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Coastal & Estuarine Science News (CESN)

Coastal & Estuarine Science News (CESN) es una publicación electrónica gratuita, que brinda resúmenes breves de artículos seleccionados de la publicación científica Estuaries & Coasts, que hace énfasis en las aplicaciones de gestión de los hallazgos científicos.

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Febrero 2022 (Español)

Contenido

¿Qué factores contribuyen a mejorar los servicios de filtración que prestan las ostras?
Modelando los procesos de transporte en el golfo de México
¿Qué hay sobre los puertos?
Llegando hasta las aguas hipóxicas del fondo


¿Qué factores contribuyen a mejorar los servicios de filtración que prestan las ostras?

El Ostión americano[1] puede filtrar el 60% del volumen del estuario

Uno de los más valiosos servicios ecosistémicos que prestan las ostras es su capacidad para mejorar la calidad y transparencia del agua, ya que, gracias a su actividad filtradora, retiran de la masa de agua la materia particulada en suspensión para, luego, ingerirla. Las poblaciones saludables de ostras, que ejercen mecanismos de control descendente[2] sobre el fitoplancton, pueden mejorar drásticamente la calidad del agua. Sin embargo, cabría preguntarse qué factores influyen en qué lugares o escenarios específicos se proveerán estos servicios de filtración.

En este estudio, un equipo de científicos cuantificó los servicios de filtración que presta el Ostión americano (Crassostrea virginica), en el sistema del estuario Guana-Tolomato-Matanzas (GTM), situado en el noreste de la Florida (EE.UU.). Este estuario cuenta con un flujo de circulación fuerte y una gran abundancia de ostras, que, probablemente, se asemeja a los niveles de abundancia de las poblaciones originales de ostras, descritas hace siglos. El equipo de científicos usó un modelo numérico, que incluía múltiples escalas espaciales (ej. arrecife, cuenca, estuario) y examinó, con detalle, la forma en que influyen factores como el tiempo de residencia del agua, el tamaño del arrecife, la concentración de partículas y otros factores físicos, con el fin de aumentar el realismo ecológico.

Los resultados del análisis sugieren que, en el estuario GTM, los arrecifes de ostras pueden filtrar, aproximadamente, el 60% del volumen del estuario, durante el tiempo de residencia del agua dentro del sistema. No obstante, fue la refiltración del agua, efectuada por las poblaciones de arrecifes de ostras, río abajo – en lugar del tiempo de residencia del agua – lo que permitió explicar mejor la importancia de la contribución de los arrecifes individuales de ostras con la mejora de la calidad del agua del estuario, gracias a los servicios de filtración que prestan.

Las conclusiones de este estudio sugieren que las predicciones de los servicios de filtración de las ostras deben considerar otros factores, además del tiempo de residencia del agua, e incluir las estimaciones de la distribución espacial de los arrecifes de ostras, en el estuario, y la hidrodinámica local. Adicionalmente, se debe considerar, explícitamente, los efectos de la refiltración del agua, río abajo, en los planes de restauración y manejo, donde la calidad del agua reviste de una importancia especial. Finalmente, dar prioridad a los esfuerzos de restauración de las poblaciones de ostras, en áreas que cuentan con tiempos de residencia largos y altas tasas de encuentro de partículas, puede ayudar a optimizar la inversión de recursos y maximizar la efectividad de los objetivos de manejo y restauración de los arrecifes de ostras.

Fuente: Gray, M.W. et al. 2021. Beyond Residence Time: Quantifying Factors that Drive the Spatially Explicit Filtration Services of an Abundant Native Oyster Population (Más allá del tiempo de residencia del agua: cuantificando los factores que impulsan los servicios de filtración, que presta una población abundante de ostras nativas, en escenarios espacialmente explícitos). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-021-01017-x


[1] También se le conoce como Ostión del este u Ostión de Virginia.
[2]También se le conoce como control top-down. Cuando un superdepredador controla la estructura o dinámica de la población del ecosistema.


Modelando los procesos de transporte en el golfo de México

Pronóstico retrospectivo de la expansión del petróleo vertido por la plataforma Deepwater Horizon, en el golfo de México

Los procesos de transporte asociados con los aportes fluviales, los vientos, las olas y las mareas cumplen un papel importante en la modulación de la geomorfología costera, la biogeoquímica, la calidad del agua y las redes tróficas[1]. Ahora bien, en respuesta al derrame de crudo de la plataforma petrolífera Deepwater Horizon, en el 2010, se creó la Iniciativa de Investigación del Golfo de México (GoMRI, por sus siglas en inglés) con la finalidad de brindar oportunidades para el estudio de los procesos de transporte, en la región del golfo de México. Asimismo, para realizar pronósticos más precisos de la expansión del petróleo, un equipo de investigación, conformado por, aproximadamente, 24 científicos,  revisó los esfuerzos de modelación numérica, en el golfo de México, centrándose en cinco procesos específicos de transporte y sus interacciones, a lo largo del continuum río-océano[2], según se detalla: (1) intercambio de agua y materiales entre los humedales, estuarios y la plataforma; (2) interconexión río-estuario; (3) procesos de transporte en la zona cercana a la costa y en las entradas de marea; (4) procesos de transporte en océano abierto y (5) transporte a través de la cuenca y en los frentes generados por la descarga del río.

Estos cinco sistemas interconectados actúan a diferentes escalas, espaciales y temporales, y proporcionan conocimientos diferentes, en lo que respecta al movimiento de los parches de petróleo, en la superficie del agua. Asimismo, se requiere un conjunto de modelos combinados o acoplados para comprender el panorama total. Los modelos de océano abierto son necesarios para determinar el suministro y movimiento del petróleo a las áreas cercanas a la costa. Sin embargo, los frentes fluviales también cumplen un papel en la canalización del petróleo a distancia de la descarga. Por su parte, los modelos de la zona cercana a la costa ayudan a predecir hacia qué entradas de marea llegará el petróleo. Finalmente, los modelos, que combinan ríos, estuarios y la plataforma, sirven para determinar hacia dónde se dirigirá la descarga del río Mississippi y sus diversos desvíos. Sin embargo, la manipulación de las bocas de salida de agua de los desvíos del río no impide, con efectividad, que el petróleo llegue a las playas y humedales. 

En ese estudio, se evaluó la eficacia de una serie de modelos de derrame de petróleo mediante el método de seguimiento de partículas[3] y la correlación con datos de las pesquerías y otros datos sobre recursos biológicos – y se halló debilidades en la precisión de las simulaciones de los modelos. Se requiere modelos totalmente combinados, a lo largo del continuum río-océano, y una mayor cantidad de información de base (recursos físicos y biológicos), así como una mejor combinación con los modelos atmosféricos y la información con el fin de determinar, con precisión, el lugar hacia donde llegaría el petróleo, producto del derrame.  En caso de no contar con modelos numéricos combinados[4] y de alta calidad listos, antes de la ocurrencia de un desastre, las respuestas del ecosistema se verán seriamente afectadas y se correría el riesgo de gastar recursos en los esfuerzos errados.

Fuente: Justić, D. et al. 2021. Transport Processes in the Gulf of Mexico Along the River‑Estuary‑Shelf‑Ocean Continuum: a Review of Research from the Gulf of Mexico Research Initiative (Procesos de transporte, en el golfo de México, a lo largo del continuum Río-Estuario-Plataforma-Océano: Revisión del estudio de la Iniciativa de Investigación del Golfo de México). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-021-01005-1


[1] Trama de cadenas tróficas, conjunto de interacciones de alimentación entre los organismos de una comunidad ecológica.
[2] Abreviado de río-estuario-plataforma-océano.
[3] Método numérico de seguimiento de partículas para aplicaciones en modelado físico-biológico del océano, que permite estudiar las trayectorias y el transporte de partículas que derivan en el océano.
[4] También se denominan modelos acoplados. Tipo especial de modelo, que incluye tanto el océano como la atmósfera.


¿Qué hay sobre los puertos?

¿Cómo minimizar los impactos ambientales acumulativos de los puertos?

Si bien los pequeños puertos brindan acceso a los estuarios y a las vías de navegación costeras, también afectan la función ecológica de los ecosistemas de la zona costera, alterando las condiciones ambientales, que, a su vez, pueden afectar el hábitat y las comunidades acuáticas. En este estudio, un equipo de científicos revisó los impactos ambientales potenciales de los principales componentes de la estructura de los puertos (pilotes, cubierta y soportes de flotación) en la flora y fauna estuarina y costera – centrando su atención en las marismas salinas y la vegetación acuática sumergida (VAS), en Nueva Inglaterra (EE.UU.), dada su vulnerabilidad a la alteración del hábitat debido a la construcción de este tipo de estructuras.

Los impactos ambientales de los puertos, dependen del tamaño, diseño y ubicación de la estructura, y pueden incluir efectos a corto y largo plazo. En el caso de los componentes estructurales, la instalación de pilotes desplaza los hábitats naturales existentes, creando otros nuevos y representa una fuente directa de alteración del hábitat. Asimismo, los soportes de flotación también pueden ocasionar impactos directos, tales como el aplastamiento de la vegetación, cuando dichos soportes permanecen asentados, en el sustrato, o la elevación o bombeo de los sedimentos, a medida que suben y bajan con la marea, afectando la transparencia del agua. En el caso de la cubierta y los pilotes, estos pueden ocasionar impactos ambientales indirectos a los recursos marinos, a través de la lixiviación de metales pesados, en el ambiente acuático. Finalmente, los tres componentes estructurales conllevan a la pérdida de hábitat de la marisma salina por efecto de sombra crónica (reducción de la luz).

Aunque los impactos ambientales de los puertos individuales son, generalmente, menores, la proliferación de construcciones de este tipo, que coinciden con áreas costeras sensibles, pueden ocasionar una mayor alteración, fragmentación y pérdida de hábitat. Ahora bien, es posible evitar estos efectos empleando métodos de acceso alternativos como el uso de rampas para botes públicas y la construcción de puertos comunitarios. Sin embargo, cuando esto no sea posible, la adopción de buenas prácticas de gestión (BPGS), que incluyan la ubicación, el tiempo, los métodos de instalación, materiales y diseños empleados en la construcción de los puertos, puede ayudar a reducir los impactos ambientales. No obstante, la adopción de buenas prácticas de gestión, sin considerar los impactos ambientales acumulativos de la creciente proliferación de puertos, puede infundir una falsa sensación de conservación del medio ambiente.

Los autores del estudio recomiendan mapear las áreas de recursos importantes y cuantificar los impactos acumulativos, a nivel del ecosistema, para ubicar los puertos individuales en contexto, mediante la adopción de buenas prácticas de gestión, para reducir los impactos ambientales a los recursos sensibles, y la implementación de estrategias de mitigación, necesarias para evitar la pérdida neta de hábitat en el  sistema.

Fuente: Logan, J.M. et al. 2021. A Review of Habitat Impacts from Residential Docks and Recommended Best Management Practices with an Emphasis on the Northeastern United States (Revisión de los impactos ambientales en el hábitat debido a la construcción de puertos residenciales y recomendación de buenas prácticas de gestión, con énfasis en el noreste de los Estados Unidos de Norteamérica)Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-021-01006-0


Llegando hasta las aguas hipóxicas del fondo

Manejando los bajos niveles de oxígeno disuelto en el estuario del río de las Perlas, en China

El contenido de oxígeno disuelto[1] (OD) en el agua de mar es importante para mantener el crecimiento y la reproducción de la flora y fauna marinas. Sin embargo, el agravamiento de la hipoxia (escasez de oxígeno) constituye un creciente problema, en los estuarios, a nivel mundial. Ahora bien, el oxígeno disuelto es un indicador de la calidad del agua, que puede verse afectada por procesos tanto físicos como bioquímicos. De modo que para comprender mejor las causas de los bajos niveles de OD, observados, en el estuario del río de las Perlas (China), los científicos usaron un modelo combinado físico-biogeoquímico con el fin de estudiar los patrones de hipoxia en un ciclo intra-anual. Este estuario, situado en el mar del sur de China, se encuentra rodeado por varias megaciudades y ha experimentado, cada vez más, incidentes de hipoxia, durante los últimos treinta años – que se concentra en las aguas del fondo, cerca de la desembocadura del estrecho de Humen[2] (Cantón, China) y el sub-estuario, situado fuera de Modaomen y Jitimen.

En este estuario, los grandes aportes de agua dulce, procedentes del río de las Perlas, durante el verano, originan una fuerte estratificación del agua, dificultando, significativamente, el intercambio de OD entre las aguas superficiales y del fondo. La hipoxia comienza a surgir en el mes de mayo, su punto máximo es en agosto y, por lo general, desaparece en noviembre. Los resultados del estudio muestran diferencias en la causa directa de la hipoxia, en las dos áreas mencionadas: cerca a Humen, la hipoxia, probablemente, se origina por el aporte de agua con bajas concentraciones de OD, desde aguas arriba del río, mientras que fuera de Modaomen y Jitimen, las bajas concentraciones de OD, probablemente, se deben a una alta demanda de oxígeno por sedimentos (DOS). Por su parte, los aportes de  carbono orgánico particulado, arrastrados por el río y procedentes de fuentes terrestres (que se deposita en el fondo del estuario), es, probablemente, la causa última de la mayor parte de la demanda de oxígeno por sedimentos, en el sistema. Ahora bien, el análisis muestra que existe un retraso, de dos meses, entre el aporte del contaminante orgánico (carbono orgánico particulado), procedente de fuentes terrestres, y las bajas concentraciones de OD, en el agua del fondo. De modo que, a medida que la demanda de oxígeno por sedimentos disminuye, en otoño e invierno, los niveles de oxígeno disuelto se recuperan gradualmente.

Aunque el problema de la hipoxia puede ser difícil de abordar, los modelos, como el usado en el presente estudio, pueden proporcionar una mejor comprensión sobre cómo y por qué se desarrolla en un área determinada. Con respecto al estuario del río de las Perlas, las acciones que aumentan las concentraciones de oxígeno en el agua del río, conjuntamente con aquellas que disminuyen el aporte del contaminante orgánico, procedente de fuentes terrestres, podrían ayudar a reducir la ocurrencia de los eventos de hipoxia.

Fuente: Zhang, Z. et al. 2021. On the Intra‑annual Variation of Dissolved Oxygen Dynamics and Hypoxia Development in the Pearl River Estuary (Sobre la variación intra-anual de las dinámicas del oxígeno disuelto y el desarrollo de hipoxia, en el estuario del rio de las Perlas). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-021-01022-0


[1] Medida de la cantidad de oxígeno disuelto en un sistema.

[2] También conocido como La Bocca Tigris, estrecho en el delta del río de las Perlas  y lugar donde este río desemboca en el mar de China meridional.