El agua en los ecosistemas

El agua en los ecosistemas:
motor y sustancia de la vida
Introducción
La vida en la Tierra, como se ha dicho repetidamente, depende del agua. Las dos terceras
partes de la Tierra están cubiertas de agua salada y conforman un ecosistema amplio y
complejo. La vida en el tercio restante del planeta azul (incluyendo al hombre) aunque
asentada sobre los continentes depende en gran manera de la disponibilidad de agua
dulce. Los paisajes de la tierra se pueden caracterizar a grandes rasgos según la
disponibilidad total de agua y su distribución temporal. Las diferencias entre un desierto y un
bosque tropical son obvias y a veces se encuentran a pocos kilómetros de distancia. Aunque el
mar cubra gran parte de la tierra y siempre haya sido un atractivo para el hombre por su
inmensidad el hombre depende del agua dulce. Los lagos, embalses, ríos, aunque ocupan una
mínima parte de la superficie de los continentes mantienen una biodiversidad muy elevada y
son la fuente del agua dulce para todos los organismos no marinos. Es en estos ecosistemas
donde la confrontación entre el uso del agua por el hombre frente a la conservación del
recurso se hace cada vez mas patente. Hoy en día la huella del hombre ha llegado a los
rincones más lejanos de la tierra, desde los hielos antárticos hasta los fondos abisales.
En este artículo hablamos del agua como motor y sustancia de la vida. Como motor nos
referimos a su uso por los organismos como elemento clave de su trabajo, como sustancia por
que forma parte de su entramado vital, muy especialmente para los organismos que viven en
los ecosistemas de agua dulce.
La importancia del agua para el hombre es tal que su busca y
captura ha sido esencial para todas las civilizaciones.
El Valle de la Muerte con el fondo del lecho lleno de sal por la evaporación del agua
contrasta con este bosque de una zona húmeda. La disponibilidad de agua es la clave
de la diferencia entre ellos (Fotografías N.Prat & M. Rieradevall).
El ciclo hidrológico
El ciclo hidrológico del agua es la base del funcionamiento de todos los ecosistemas
continentales. La evaporación del agua es el origen de la lluvia de la cual depende tanto la
producción vegetal como la escorrentía superficial que alimentará ríos y lagos. El agua de la
lluvia puede escurrirse rápidamente hacia los cursos fluviales que la recogen, infiltrarse en el
sustrato o evaporarse directamente.
La importancia del agua para el hombre es tal que su busca y
captura ha sido esencial para todas las civilizaciones
.
El agua de lluvia proviene de la condensación del agua evaporada en el mar y sobre los
continentes. Esta evaporación es posible gracias a la energía que proviene de sol; casi una
cuarta parte de toda la energía solar es usada en la evaporación del agua. La mayor parte del
agua de lluvia cae en el mar. De la que cae en los continentes y circula por los ríos casi dos
terceras partes se evaporan y transpiran (evaporación directa o transpiración por las plantas)
mientras que el resto circula desde la montañas por los ríos y lagos, puede quedar
temporalmente almacenada en acuíferos y al final va a parar al mar. Este viaje lo hacen cada
año unos 40.000 Kilómetros cúbicos de agua al año y forman tanto la base de la vida en los
ecosistemas acuáticos como de los recursos usados por el hombre.
La importancia del agua para el hombre es tal que su busca y captura ha sido esencial para
todas las civilizaciones. Estas fueron tan dependientes del líquido elemento que las
civilizaciones antiguas mas florecientes se establecieron siempre cercanas a un gran río; a una
fuente de agua fiable. Con el tiempo el hombre aprendió a dominar los ríos y a usar el agua de
los acuíferos. Hoy en día el hombre es capaz de almacenar grandes cantidades de agua en los
depósitos que ha construido (embalses) y desde allí transportarla a lugares lejanos donde es
usada en múltiples actividades. Así se han construido verdaderas ciudades en lugares
desérticos donde nunca se habría soñado edificar tales aglomeraciones humanas. Sin duda uno
de los ejemplos más dramáticos es el de la ciudad de Las Vegas.
Sin duda también la especie humana es la que mas alterado el ciclo del agua. La captación
para ciudades, terrenos agrícolas e industrias o su uso para refrigeración de las centrales
térmicas o nucleares, ha cambiado en ciclo del agua tanto cuantitativa como cualitativamente.
Ríos antes llenos de agua y vida son ahora secarrales como el gran río Colorado que apenas
aporta agua al mar por el uso intenso que se hace de sus aguas, para agricultura
especialmente.
Una cuarta parte del agua del planeta va al mar a través del río
Amazonas y es impensable el traslado de esta agua a zonas
áridas (por ejemplo al Sahara).
De los 40.000 Km3 de agua que circulan por la tierra, unos 2/3 no son usables por el hombre
ya que se sitúan en zonas remotas o en zonas donde las necesidades de agua son mucho
menores de los recursos existentes. Piénsese que casi una cuarta parte del agua del planeta va
al mar a través del río Amazonas y es impensable el traslado de esta agua a zonas áridas (por
ejemplo al Sahara). Del tercio restante usable por el hombre (unos 12.000 Hm3/año), mas de
la mitad lo son ya actualmente de forma directa o indirecta por el hombre.
Entre los usos humanos hay que distinguir aquellos que después de usar el agua la devuelven
a los ecosistemas de donde los captaron (ríos o lagos); son los usos no consuntivos como el
agua que usamos en nuestras duchas. En cambio cuando el agua se evapora directamente
(una caldera por ejemplo) o se usa para regadío (transpiración), el vapor de agua desaparece
de los ecosistemas acuáticos de donde se captó. A este uso lo llamamos consuntivo. Pues bien,
de los 6.873 Km3 de agua que usa la humanidad, mas de 1/3 es uso consuntivo, mientras que
el resto son otros usos. Como vemos el hombre tiene ya hoy en día un impacto impresionante
en el ciclo del agua; una sola especie usa mas de 1/3 de toda el agua del ciclo hidrológico.
Los efectos de este uso intensivo sobre los ecosistemas acuáticos son inmensos. La
desaparición del agua debido a la captación, transporte y uso a lugares lejanos puede dejar
ríos o lagos con muy poco agua o totalmente secos, como el Mar de Aral, donde además de la
extinción de todos los organismos que lo poblaban ha originado la ruina de los pueblos que
habitaban sus orillas. Junto a las evidentes ganancias derivadas por el uso agrícola del agua en
muchos países, los efectos ambientales han sido también enormes.
El uso intensivo del agua en la ciudad de Las Vegas, situada en
medio de un desierto, es posible gracias al gran embalse de la
presa de Hoover.
El uso intensivo del agua en la ciudad de Las Vegas (izquierda) situada en medio de
un desierto es posible gracias al gran embalse de la presa de Hoover (derecha) que
se encuentra en el cercano río Colorado. Sin embargo los efectos ambientales de esta
presa sobre el bajo Colorado y su delta (situado en Méjico) han sido enormes
(Fotografías N.Prat & M. Rieradevall).
El agua en los ecosistemas: motor y sustancia de la vida
El agua, motor de la biosfera
El destino del agua de la lluvia cuando llega al suelo depende en gran manera de la cobertura
del mismo, de los materiales geológicos que forman el sustrato y de la pendiente del terreno
así como de la intensidad de la propia lluvia. La proporción de agua que se infiltra en el
terreno depende en gran parte de la constitución geológica del terreno pero también de la
cobertura vegetal.
La vegetación tiene un papel importantísimo en la regulación del flujo de agua en una
cuenca. Cuando existe una cobertura arbórea bien constituida, gran parte del agua es usada
por la vegetación y devuelta en forma de vapor a la atmósfera mediante el proceso de
transpiración. La evapotranspiración (suma de la evaporación directa y la transpiración de los
vegetales) está muy relacionada con la temperatura ambiente. Así en climas húmedos y fríos,
gran parte del agua precipitada no es usada por la vegetación y poca es evaporada
directamente y por ello el flujo de los ríos en estas regiones es importante. En cambio en
zonas más cálidas y poco lluviosas, gran parte del agua es usada por la vegetación o
evaporada directamente del suelo y muy poca fluye a través de los ríos, excepto en los
momentos de lluvias torrenciales.
Cuando existe un suelo bien constituido y sobre el un bosque, gran parte del agua de lluvia
es acumulada en el suelo y usada por las plantas. El agua se usa como vehículo de transporte
para llevar las sustancias nutritivas de las raíces a las hojas; sin agua no hay transporte. El
99% del agua que capta un árbol es evaporada. La transpiración es el motor que hace
funcionar los árboles. Sin agua el motor no funciona a pesar de que pueda haber la luz
necesaria para realizar la fotosíntesis. En los ecosistemas donde el agua es abundante y el
suelo profundo, con las temperaturas adecuadas, los árboles tienen gran cantidad de
combustible para su motor evaporativo y pueden crecer en altura o en porte. Las selvas
ecuatoriales son el mejor ejemplo de ello.
La presencia de la vegetación es clave en la regulación del
tipo de flujo en los ríos, principalmente en las crecidas. Una
cuenca de un río con vegetación retiene el agua de lluvia ya
que las raíces favorecen la infiltración y el suelo actúa como
una esponja.
En los ecosistemas mediterráneos y semiáridos gran parte del agua del suelo se destina a
transpiración. Pocas veces la "esponja" que son los suelos de la cuenca se llena aunque las
lluvias intensas en muchos casos hacen que el agua se escurra por la superficie del terreno y
provoque las inundaciones que todavía nos sorprenden pero que son habituales en este tipo
de ambientes.
Por otra parte la presencia de la vegetación es clave en la regulación del tipo de flujo en los
ríos, principalmente en las crecidas. Una cuenca de un río con vegetación retiene el agua de
lluvia ya que las raíces favorecen la infiltración y el suelo actúa como una esponja. Hasta que
el suelo no esta totalmente saturado (dependiendo de la intensidad de la lluvia) no se
produce una crecida importante del caudal del río que drena la cuenca. La ausencia de
vegetación hace que disminuya la infiltración del agua y la falta de suelo impide la
acumulación de gran parte del agua en el mismo. Al mismo tiempo se acumula de forma
inmediata gran parte del agua en el río con lo que se produce una crecida instantánea y de
poca duración. Esto contrasta con las crecidas mas suaves y persistentes en el tiempo de las
cuencas forestadas que sin embargo no llegan a máximos tan importantes como en el caso
anterior con lo que el riesgo de inundación disminuye. El mismo efecto (crecidas más fuertes
y abruptas en las partes bajas) tiene la creciente urbanización del territorio así como la
eliminación de las áreas inundables de los cauces de los ríos por construcción de autovías o
su canalización.
Las relaciones entre precipitación y temperatura media conforman los grandes tipos de clima
que a su vez influyen de forma trascendental en los tipos de vegetación y por ende en el flujo
de los ríos. En España se sigue, en general, un gradiente climático noroeste sudeste que es
también un gradiente de vegetación. El agua es el elemento clave de este gradiente y la
responsable junto a la temperatura de los grandes tipos de paisaje español. En el noroeste
peninsular y en las montañas, con precipitaciones elevadas y temperaturas suaves o frías la
abundancia de agua origina ríos permanentes cuyas cuencas están ocupadas por hayedos,
robledales, castañares o pinares de pino rojo. En el sureste peninsular la falta de agua y las
temperaturas elevadas provocan unas condiciones de zona semi-árida con vegetación escasa
y adaptada a las cortas y torrenciales lluvias. En posición intermedia se encuentran todas las
formaciones mediterráneas adaptadas por lo menos a una estación seca. El agua es, pues, un
elemento clave en determinar el paisaje y los tipos de ecosistemas acuáticos que pueden
presentarse en nuestra geografía.
En algunas zonas las manchas de vegetación dependen en
gran parte de los aportes de aguas subterráneas, formando
rodales o pequeños bosquetes. Estos aportes subterráneos
son fuente importante de biodiversidad
Este gradiente no es en absoluto uniforme y está salpicado de condiciones particulares y de
características locales del clima. Por ejemplo en las zonas mesetarias la precipitación es
relativamente baja y las temperaturas extremas en verano e invierno, y ello produce
condiciones difíciles para la vegetación que además ha estado alterada por la acción humana
desde hace mucho tiempo. En estas zonas (como en la mayoría de España) la vegetación
aparece más como manchas que como masas continuas. Existen unas condiciones mínimas y
máximas para la existencia de ciertos tipos de vegetación y estas condiciones las marca en
gran manera la disponibilidad de agua junto a la temperatura.
En algunas zonas las manchas de vegetación dependen en gran parte de los aportes de
aguas subterráneas, formando rodales o pequeños bosquetes. Estos aportes subterráneos
son fuente importante de biodiversidad. El proceso de infiltración del agua y alimentación de
la vegetación puede ser corto y las aguas reaparecer en acuíferos cercanos del mismo río o
cuenca hidrográfica en cuestión de horas o pocos días o bien puede haber una infiltración
profunda que puede dejar las aguas incluso en acuíferos cautivos (con lo que el tiempo de
permanencia seria teóricamente infinito) o bien en acuíferos que puedan surgir a muchos
kilómetros del punto de infiltración e incluso cambiar de cuenca hidrográfica como ocurre en
el lago de Banyoles. España es rica en estos fenómenos y por ello muchos ecosistemas
acuáticos y manchas de vegetación (especialmente en zonas áridas) dependen de estas
zonas de surgencia y dan lugar a diferentes tipos de humedales.
El agua como sustancia de la vida
Hemos visto que el agua es motor y combustible esencial de la vida en la biosfera terrestre y
como su abundancia condiciona los grandes tipos de paisaje. Pero la presencia de agua en si
misma, acumulándose en grandes o pequeñas masas, es origen de ecosistemas únicos con
multitud de organismos que viven en ella, sea en el mar o en tierra firme. El número de
especies de organismos que viven en los ecosistemas acuáticos es mucho mayor que el de la
biosfera terrestre. El agua no es solo un motor clave para muchos ecosistemas sino
verdadera sustancia que da soporte a la vida misma.
Los ecosistemas acuáticos de agua dulce se caracterizan por su heterogeneidad y la gran
variedad de condiciones que en ellos se producen. Hay masas de agua muy grandes que casi
se comportan como un mar.
Los organismos que viven en el agua han evolucionado en ella desde el principio del origen
de la vida en la tierra. Probablemente la vida se originó en el agua y durante millones de
años, mientras los continentes probablemente tenían poca diversidad, el mar estaba lleno de
vida. Las aguas dulces representan una parte minúscula de toda el agua del planeta, pero
albergan una diversidad proporcionalmente mucho mayor que el mar si comparamos las
extensiones relativas. La mayor parte de los grandes tipos de organismos (mamíferos, peces,
gusanos...) se encuentran tanto en el agua dulce como la marina, pero también hay grupos
prácticamente exclusivos del mar (los erizos y sus parientes) y otros mas propios del agua
dulce (los insectos acuáticos por ejemplo).
Los ecosistemas acuáticos de agua dulce se caracterizan por su heterogeneidad y la gran
variedad de condiciones que en ellos se producen. Hay masas de agua muy grandes que casi
se comportan como un mar (el lago Baikal por ejemplo) y en el otro extremo minúsculas
cavidades que se producen en las rocas por el acumulo de agua de lluvia que albergan
también una vida propia y característica. Sobre los continentes se sitúan los mares mas
salados (como los saladares del altiplano andino) o las aguas mas puras, casi agua destilada
(los lagos andinos). España es un país diverso en lo que hace a los ecosistemas acuáticos. La
Península Ibérica presenta un mosaico de condiciones orográficas, geológicas y climáticas que
genera la presencia de muchos y diversos ecosistemas acuáticos, grandes y pequeños, todos
ellos relativamente bien estudiados y con una gran biodiversidad. Los principales tipos de
ecosistemas que nos podemos encontrar son los siguientes:
La Península Ibérica presenta un mosaico de condiciones
orográficas, geológicas y climáticas que genera la presencia
de muchos y diversos ecosistemas acuáticos, grandes y
pequeños.
Tres de los principales tipos de ecosistemas en España, un lago de montaña, un
lago cárstico y una pequeña charca, representante de los muchos tipos de
humedales que hay en España. (Fotografías de N.Prat, M. Rieradevall y Carolina
Solà).
- Lagos de montaña. En las montañas españolas y especialmente en el Pirineo, la última
glaciación dejó un rosario de lagos (relativamente pequeños) de aguas poco mineralizadas y
cristalinas. El mayor de ellos es el de Sanabria.
- Lagos cársticos. Son lagos de disolución de sales que se forman en algunos lugares de
nuestra geografía ricos en sulfatos y carbonatos. El lago de Banyoles es el mayor de ellos.
- Humedales. Con esta palabra se engloba a un gran número de cuerpos de agua de
características variables, normalmente poco profundos pero que pueden ser muy extensos.
La Península Ibérica es rica en este tipo de ambientes, tanto en su interior donde podemos
tener humedales que pueden ser hipersalinos (el lago de Gallocanta) o en la costa como las
lagunas litorales, entre las que podríamos destacar la Albufera de Valencia entre muchas
otras. Muchos de estos sistemas guardan gran relación con las descargas de agua
subterránea, como los ojos de agua.
- Ríos, rieras, torrentes y ramblas. En ellos el factor diferencial es el flujo de agua que
arrastra materiales y organismos. El transporte horizontal es el factor clave al que tienen que
adaptarse todos los seres vivos que en ellos habitan. Los ríos pueden ser permanentes (con
flujo todo el año), temporales (sin flujo parte del año pero con presencia de pozas en al
época seca) y efímeros (solo flujo en unas pocas semanas o máximo meses después de las
lluvias).
Los ríos son ecosistemas que por su naturaleza se encuentran sometidos a un cambio
constante en diferentes escalas de tiempo. La corriente obliga a una adaptación de los
organismos que viven en él para no ser arrastrados aguas abajo, mientras que las grandes
avenidas provocan cambios en la misma morfología del río que obligan de nuevo a un ajuste
de todas las comunidades. A lo largo de su historia los ríos cambian mucho más que otros
ecosistemas acuáticos, y la heterogeneidad que en ellos se produce es fuente de gran
biodiversidad. Parte esencial del río es su llanura de inundación. En ella se encuentran
multitud de ambientes acuáticos, algunos permanentemente inundados, otros temporales. La
biodiversidad del Amazonas está relacionada con el cambio de nivel del río, sin el cambio
anual que experimenta el río se acabaría la riqueza que es propia de toda la cuenca del
Amazonas.
En las zonas altas los ríos son jóvenes, con fuerte pendiente y un sustrato formado de
gruesos cantos. Las aguas son frías, limpias, sin nutrientes (poco crecimiento algal) y muchas
veces pobres en sales. En estos ambientes dominan los organismos con sistemas de fijación
o mecanismos que impidan su arrastre aguas abajo. Entre los peces la trucha es la especie
dominante. En las zonas medias y bajas la dinámica del río ha ensanchado su curso y lo ha
encajado en sucesivas terrazas. Para entender el río hay que comprender también lo que
pasa en su llanura aluvial. Un elemento esencial de esta zona es el bosque de ribera, un filtro
biológico muy eficaz frente a nutrientes y contaminantes. La comunidad piscícola es mucho
más diversa, con predominancia de ciprínidos. En las zonas bajas la propia dinámica del río
origina la presencia de zonas húmedas que originadas por él, han sido separadas del mismo y
forman un sistema mas cercano a un lago que a un río. Son los galachos, pizancos o madres
viejas, elementos claves del paisaje de los grandes ríos hoy casi desaparecidos o en un
estado de degradación importante por su eutrofización, o la presencia de contaminantes de
los campos vecinos (como el galacho de La Alfranca en el Ebro). La fauna y la flora, el
ecosistema en suma, es totalmente diferente con presencia de una mayor variedad de peces.
Mención aparte merecen los ríos mediterráneos. Encajados muchas veces en valles por la
elevada pendiente y con un régimen muy irregular, se caracterizan por sus riadas a la vez
que en las épocas de aridez pueden quedarse sin flujo. Existe un gradiente norte sur en el
levante español muy marcado, que lleva de ríos permanentes en la parte norte a
intermitentes en el sur de Catalunya hasta llegar a las ramblas por las que no circula casi
nunca agua como en Murcia y Almería. En ellos encontramos a la vez una fauna y flora
especializada (a resistir las sequías por ejemplo) y la presencia de muchas especies con ciclos
de vida flexibles y adaptables a los fuertes y muchas veces imprevisibles cambios que se dan
en ellos.