El concepto River Continuum (RCC) es un modelo para clasificar y describir el agua que fluye, además de la clasificación de secciones individuales de agua después de la aparición de organismos indicadores. [1] La teoría se basa en el concepto de equilibrio dinámico en el que la corriente forma un equilibrio entre parámetros físicos, como ancho, profundidad, velocidad y carga de sedimentos, teniendo también en cuenta factores biológicos. [2] Ofrece una introducción para mapear comunidades biológicas y también una explicación de su secuencia en secciones individuales de agua. Esto permite que la estructura del río sea más predecible en cuanto a las propiedades biológicas del agua. El concepto fue desarrollado por primera vez en 1980 por Robin L. Vannote, con otros investigadores del Stroud Water Research Center . [3]
El concepto River Continuum se basa en la idea de que un curso de agua es un ecosistema abierto que está en constante interacción con la orilla, y que se desplaza desde el nacimiento hasta la desembocadura, en constante cambio. [4] La base de este cambio en el sistema general se debe al cambio gradual de las condiciones ambientales físicas, como el ancho, la profundidad, el agua, las características del flujo, la temperatura y la complejidad del agua. Según la hipótesis de Vannote, que se basa en la teoría geomorfológica física, las características estructurales y funcionales de las comunidades de arroyos se seleccionan para ajustarse a la posición o estado medio más probable del sistema físico. [5] A medida que un río cambia desde la cabecera hasta el tramo inferior, habrá un cambio en la relación entre la producción y el consumo (respiración) del material (relación P/R). Los cuatro científicos que colaboraron con el Dr. Vannote fueron los Dres. G.Wayne Minshall (Universidad Estatal de Idaho), Kenneth W. Cummins (Universidad Estatal de Michigan), James R. Sedell (Universidad Estatal de Oregon) y Colbert E. Cushing (Laboratorio Battelle-Pacific Northwest). El grupo estudió los ecosistemas de arroyos y ríos en sus respectivas áreas geográficas para apoyar o refutar los principios de su teoría original. La investigación resultó en la publicación de 33 artículos científicos (ver anexo a la Bibliografía). El artículo original de 1980 recibió el Premio John Martin de la Asociación de Ciencias de Limnología y Oceanografía (anteriormente Sociedad Estadounidense de Limnología y Oceanografía), que reconoce artículos que aún son relevantes diez años después de su publicación. Las investigaciones posteriores relacionadas con el RCC realizadas por estos científicos han dado lugar a varios artículos científicos más que amplían partes del RCC original.
Las continuas diferencias de propiedades dentro del río dependen principalmente de la composición específica de los organismos en diferentes secciones del agua. [6] A lo largo del continuo del río, la proporción de los cuatro tipos principales de alimentos; Las trituradoras, los recolectores, los herbívoros (raspadores) y los depredadores cambian. Con excepción de los depredadores, todos estos organismos se alimentan directamente de material vegetal (saprobios). [7]
Las trituradoras son organismos que se alimentan de material orgánico particulado grueso (CPOM), como pequeñas secciones de hojas. Ingieren la materia orgánica junto con organismos voluntarios (hongos, microorganismos) adheridos a la fuente. El tamaño preferido del CPOM es de aproximadamente un milímetro, por lo que las trituradoras deben dividirlo en partículas más finas. En el proceso de trituración, gran parte de la materia orgánica, ahora más fina, queda en el sistema y avanza hacia aguas abajo. [8] Algunos trituradores comunes de las aguas de América del Norte incluyen las larvas de efímera ( Ephemeroptera ), Odonata (caballos del diablo) y mosca de piedra ( Plecoptera ), mientras que los decápodos (particularmente el camarón Atyid ) cumplen el mismo papel en ambientes tropicales.
Los organismos recolectores se designan por el uso de trampas u otras características adaptativas para filtrar y capturar materia orgánica. El tamaño de partícula preferido para los recolectores se encuentra entre 0,5 y 50 micrómetros (UPOM = materia orgánica particulada ultrafina y FPOM = materia orgánica particulada fina). Este grupo incluye larvas de moscas , nematodos y muchos otros grupos de animales. [9]
Los herbívoros (raspadores) se alimentan del perifiton que se acumula en estructuras más grandes como piedras, madera o grandes plantas acuáticas. Estos incluyen caracoles , moscas caddis (género Glossosoma) y otros organismos. [10]
Debido a la estructura de la materia orgánica en las diferentes secciones de un río, la composición y frecuencia de estos grupos en una comunidad varían. En los tramos superiores de un río, los trituradores y recolectores constituyen un gran porcentaje del total de macroinvertebrados debido a la presencia excesiva de materia vegetal gruesa. En el tramo medio de un arroyo o río, donde hay más luz disponible, hay un aumento en la proporción de herbívoros debido a la presencia del perifiton. Las trituradoras sólo representan un pequeño porcentaje del total de invertebrados debido a la falta de materia orgánica gruesa que llega aguas abajo. En los tramos inferiores, la materia orgánica ha sido triturada completamente hasta el nivel de FPOM o UPOM (Materia Orgánica Particulada Ultrafina). Debido al aumento de materia orgánica particulada fina, los recolectores son los más abundantes en los tramos inferiores, alimentándose de materia orgánica y películas superficiales. La proporción de depredadores en todas las secciones permanece prácticamente constante y sólo cambia la composición de las especies . La razón de esta distribución uniforme es que los depredadores no dependen del tamaño de la materia orgánica sino de la disponibilidad de animales de presa en el área. [11] Los cambios atípicos en la composición de estos grupos de organismos dentro de un curso de agua, como un mayor número de helicópteros en una zona importante de un río (tramo medio a bajo) o una falta de estos organismos en los tramos superiores, sugieren una posible perturbación. . [12]
El concepto River Continuum asigna diferentes secciones de un río en tres clasificaciones aproximadas. Estas clasificaciones se aplican a todas las aguas fluviales, desde pequeños arroyos hasta ríos y lagos medianos y grandes.
El área del arroyo en los tramos superiores o cabeceras de un sistema de agua suele ser muy estrecha y bordeada por una espesa vegetación costera. Esto impide la penetración de la luz solar, lo que a su vez disminuye la producción de materia orgánica a través de la fotosíntesis en el agua. La mayor parte de la materia orgánica que llega al sistema es en forma de material vegetal alóctono que cae al río, como hojas y palos. En esta sección, la respiración (consumo) supera a la producción (P/R<1). Aquí las trituradoras desempeñan un papel importante en la descomposición del material vegetal grueso. En esta zona se puede esperar la mayor diversidad de material orgánico. [13]
En el curso medio de un río, las estructuras fluviales, como rocas y árboles, desempeñan un papel importante como proveedores de material orgánico como el perifiton y otros materiales orgánicos autóctonos . La relación fotosíntesis/respiración es mayor en esta sección y asciende a P:R > 1. El porcentaje de trituradoras en esta zona es menor que el de las cabeceras, debido a la falta de partículas vegetales gruesas. Los recolectores y herbívoros constituyen la mayor parte de la estructura de macroinvertebrados en esta área, mientras que la proporción de depredadores permanece sin cambios. [14]
En los tramos inferiores, hay un gran flujo de material particulado y también una disminución en la producción a través de la fotosíntesis, debido a un aumento en la turbidez del agua y la película superficial de FPOM suspendido. Aquí, al igual que en las cabeceras, la respiración supera a la fotosíntesis, lo que hace que la proporción nuevamente sea menor que 1 (P: R <1). La comunidad viva en estas zonas está formada casi exclusivamente por coleccionistas, así como por una pequeña proporción de depredadores. [15]
Los continuos cambios en la ruta del agua se deben a diversos factores. Como se describió anteriormente, en su inicio, el río está muy influenciado por material externo al sistema, especialmente material orgánico que es consumido por diversos macroinvertebrados (principalmente trituradores). A medida que se avanza hacia abajo en el sistema, hay un aumento en la producción autóctona (es decir, dentro del sistema) de material orgánico como el perifiton . El alcance de esta producción varía dependiendo de la cantidad de luz solar presente. Esta última zona depende menos del exterior pero sigue estando muy influenciada por los procesos de degradación. En un sistema continuo sin interferencias, como por ejemplo por afluencias, este desarrollo es posible en todos los sistemas fluviales, con algunas variaciones debidas a cambios estacionales y otros factores ambientales (especialmente la temperatura). [dieciséis]
En cualquier punto del sistema cuando se agrega material orgánico, este se usa o almacena, y una pequeña proporción continúa aguas abajo. La energía existente es el factor limitante de crecimiento del sistema, por lo que el sistema se esfuerza por ser lo más eficiente posible. Los recursos gratuitos permitirán que se establezcan nuevos tipos de vida en la comunidad, de modo que los recursos excedentes se exploten rápidamente. Este principio no es exclusivo de los ecosistemas fluviales sino que se aplica a la mayoría de los sistemas. Aquí, sin embargo, juega un papel más importante, porque los recursos no se gastan en un solo lugar, sino que se transportan constantemente hacia abajo. [17]
El aspecto temporal de esta continuidad se puede ver por sus cambios diarios y estacionales. En el transcurso de un día se producen muchos cambios en la estructura de las comunidades vivas, principalmente debido al aumento de la presión de los recursos durante el día (mejor tasa de detección) y a factores abióticos como cambios de temperatura y luz. Los tramos medios son los más afectados por los cambios periódicos diarios, porque aquí se encuentra la mayor biodiversidad , cada uno con diferentes condiciones ideales. [18]
Debido a que existe un uso uniforme de los recursos y una alta estabilidad, las perturbaciones y fluctuaciones suelen corregirse con relativa rapidez. Las desigualdades en el uso de los recursos se compensarán rápidamente, creando un nuevo equilibrio. Además, no hay desarrollo ecológico del sistema (sucesión) y los cambios en el sistema son el resultado de cambios geológicos externos, como un cambio en el nivel del agua que ingresa al sistema, cambios en los aportes orgánicos o terremotos . Sin embargo, incluso después de estos cambios, vuelve a un equilibrio estable y modificado. Esto garantiza que el ecosistema siga siendo un sistema fluvial que funcione de forma óptima. [19]
La primera presentación integral del concepto de 1980 fue parte de una conferencia de dos días en el Stroud Water Research Center, cuyo director principal era Robin Vannote. Fue el resultado de un estudio de varios años realizado por la Fundación Rockefeller . La publicación de la hipótesis se publicó ese mismo año con el título "The River Continuum Concept" en la Revista Canadiense de Pesca y Ciencias Acuáticas. [20] El concepto se basó en el trabajo de otros limnólogos estadounidenses como Ruth Patrick , de donde surgió el modelo de ecosistema fluvial moderno, y Luna Leopold, que se ocupa de los cambios físicos del agua. [21] El objetivo esencial del concepto era evaluar y explicar mejor las diversas comunidades del sistema. El propio Vannote describió la situación actual de la siguiente manera: "En aquellos días, la mayoría de la gente estudiaba un metro cuadrado de agua hasta la muerte [22] ". Es decir, las investigaciones anteriores siempre se centraban sólo en pequeñas porciones de agua y rara vez se consideraba todo el sistema fluvial. , permitiendo la creación de un modelo general.
Después de su publicación, el concepto River Continuum fue adoptado como modelo aceptado en la comunidad limnológica , convirtiéndose en el medio favorito para describir las comunidades que viven en aguas corrientes. Aquí se rompió la idea clásica de estructura fluvial. Los enfoques anteriores tenían sus desventajas porque sólo describían pequeñas zonas de agua y no tenían en cuenta el sistema en su totalidad. [23]
En la práctica, el concepto River Continuum se utiliza hoy principalmente para la evaluación ambiental de los ríos. Los estudios fluviales que evalúan las comunidades biológicas ribereñas y han determinado la composición de especies de un área se pueden comparar con la composición de especies ideal del concepto River Continuum. A partir de ahí, cualquier variación en la composición de especies puede arrojar luz sobre las perturbaciones que podrían estar ocurriendo para compensar el sistema. [24]
Aunque el concepto del continuo del río es una teoría ampliamente aceptada, su aplicabilidad es limitada. Describe un modelo perfecto y uniforme sin tener en cuenta las cambiantes perturbaciones e irregularidades fluviales. Perturbaciones como la congestión por represas o eventos naturales como inundaciones costeras no están incluidos en el modelo. [25]
Desde entonces, varios investigadores han ampliado el concepto de continuidad del río para tener en cuenta tales irregularidades. Por ejemplo, JV Ward y JA Stanford idearon el concepto de discontinuidad en serie en 1983, que aborda el impacto de los trastornos geomorfológicos como la congestión y las afluencias integradas. Los mismos autores presentaron en 1993 el concepto del Corredor Hiporheico, en el que se conectaban la complejidad estructural vertical (en profundidad) y lateral (de orilla a orilla) del río. [26] El concepto de pulso de inundación , desarrollado por WJ Junk en 1989, modificado posteriormente por PB Bayley en 1990 y K. Tockner en 2000, tiene en cuenta la gran cantidad de nutrientes y material orgánico que llega a un río desde los sedimentos. de terrenos inundados circundantes. [27]
ADJUNTO
Publicaciones de los estudios originales de RCC:
1. Vannote, RL, GW Minshall, KW Cummins, JR Sedell y CE Cushing. 1980. El concepto de continuo del río. Poder. J. Pescado. Agua. Ciencia. 37:130-137.
2. Bott, TL, JT Brock, CE Cushing, SV Gregory, D. King y RC Petersen. 1978. Una comparación de métodos para medir la productividad primaria y la respiración comunitaria en los arroyos. Hidrobiología 60:3-12.
3. Cummins, KW 1977. De las cabeceras de los arroyos a los ríos. América. Biol. Maestro 39:305-312.
4. Sedell, JR, RJ Naiman, KW Cummins, GW Minshall y RL Vannote. 1978. Transporte de material orgánico particulado en arroyos en función de procesos físicos. Verh. Internacional. Verein. Limnol. 20:1366-1375.
5. Naiman, RJ y JR Sedell. 1979. Caracterización de la materia orgánica particulada transportada por algunos arroyos de Cascade Mountain. J. Pescado. Res. Bd. Poder. 36:17-31.
6. Moeller, JR, GW Minshall, KW Cummins, RC Petersen, CE Cushing, JR Sedell, RA Larson y RL Vannote. 1979. Transporte de carbono orgánico disuelto en corrientes de diferentes características fisiográficas. Geoquímica Orgánica 1:139-150.
7. Hendrickson, Jr., JA 1979. Análisis de la aparición de especies en estudios comunitarios, continuos y de biomonitoreo. En: GP Patil y ML Rosenzweig (eds.) Ecología cuantitativa contemporánea y ecometría relacionada. Serie de ecología estadística vol. 12, págs. 361–397.
8. Cushing, CE, CD McIntire, JR Sedell, KW Cummins, GW Minshall, RC Petersen y RL Vannote. 1980. Estudio comparativo de variables físico-químicas de arroyos mediante análisis multivariados. Arco. Hidrobiol. 89:343-352.
9. Richey, JE, JT Brock, RJ Naiman, RC Wissmar y RF Stallard. 1980. Carbono orgánico: oxidación y transporte en el río Amazonas. Ciencia 207:1348-1351.
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