del mar y las características climáticas según la posición latitudinal y longitudinal en el globo terrestre permiten definir aproximadamente diferentes pisos térmicos, que se utilizan para nombrar las diferentes zonas de vida. Piso térmico tropical o cálido (T): msnm & T > 24 C. Piso térmico templado o premontano (PM): entre msnm & T C. Piso térmico frío o montano bajo (MB): entre msnm & T C. Piso térmico páramo o montano (M): entre msnm & T 6-12 C. Piso térmico subalpino (SA): entre msnm & T 3-6 C. Piso térmico alpino (A): entre msnm & T 1,5-3 C. Piso térmico nival (N): >>> 6000 msnm & T < 1,5 C. 55 En nuestro país, los lagos y humedales de alta montaña están ubicados por encima de 3000 msnm. Los embalses construidos para suministro de agua y generación de energía eléctrica están ubicados aproximadamente a 2000 msnm en el piso térmico frío o montano bajo. Los embalses construidos para generación de energía eléctrica se ubican en el piso térmico templado o premontano, entre 1000 y 2000 msnm. En tanto, las ciénagas, principales cuerpos de agua leníticas de nuestro país, se encuentran en su mayoría por debajo de 1000 msnm, en el piso térmico tropical o cálido. Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia - Programa de Educación Virtual Ude@