Un humedal es un ecosistema distinto que está inundado o saturado por agua , ya sea de forma permanente durante años o décadas o estacionalmente durante períodos más cortos. Las inundaciones provocan que prevalezcan procesos anóxicos sin oxígeno , especialmente en los suelos. [1] El factor principal que distingue a los humedales de las formas terrestres o cuerpos de agua es la vegetación característica de las plantas acuáticas , adaptadas a los suelos hídricos anóxicos únicos . [2] Los humedales se consideran entre los ecosistemas con mayor diversidad biológica y sirven de hogar a una amplia gama de especies de plantas y animales. En muchas regiones del mundo se han desarrollado métodos para evaluar las funciones de los humedales, su salud ecológica y su condición general. Estos métodos han contribuido a la conservación de los humedales , en parte al aumentar la conciencia pública sobre las funciones que desempeñan algunos de ellos. [3] Los humedales artificiales están diseñados y construidos para tratar aguas residuales municipales e industriales , así como para desviar la escorrentía de aguas pluviales . Los humedales artificiales también pueden desempeñar un papel en el diseño urbano sensible al agua .
Los humedales se encuentran naturalmente en todos los continentes . [4] El agua de los humedales es de agua dulce , salobre o salada . [2] Los principales tipos de humedales se clasifican según las plantas dominantes y/o la fuente de agua. Por ejemplo, las marismas son humedales dominados por vegetación emergente como juncos , espadañas y juncos ; Los pantanos son aquellos en los que predomina la vegetación leñosa , como árboles y arbustos (aunque los pantanos de juncos en Europa están dominados por juncos, no por árboles).
Ejemplos de humedales clasificados por sus fuentes de agua incluyen humedales de marea ( mareas oceánicas ), estuarios (aguas mixtas de mareas y ríos), llanuras aluviales (exceso de agua de ríos o lagos desbordados), manantiales , filtraciones y pantanos ( descarga de agua subterránea hacia la superficie). y pantanos y estanques primaverales ( lluvias o agua de deshielo ). [1] [5] Algunos humedales tienen múltiples tipos de plantas y se alimentan de múltiples fuentes de agua, lo que los hace difíciles de clasificar. Los humedales más grandes del mundo incluyen la cuenca del río Amazonas , la llanura de Siberia Occidental , [6] el Pantanal en América del Sur, [7] y los Sundarbans en el delta del Ganges - Brahmaputra . [8]
Los humedales desempeñan una serie de funciones que benefician a las personas. Estos se denominan servicios ecosistémicos e incluyen la purificación del agua , la reposición de las aguas subterráneas , la estabilización de las costas y la protección contra tormentas, el almacenamiento de agua y el control de inundaciones , el procesamiento del carbono ( fijación , descomposición y secuestro de carbono ), otros nutrientes y contaminantes , y el sustento de plantas y animales. [9] Los humedales son reservorios de biodiversidad y proporcionan productos de humedales. Según la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio de las Naciones Unidas , los humedales se ven más afectados por la degradación ambiental que cualquier otro ecosistema de la Tierra. [10] Los humedales pueden ser fuentes y sumideros importantes de carbono, dependiendo del humedal específico, y por lo tanto desempeñarán un papel importante en el cambio climático y deben ser considerados en los intentos de mitigar el cambio climático. Sin embargo, algunos humedales son una fuente importante de emisiones de metano y algunos también son emisores de óxido nitroso . [11] [12]
Una definición simplificada de humedal es "una superficie de tierra que suele estar saturada de agua". [13] Más precisamente, los humedales son áreas donde "el agua cubre el suelo , o está presente en la superficie del suelo o cerca de ella durante todo el año o durante distintos períodos de tiempo durante el año, incluso durante la temporada de crecimiento". [14] Una parcela de tierra en la que se forman charcos de agua después de una tormenta 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 según su nivel de agua y los tipos de plantas que viven en ellos. Específicamente, los humedales se caracterizan por tener un nivel freático que se mantiene en la superficie de la tierra o cerca de ella durante un período lo suficientemente largo cada año para sustentar plantas acuáticas . [15] [16]
Una definición más concisa es una comunidad compuesta por suelo hídrico e hidrófitos . [1]
Los humedales también han sido descritos como ecotonos , proporcionando una transición entre tierra seca y cuerpos de agua. [17] Los humedales existen "... en la interfaz entre ecosistemas verdaderamente terrestres y sistemas acuáticos , lo que los hace inherentemente diferentes entre sí, pero altamente dependientes de ambos". [18]
En la toma de decisiones ambientales, existen subconjuntos de definiciones que se acuerdan para tomar decisiones regulatorias y políticas.
Según el tratado internacional de conservación de humedales de Ramsar , los humedales se definen de la siguiente manera: [19]
Una definición ecológica de humedal es "un ecosistema que surge cuando la inundación por agua produce suelos dominados por procesos anaeróbicos y aeróbicos, lo que, a su vez, obliga a la biota, particularmente a las plantas con raíces, a adaptarse a las inundaciones". [1]
A veces se requiere una definición legal precisa de humedal. La definición utilizada para la regulación por el gobierno de los Estados Unidos es: 'El término "humedales" significa aquellas áreas que están inundadas o saturadas por aguas superficiales o subterráneas con una frecuencia y duración que sustentan, y que en circunstancias normales sustentan, una prevalencia de Vegetación típicamente adaptada para la vida en condiciones de suelo saturado. Los humedales generalmente incluían pantanos, marismas, turberas y áreas similares.' [20]
Para cada una de estas definiciones y otras, independientemente del propósito, se enfatiza la hidrología (aguas poco profundas, suelos anegados). Las características del suelo y las plantas y animales controlados por la hidrología del humedal son a menudo componentes adicionales de las definiciones. [21]
Los humedales pueden ser mareales (inundados por mareas) o no mareales. [14] El agua de los humedales es dulce , salobre , salina o alcalina . [2] Hay cuatro tipos principales de humedales: marismas , pantanos , turberas y pantanos (las turberas y pantanos son tipos de turberas o turberas ). Algunos expertos también reconocen las praderas húmedas y los ecosistemas acuáticos como tipos adicionales de humedales. [1] Los subtipos incluyen bosques de manglares , carrs , pocosins , llanuras aluviales , [1] turberas , charcas primaverales , sumideros y muchos otros. [22]
En Australia se utilizan los tres grupos siguientes para clasificar los humedales por tipo: humedales marinos y de zonas costeras, humedales interiores y humedales artificiales. [23] En los EE. UU., las clasificaciones más conocidas son el sistema de clasificación de Cowardin [24] y el sistema de clasificación hidrogeomórfico (HGM). El sistema Cowardin incluye cinco tipos principales de humedales: marinos (asociados a los océanos), estuarinos (asociados con una mezcla de océanos y ríos), ribereños (dentro de canales fluviales), lacustres (asociados a lagos) y palustres (hábitats interiores sin mareas).
Las turberas son un tipo único de humedal donde el crecimiento exuberante de las plantas y la lenta descomposición de las plantas muertas (en condiciones anóxicas) dan como resultado la acumulación de turba orgánica; turberas, pantanos y turberas son nombres diferentes para las turberas.
Variaciones de nombres para sistemas de humedales:
Algunos humedales tienen nombres localizados exclusivos de una región, como los baches de las praderas de la llanura norte de América del Norte, pocosins , bahías de Carolina y baygalls [25] [26] del sureste de EE. UU., mallines de Argentina, estanques estacionales mediterráneos de Europa y California, turlows de Irlanda, billabongs de Australia, entre muchos otros.
Los humedales se encuentran en todo el mundo en diferentes climas. [14] Las temperaturas varían mucho dependiendo de la ubicación del humedal. Muchos de los humedales del mundo se encuentran en las zonas templadas , a medio camino entre los polos norte o sur y el ecuador. En estas zonas los veranos son cálidos y los inviernos fríos, pero las temperaturas no son extremas. En los humedales de la zona subtropical, como los del Golfo de México , las temperaturas promedio pueden ser de 11 °C (52 °F). Los humedales de los trópicos están sujetos a temperaturas mucho más altas durante gran parte del año. Las temperaturas de los humedales de la Península Arábiga pueden superar los 50 °C (122 °F) y, por lo tanto, estos hábitats 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 de las regiones árticas y subárticas aíslan el permafrost , retrasando o impidiendo así su deshielo durante el verano, además de inducir su formación. [27]
La cantidad de precipitación que recibe un humedal varía mucho según su superficie. Los humedales de Gales , Escocia y el oeste de Irlanda suelen recibir unos 1.500 mm (59 pulgadas) al año. [ cita necesaria ] En algunos lugares del sudeste asiático , donde ocurren fuertes lluvias, pueden recibir hasta 10.000 mm (390 pulgadas). [ cita necesaria ] En algunas regiones más secas, existen humedales donde cada año se producen tan solo 180 mm (7,1 pulgadas) de precipitación. [ cita necesaria ]
Variación temporal: [28]
El flujo superficial puede ocurrir en algunos segmentos y el flujo subterráneo en otros segmentos.
Los humedales varían ampliamente debido a diferencias locales y regionales en topografía , hidrología , vegetación y otros factores, incluida la participación humana. Otros factores importantes incluyen la fertilidad, las perturbaciones naturales, la competencia, la herbivoría , el entierro y la salinidad. [1] Cuando se acumula turba , surgen turberas y pantanos .
El factor más importante que produce humedales es la hidrología o inundaciones . La duración de las inundaciones o la saturación prolongada del suelo por aguas subterráneas determina si el humedal resultante tiene vegetación acuática, palustre o pantanosa . Otros factores importantes incluyen la fertilidad del suelo, las perturbaciones naturales, la competencia, la herbivoría , el entierro y la salinidad. [1] Cuando se acumula turba de plantas muertas, se desarrollan turberas y pantanos .
La hidrología de los humedales está asociada con la dispersión espacial y temporal, el flujo y los atributos fisicoquímicos de las aguas superficiales y subterráneas. Las fuentes de flujos hidrológicos hacia los humedales son predominantemente las precipitaciones , el agua superficial (agua salada o dulce) y el agua subterránea . El agua sale de los humedales por evapotranspiración , flujos superficiales y mareas , y salida de agua subterránea. La hidrodinámica (el movimiento del agua a través y desde un humedal) afecta los hidroperíodos (fluctuaciones temporales en los niveles de agua) al controlar el equilibrio hídrico y el almacenamiento de agua dentro de un humedal. [29]
Las características del paisaje controlan la hidrología de los humedales y la química del agua. Las concentraciones de O 2 y CO 2 del agua dependen de la temperatura , la presión atmosférica y la mezcla con el aire (procedente del viento o de las corrientes de agua). La química del agua 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 varía según los paisajes y las regiones climáticas. Los humedales son generalmente minerotróficos (las aguas contienen materiales disueltos del suelo), con excepción de las turberas ombrotróficas que se alimentan únicamente del agua de la precipitación.
Debido a que las turberas reciben la mayor parte del agua de la atmósfera , su agua suele tener una composición iónica mineral baja. Por el contrario, los humedales alimentados por aguas subterráneas o mareas tienen una mayor concentración de nutrientes y minerales disueltos.
Las turberas de pantanos reciben agua tanto de la precipitación como de aguas subterráneas en cantidades variables, por lo que la química del agua varía desde ácida con bajos niveles de minerales disueltos hasta alcalina con alta acumulación de calcio y magnesio . [30]
La salinidad tiene una fuerte influencia en la química del agua de los humedales, particularmente en los humedales costeros [1] [31] y en las regiones áridas y semiáridas con grandes déficits de precipitación. La salinidad natural está regulada por las interacciones entre el agua subterránea y superficial, que pueden verse influenciadas por la actividad humana. [32]
El carbono es el principal nutriente ciclado en los humedales. La mayoría de los nutrientes, como el azufre , el fósforo , el carbono y el 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 [33] y en la solubilidad del fósforo [34] , contribuyendo así a las variaciones químicas en el agua. Los humedales con pH bajo y conductividad salina pueden reflejar la presencia de sulfatos ácidos [35] y los humedales con niveles promedio 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 . [36] Los suelos de humedales se identifican por moteados redoximórficos (a menudo provenientes de óxido de hierro) o baja intensidad cromática , según lo determinado por el Sistema de color Munsell .
Debido al bajo contenido de oxígeno disuelto (OD) y al equilibrio de nutrientes relativamente bajo de los ambientes de los humedales, la mayoría de los humedales son muy susceptibles a alteraciones en la química del agua. Los factores clave que se evalúan para determinar la calidad del agua incluyen:
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 precipitaciones, aguas superficiales o aguas subterráneas, debido a las diferentes características iónicas de las diferentes fuentes de agua. [37] Los humedales son expertos en afectar la química del agua de los arroyos o cuerpos de agua que interactúan con ellos, y pueden procesar iones que resultan de la contaminación del agua, como el drenaje ácido de minas o la escorrentía urbana ., [38] [39]
La biota de un sistema de humedales incluye sus plantas ( flora ), animales ( fauna ) y microbios (bacterias, hongos). El factor más importante que afecta a la biota es el hidroperíodo o la duración de las inundaciones. [1] Otros factores importantes incluyen la fertilidad y la salinidad del agua o del suelo. La química del agua que fluye hacia los humedales depende de la fuente de agua, el material geológico a través del cual fluye [40] y los nutrientes descargados de la materia orgánica en los suelos y las plantas en elevaciones más altas. [41] La biota puede variar dentro de un humedal estacionalmente o en respuesta a regímenes de inundaciones.
Hay cuatro grupos principales de hidrófitos que se encuentran en los sistemas de humedales de todo el mundo. [42]
La vegetación de humedales sumergidos puede crecer en condiciones de agua dulce y salina. Algunas especies tienen flores bajo el agua, mientras que otras tienen tallos largos para permitir que las flores lleguen a la superficie. [43] Las especies sumergidas proporcionan una fuente de alimento para la fauna nativa, un 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 las de la subfamilia Lemnoideae (lentejas de agua). Vegetación emergente como espadañas ( Typha spp.), juncos ( Carex spp.) y flechas ( Peltandra virginica ) se elevan sobre la superficie del agua.
Cuando los árboles y arbustos constituyen gran parte de la cubierta vegetal en suelos saturados, esas áreas en la mayoría de los casos se denominan 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 las represas [44] Algunos pantanos pueden estar dominados por una sola especie, como los pantanos de arces plateados alrededor de los Grandes Lagos . [45] Otros, como los de la cuenca del Amazonas , tienen un gran número de especies de árboles diferentes. [46] Otros ejemplos incluyen cipreses ( Taxodium ) y manglares .
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Muchas especies de peces dependen en gran medida de los ecosistemas de humedales. [47] [48] El setenta y cinco por ciento de las poblaciones de peces y mariscos comerciales de los Estados Unidos dependen únicamente de los estuarios para sobrevivir. [49] Las especies de peces tropicales necesitan manglares como zonas de cría y criaderos críticos y el sistema de arrecifes de coral para alimentarse.
Los anfibios como las ranas y las salamandras necesitan hábitats tanto terrestres como acuáticos para reproducirse y alimentarse. Debido a que los anfibios a menudo habitan en humedales depresiones como baches de praderas y bahías de Carolina, la conectividad entre estos humedales aislados es un control importante de las poblaciones regionales. [50] Mientras que los renacuajos se alimentan de algas, las ranas adultas se alimentan de insectos. Las ranas a veces se utilizan como indicador de la salud del ecosistema porque su piel delgada permite la absorción de nutrientes y toxinas del entorno circundante, lo que resulta en mayores tasas de extinción en condiciones ambientales desfavorables y contaminadas. [51]
Reptiles como serpientes , lagartos , tortugas , caimanes y cocodrilos son comunes en los humedales de algunas regiones. En los humedales de agua dulce del sureste de EE. UU., los caimanes son comunes y en el sur de Florida se encuentra una especie de cocodrilo de agua dulce. Los Everglades de Florida son el único lugar del mundo donde conviven cocodrilos y caimanes. [52] El cocodrilo de agua salada habita en estuarios y manglares y se puede ver a lo largo de la costa oriental de Australia. [53] Las tortugas mordedoras son uno de los muchos tipos de tortugas que se encuentran en los humedales. [54]
Las aves , en particular las acuáticas y las aves zancudas , utilizan ampliamente los humedales. [55]
Los mamíferos de los humedales [56] incluyen numerosas especies pequeñas y medianas como topillos , murciélagos , [57] ratas almizcleras [58] y ornitorrincos , además de grandes especies herbívoras y depredadoras superiores como el castor , [59] coipo , conejo de pantano. , pantera de Florida , [60] y alce . Los humedales atraen a muchos mamíferos debido a la abundancia de semillas, bayas y otra vegetación como alimento para los herbívoros, así como a abundantes poblaciones de invertebrados, pequeños reptiles y anfibios como presa de los depredadores. [61]
Los invertebrados de los humedales incluyen insectos acuáticos (como libélulas, insectos y escarabajos acuáticos, mosquitos), crustáceos (como cangrejos, cangrejos, camarones, microcrustáceos), moluscos (como almejas, mejillones, caracoles) y gusanos (como poliquetos, oligoquetos, sanguijuelas), entre otros. Los invertebrados comprenden más de la mitad de las especies animales conocidas en los humedales y se consideran el principal vínculo de la red alimentaria entre las plantas y los animales superiores (como peces y aves). [62] Las condiciones de bajo oxígeno en el agua de los humedales y sus frecuentes inundaciones y sequías (diariamente en los humedales de marea, estacionalmente en estanques temporales y llanuras aluviales) impiden que muchos invertebrados habiten en los humedales y, por lo tanto, la fauna de invertebrados de los humedales es a menudo menos diversa que la de otros tipos de hábitat (como arroyos, arrecifes de coral y bosques). Algunos invertebrados de los humedales prosperan en hábitats que carecen de peces depredadores. Muchos insectos solo habitan en los humedales como inmaduros acuáticos (ninfas, larvas) y los adultos voladores habitan en hábitats de tierras altas y regresan a los humedales para poner huevos. Por ejemplo, un sírfido común, Syritta pipiens , habita en los humedales como larvas (gusanos), viviendo en materia orgánica húmeda y en descomposición; Estos insectos luego visitan las flores terrestres como moscas adultas.
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 intermareales y suelos húmedos y proporcionan una fuente de alimento para muchos animales, incluidos algunos invertebrados, peces, tortugas y ranas. Hay varios grupos de algas:
Los humedales, las funciones y servicios que proporcionan, así como su flora y fauna, pueden verse afectados por varios tipos de perturbaciones. [65] Las perturbaciones (a veces denominadas factores estresantes o alteraciones) pueden estar asociadas con el ser humano o ser naturales, directas o indirectas, reversibles o no, y aisladas o acumulativas. Las perturbaciones exceden los niveles o patrones que normalmente se encuentran dentro de los humedales de una clase particular en una región particular. Las alteraciones predominantes de los humedales incluyen: [66] [67]
Las perturbaciones se pueden clasificar además de la siguiente manera:
Algunas de las muchas fuentes de estos disturbios incluyen: [69]
Pueden manifestarse en parte como:
La pérdida de biodiversidad ocurre en los sistemas de humedales a través de cambios en el uso de la tierra , destrucción de hábitat, contaminación, explotación de recursos y especies invasoras. Las especies vulnerables, amenazadas y en peligro de extinción incluyen el 17% de las aves acuáticas, el 38% de los mamíferos dependientes de 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 y el 43% de los cocodrilos. y el 27% de las especies formadoras de arrecifes de coral. La introducción de plantas acuáticas en diferentes sistemas de humedales puede tener grandes impactos. La introducción del jacinto de agua , una planta nativa de América del Sur en el lago Victoria en África Oriental, así como de la lenteja de agua en áreas no nativas de Queensland, Australia, ha superado sistemas enteros de humedales, abrumando los hábitats y reduciendo la diversidad de plantas y animales nativos. Esto se debe en gran medida a las fenomenales tasas de crecimiento de las plantas y a su capacidad para flotar y crecer en toda la superficie del agua.
Para aumentar la productividad económica, los humedales suelen convertirse en tierras secas con diques y drenajes y utilizarse con fines agrícolas. La construcción de diques y presas tiene consecuencias negativas para humedales individuales y cuencas enteras. [1] : 497 Su proximidad a lagos y ríos significa que a menudo se desarrollan para asentamientos humanos. [71] Una vez que los asentamientos se construyen y protegen mediante diques, se vuelven vulnerables al hundimiento del terreno y al riesgo cada vez mayor de inundaciones. [1] : 497 El delta del río Mississippi alrededor de Nueva Orleans, Luisiana, es un ejemplo bien conocido; [72] el delta del Danubio en Europa es otro. [73]
Dependiendo de la ubicación geográfica y topográfica de un humedal, [74] las funciones que realiza pueden sustentar múltiples servicios , valores o beneficios ecosistémicos . La Evaluación de los Ecosistemas del Milenio de las Naciones Unidas y la Convención de Ramsar describieron los humedales en su conjunto como de importancia para la biosfera y para la sociedad en las siguientes áreas: [75]
Según la Convención de Ramsar: [ cita necesaria ]
El valor económico de los servicios ecosistémicos proporcionados a la sociedad por humedales intactos y que funcionan naturalmente es con frecuencia mucho mayor que los beneficios percibidos de convertirlos en un uso intensivo de la tierra "más valioso", particularmente porque las ganancias del uso insostenible a menudo van a parar a relativamente pocos individuos o personas. corporaciones, en lugar de ser compartidos 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. [49]
Para reemplazar estos servicios ecosistémicos de los humedales , sería necesario gastar enormes cantidades de dinero en plantas de purificación de agua , presas, diques y otras infraestructuras físicas, y muchos de los servicios son imposibles de reemplazar.
Las llanuras aluviales y los humedales de depresión cerrada pueden cumplir las funciones de embalses de almacenamiento y protección contra inundaciones.
El sistema de humedales de llanuras aluviales se forma a partir de los principales ríos aguas abajo de sus cabeceras . "Las llanuras aluviales de los principales ríos actúan como reservorios naturales de almacenamiento, lo que permite que el exceso de agua se distribuya en una amplia zona, lo que reduce su profundidad y velocidad. Los humedales cercanos a las cabeceras de arroyos y ríos pueden ralentizar la escorrentía del agua de lluvia y el deshielo primaveral, de modo que "No fluye directamente desde la tierra hacia los cursos de agua. Esto puede ayudar a prevenir inundaciones repentinas y dañinas río abajo". [49] Los sistemas fluviales notables que producen amplias llanuras aluviales 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), el río Mississippi (Estados Unidos), el río Amazonas (América del Sur), el río Yangtze (China), el río Danubio (Europa Central) y el río Murray-Darling (Australia).
El drenaje de llanuras aluviales o las actividades de desarrollo que estrechan los corredores de las llanuras aluviales (como la construcción de diques ) reducen la capacidad de los sistemas acoplados río-llanura aluvial para controlar los daños por inundaciones. Esto se debe a que los sistemas modificados y menos expansivos aún deben gestionar la misma cantidad de precipitación, lo que hace que los picos de inundación sean más altos o más profundos y que las aguas se desplacen más rápido.
Los avances en ingeniería de gestión del agua en el siglo pasado han degradado los humedales de las llanuras aluviales mediante la construcción de terraplenes artificiales como diques , diques, diques , presas , presas y presas . Todos concentran agua en un canal principal y se concentran aguas que históricamente se extendieron lentamente sobre un área grande y poco profunda. La pérdida de llanuras aluviales de humedales provoca inundaciones más graves y dañinas. El impacto humano catastrófico en las llanuras aluviales del río Mississippi se vio con la muerte de varios cientos de personas durante la ruptura de un dique en Nueva Orleans causada por el huracán Katrina . Los terraplenes artificiales a lo largo de las llanuras aluviales del río Yangtze han provocado que el canal principal del río se vuelva propenso a inundaciones más frecuentes y dañinas. [76] Algunos de estos eventos incluyen la pérdida de vegetación ribereña , una pérdida del 30% de la cubierta 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 de los embalses debido a la acumulación de sedimentos . en lagos de llanuras aluviales. [49]
La reposición de las aguas subterráneas se puede lograr, por ejemplo, mediante sistemas hidrológicos de marismas , pantanos y karst subterráneos y cuevas.
El agua superficial que se ve visiblemente en los humedales solo representa una parte del ciclo general del agua, que también incluye el agua atmosférica (precipitación) y el agua subterránea . Muchos humedales están directamente relacionados con las aguas subterráneas y pueden ser un regulador crucial tanto de la cantidad como de la calidad del agua que se encuentra bajo tierra. Los humedales que tienen sustratos permeables como piedra caliza o que se encuentran en áreas con niveles freáticos muy variables y fluctuantes desempeñan funciones especialmente importantes en la reposición o recarga de agua subterránea . [77] Los sustratos que son porosos permiten que el agua se filtre a través del suelo y la roca subyacente hacia los acuíferos que son la fuente de gran parte 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 alto. Los sistemas kársticos (cuevas) son un ejemplo único de este sistema y pueden ser una conexión de ríos subterráneos influenciados por la lluvia y otras formas de precipitación con la superficie.
Los manglares , los arrecifes de coral y las marismas pueden ayudar a estabilizar la costa y proteger contra tormentas.
Los sistemas de humedales mareales y intermareales protegen y estabilizan las zonas costeras. [78] Los arrecifes de coral proporcionan una barrera protectora a la costa. 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 las marejadas ciclónicas es la capacidad de reducir la velocidad y la altura de las olas y las inundaciones.
Se espera que el número de personas que viven y trabajan cerca de la costa crezca enormemente en los próximos cincuenta años. De los aproximadamente 200 millones de personas que viven actualmente en regiones costeras bajas, se prevé que el desarrollo de centros costeros urbanos incremente la población cinco veces dentro de 50 años. [79] El Reino Unido ha iniciado el concepto de realineamiento costero gestionado. Esta técnica de gestión proporciona protección costera mediante la restauración de humedales naturales en lugar de mediante ingeniería aplicada. En Asia oriental, la recuperación de 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. [80] [81] 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 33.000 dólares EE.UU./hectárea/año. [82]
La purificación del agua puede ser proporcionada por llanuras aluviales, humedales de depresión cerrada, marismas , marismas de agua dulce , marismas y manglares.
Retención de nutrientes: los humedales reciclan tanto los sedimentos como los nutrientes, sirviendo a veces como amortiguadores entre 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 el agua de escorrentía de los paisajes circundantes. [83] En muchos humedales, los procesos microbianos convierten los nutrientes solubles en una forma gaseosa, como la desnitrificación del nitrato, que luego mueve el nitrato a la atmósfera principalmente como gas nitrógeno inofensivo.
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 los cursos de agua. Estos sedimentos se mueven hacia vías fluviales más grandes y de mayor tamaño a través de un proceso natural que mueve el agua hacia los océanos. Todos los tipos de sedimentos, ya sean compuestos de arcilla, limo, arena o grava y roca, pueden llegar a los sistemas de humedales a través de la erosión. La vegetación de los humedales actúa como una barrera física para frenar el flujo de agua y luego atrapa los sedimentos durante períodos de tiempo cortos o largos. Los sedimentos suspendidos pueden contener metales pesados que también quedan retenidos cuando los humedales atrapan el sedimento. En algunos casos, ciertos metales son absorbidos a través de los tallos, raíces y hojas de las plantas de los humedales. Por ejemplo, muchas especies de plantas flotantes como el jacinto de agua ( Eichhornia crassipes ), la lenteja de agua ( Lemna ) y el helecho acuático ( Azolla ) almacenan hierro y cobre que se encuentran en las aguas residuales ; estas plantas también extraen patógenos . Las plantas de rápido crecimiento arraigadas en los suelos de los humedales, como la espadaña ( Typha ) y el junco ( Phragmites ), también contribuyen a la absorción de metales pesados. 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 suspendidos 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 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 escorrentías de fertilizantes, efluentes de aguas residuales o contaminación difusa causará eutrofización . La erosión río arriba provocada por la deforestación puede abrumar los humedales, haciéndolos reducir su tamaño y causar una pérdida dramática de biodiversidad debido a una carga excesiva de sedimentación. Retener altos niveles de metales en los sedimentos es problemático 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 los metales, el oxígeno y el pH de los sedimentos de los humedales y del agua suprayacente, el caudal de agua (tiempo de retención), el tamaño del humedal, la estación, el clima, el tipo de planta y otros factores.
La capacidad de un humedal para almacenar sedimentos, nutrientes y metales puede verse disminuida si los sedimentos se compactan, por ejemplo con vehículos o equipos pesados, o se labran periódicamente. Los cambios no naturales en los niveles y fuentes de agua también pueden afectar la función de purificación del agua. Si las funciones de purificación del agua se ven afectadas, una carga excesiva de nutrientes ingresa a los cursos de agua y causa eutrofización . Esto es de particular preocupación en los sistemas costeros templados. [84] [85] 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. [86] El nitrógeno es el nutriente limitante para los procesos fotosintéticos en 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. [87] Sin oxígeno, otros organismos no pueden sobrevivir, incluidas especies de peces y mariscos de importancia económica.
Los humedales artificiales se construyen para el tratamiento de aguas residuales.
Un humedal artificial es un humedal artificial para tratar aguas residuales , aguas grises , escorrentías de aguas pluviales o aguas residuales industriales . [88] [89] También puede diseñarse para la recuperación de tierras después de la minería , o como un paso de mitigación para áreas naturales perdidas debido al desarrollo de tierras . Los humedales artificiales son sistemas diseñados que utilizan las funciones naturales de la vegetación , el suelo y los organismos para proporcionar tratamiento secundario a las aguas residuales . El diseño del humedal artificial debe adaptarse en función del tipo de aguas residuales a tratar. Los humedales artificiales se han utilizado en sistemas de aguas residuales tanto centralizados como descentralizados . Se recomienda el tratamiento primario cuando existe una gran cantidad de sólidos en suspensión o materia orgánica soluble (medida como demanda bioquímica de oxígeno y demanda química de oxígeno ). [90]
Al igual que los humedales naturales, los humedales artificiales también actúan como biofiltro y/o pueden eliminar una variedad de contaminantes (como materia orgánica, nutrientes , patógenos y 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). [90] Se espera que todos los tipos de patógenos (es decir, bacterias, virus, protozoos y helmintos ) sean eliminados hasta cierto punto en un humedal artificial. Los humedales subterráneos proporcionan una mayor eliminación de patógenos que los humedales superficiales. [90]
Hay dos tipos principales de humedales artificiales: flujo subterráneo y flujo superficial. La vegetación plantada juega un papel importante en la eliminación de contaminantes. El lecho filtrante, compuesto normalmente de arena y grava , desempeña un papel igualmente importante. [91] Algunos humedales artificiales también pueden servir como hábitat para la vida silvestre nativa y migratoria , aunque ese no es su propósito principal. Los humedales artificiales de 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.Un ejemplo de cómo se utiliza un humedal natural para proporcionar cierto grado de tratamiento de aguas residuales son los humedales del este de Calcuta en Calcuta, 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.
La rica biodiversidad de los sistemas de humedales se ha convertido en un punto focal catalizado por la Convención de Ramsar y el Fondo Mundial para la Naturaleza . [92] El impacto del mantenimiento de 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 y sustenta a más de 55 millones de personas.
Cuencas fluviales biodiversas: el Amazonas alberga más de 3.000 especies de peces de agua dulce dentro de los límites de su cuenca. [93] Los peces que consumen frutos caídos, por ejemplo, el carácido de gran cuerpo, Colossoma macropomum , ingresan a las llanuras aluviales del Amazonas durante las inundaciones anuales, generando semillas viables, actuando así como un importante agente de dispersión. [94] Una especie clave sobreexplotada, [95] el bagre Piramutaba, Brachyplatystoma vaillantii , migra más de 3.300 km (2.100 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. (1.300 pies) sobre el nivel del mar, distribuyendo semillas de plantas a lo largo del recorrido.
Zonas intermareales productivas: Las marismas intermareales tienen un nivel de productividad similar al de algunos humedales aun cuando poseen un bajo número de especies. Los abundantes invertebrados que se encuentran en el lodo son fuente de alimento para las aves acuáticas migratorias . [96]
Hábitat en 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 para muchas poblaciones de peces comerciales.
Diversidad genética: Las poblaciones de muchas especies están confinadas geográficamente a 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 delta del río Selenga del lago Baikal en Rusia lo clasifica como un punto crítico para la biodiversidad y uno de los humedales con mayor biodiversidad del mundo. [97]
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 marisma seca) estimulan el reclutamiento de plantas a partir de un banco de semillas diverso y aumentan la productividad mediante la movilización de nutrientes. Por el contrario, el nivel elevado de agua durante los diluvios (fase de pantano lacustre) provoca una renovación de las poblaciones de plantas y aumenta el agua abierta, pero reduce la productividad general. Desde aguas abiertas hasta una cubierta vegetal completa, la productividad primaria neta anual puede variar 20 veces. [98] Los pastos de las llanuras aluviales fértiles como el Nilo pueden ser muy productivos, especialmente plantas como Arundo donax (caña gigante), Cyperus papyrus (papiro), Phragmites (caña) y Typha (tora). [ cita necesaria ]
Los humedales producen naturalmente una variedad de vegetación y otros productos ecológicos que pueden recolectarse para uso personal y comercial. [99] Muchos peces tienen todo o parte de su ciclo de vida dentro de un sistema de humedales. El pescado de agua dulce y salada es la principal fuente de proteínas para alrededor de mil millones de personas [100] y representa el 15% de la ingesta de proteínas de otros 3.500 millones de personas. [101] 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 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%. [102] Algunas plantas nativas de humedales en el Caribe y Australia se cosechan de manera sostenible para obtener compuestos medicinales; entre ellos se incluye el mangle rojo ( Rhizophora mangle ), que posee efectos antibacterianos, cicatrizantes, antiulcerosos y antioxidantes. [102]
La palma nipa de Asia (azúcar, vinagre, alcohol y forraje) y la recolección de miel de los manglares contribuyen a la dieta humana y a los ingresos de las personas. Las aldeas costeras de Tailandia obtienen la mayor parte de sus ingresos de la producción de azúcar, mientras que Cuba reubica miles de colmenas cada año para seguir la floración estacional del manglar Avicennia . [103] Otros productos derivados del manglar incluyen leña, sal (producida mediante la evaporación del agua de mar), forraje para animales, medicinas tradicionales (por ejemplo, de la corteza de manglar), fibras para textiles y tintes y taninos. [104]
La sobrepesca es un problema importante para el uso sostenible de los humedales. Están surgiendo preocupaciones sobre ciertos aspectos de la pesca en granjas, que utiliza humedales y cursos de agua naturales para capturar pescado para el consumo humano. La acuicultura continúa desarrollándose rápidamente en toda la región de Asia y el Pacífico, especialmente en China, donde se encuentran el 90% del número total de granjas acuícolas, lo que contribuye con el 80% del valor global. [102] Algunas acuicultura han eliminado áreas masivas de humedales mediante prácticas como la destrucción de manglares por parte de la industria del cultivo de camarones . Aunque el impacto dañino del cultivo de camarón a gran escala en el ecosistema costero de muchos países asiáticos ha sido ampliamente reconocido desde hace bastante tiempo, ha resultado difícil mitigarlo ya que faltan otras vías de empleo para las personas. Además, la creciente demanda de camarón a nivel mundial ha proporcionado un mercado grande y listo. [105]
Algunos tipos de humedales pueden servir como cortafuegos que ayudan a frenar 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 cabeceras de cuencas pueden ayudar a extender el período de flujo y mantener la temperatura del agua en aguas conectadas aguas abajo. [106] Los servicios de polinización son respaldados por muchos humedales que pueden proporcionar el único hábitat adecuado para insectos, aves y mamíferos polinizadores en áreas altamente desarrolladas. [107]
Históricamente, los humedales han sido sometidos a grandes esfuerzos de drenaje para el desarrollo ( bienes raíces o agricultura) e inundaciones para crear lagos recreativos o generar energía hidroeléctrica . Algunas de las zonas agrícolas más importantes del mundo eran humedales que se han convertido en tierras de cultivo. [108] [109] [110] [111] Desde la década de 1970, se ha prestado más atención a la preservación de los humedales para sus funciones naturales. Desde 1900 se han perdido entre el 65 y el 70% de los humedales del mundo. [112] Para mantener los humedales y sustentar sus funciones, se deben minimizar las alteraciones y perturbaciones que estén fuera del rango normal de variación.
Los humedales son ecosistemas vitales que mejoran los medios de vida de millones de personas que viven en ellos y sus alrededores. Los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM) exigieron que diferentes sectores unieran fuerzas para proteger los entornos de humedales en el contexto del desarrollo sostenible y la mejora del bienestar humano. Los estudios han demostrado que es posible conservar los humedales y al mismo tiempo mejorar los medios de vida de las personas que viven entre ellos. Los estudios de caso realizados en Malawi y Zambia analizaron cómo se pueden cultivar de manera sostenible los dambos (valles o depresiones húmedos y cubiertos de hierba donde el agua se filtra a la superficie). Los resultados del proyecto incluyeron un alto rendimiento de cultivos, el desarrollo de técnicas agrícolas sostenibles y estrategias de gestión del agua que generan suficiente agua para el riego. [113]
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 globales relacionadas con la pérdida y degradación de los humedales. Los objetivos 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 algunas 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 (IOP). Estos son: Birdlife International , la UICN , el Instituto Internacional para el Manejo del Agua , Wetlands International y el Fondo Mundial para la Naturaleza . Los socios brindan experiencia técnica, ayudan a realizar o facilitar estudios de campo y brindan apoyo financiero. Las OIA también participan regularmente como observadores en todas las reuniones de la Conferencia de las Partes y del Comité Permanente y como miembros de pleno derecho del Panel de Revisión Científica y Técnica.
Los ecologistas de restauración y restauración pretenden devolver los humedales a su trayectoria natural ayudando directamente con los procesos naturales del ecosistema. [68] Estos métodos directos varían con respecto al grado de manipulación física del entorno natural y cada uno está asociado con diferentes niveles de restauración. [68] La restauración es necesaria después de una alteración o perturbación de un humedal. [68] Las perturbaciones incluyen factores exógenos como inundaciones o sequías. [68] Otros daños externos pueden ser perturbaciones antropogénicas causadas por la tala rasa de árboles, la extracción de petróleo y gas, la instalación de infraestructura mal definida, el pastoreo excesivo del ganado, actividades recreativas mal concebidas, la alteración de los humedales, incluido el dragado, el drenaje y el relleno. y otros impactos humanos negativos. [68] [18] La perturbación genera diferentes niveles de estrés en un entorno dependiendo del tipo y la duración de la perturbación. [68] No existe una única forma 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. [68]
Los factores que influyen en el enfoque seleccionado pueden incluir [68] presupuesto, limitaciones de escala de tiempo, objetivos del proyecto, nivel de perturbación, limitaciones ecológicas y paisajísticas, agendas políticas y administrativas y prioridades socioeconómicas.
Para esta estrategia, no hay manipulación biofísica y se deja que el ecosistema se recupere basándose únicamente en el proceso de sucesión . [68] El objetivo es eliminar y evitar que se produzcan más perturbaciones y para este tipo de restauración se requiere investigación previa para comprender la probabilidad de que el humedal se recupere de forma natural. Es probable que este sea el primer método de abordaje, ya que es el menos intrusivo y el menos costoso, aunque puede ser necesaria alguna manipulación biofísica no intrusiva para mejorar la tasa de sucesión a un nivel aceptable. [68] Los métodos de ejemplo incluyen quemas prescritas en áreas pequeñas, promoción de la microbiota del suelo específica del sitio y crecimiento de plantas mediante plantación por nucleación mediante la cual las plantas irradian desde un sitio de plantación inicial, [114] y promoción de la diversidad de nichos o aumento de la variedad de nichos para promover el uso. por una variedad de especies diferentes. [68] Estos métodos pueden facilitar el florecimiento de las especies naturales al eliminar los impedimentos ambientales y pueden acelerar el proceso de sucesión.
Para esta estrategia se utiliza una mezcla de regeneración natural y control ambiental manipulado. Esto puede requerir algo de ingeniería y manipulaciones biofísicas más intensivas, incluida la extracción del subsuelo , aplicaciones agroquímicas de herbicidas o insecticidas, colocación de mantillo , dispersión mecánica de semillas y plantación de árboles a gran escala. [68] En estas circunstancias, el humedal se ve afectado y sin asistencia humana no se recuperaría dentro de un período de tiempo aceptable según lo determinado por los ecologistas. Los métodos de restauración utilizados deberán determinarse sitio por sitio, ya que cada ubicación requerirá un enfoque diferente basado en los niveles de perturbación y la dinámica del ecosistema local. [68]
Este método de reconstrucción, el más caro e intrusivo, requiere ingeniería y reconstrucción desde cero. 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 promovidas eventualmente devuelvan el ecosistema a su trayectoria natural. [68]
En muchos casos, los humedales artificiales suelen estar diseñados para tratar la escorrentía de aguas pluviales y residuales. Se pueden utilizar en desarrollos como parte de sistemas de diseño urbano sensibles al agua y tienen beneficios como la mitigación de inundaciones, la eliminación de contaminantes, el secuestro de carbono y la provisión de hábitat para la vida silvestre y la biodiversidad en paisajes a menudo altamente urbanizados y fragmentados. [115]
El conocimiento ecológico tradicional o conocimiento ecológico local es un conocimiento detallado de las interacciones entre el medio ambiente que ha sido acumulado por generaciones de pueblos indígenas o locales que han compartido una relación directa con el medio ambiente. Esto incluye experiencia en flora, fauna y fenómenos naturales, así como el desarrollo de tecnologías necesarias para la supervivencia, como la pesca, la agricultura y la silvicultura. [116] Las ideas del conocimiento ecológico tradicional pueden aplicarse como un enfoque holístico para la restauración de humedales. Estas ideas se centran más en responder a las observaciones detectadas desde el medio ambiente considerando que cada parte de un ecosistema de humedal está interconectada. La aplicación de estas prácticas en ubicaciones específicas de los humedales aumenta la productividad y la biodiversidad y mejora su resiliencia. Estas prácticas incluyen el monitoreo de los recursos de los humedales, la plantación de propágulos y la adición de especies clave para crear un ecosistema de humedales autosostenible. [117] Una comunidad de recolectores de plantas de humedales en los humedales de Pátzcuaro utilizó el conocimiento ecológico local para controlar especies invasoras y proteger las especies nativas presentes en este humedal. [118]
En el Sudeste Asiático, los bosques y suelos pantanosos de turbera están siendo drenados, quemados, explotados y sobrepastoreados, lo que contribuye al cambio climático . [69] Como resultado del drenaje de turba, el carbono orgánico que se había acumulado durante miles de años y que normalmente se encuentra bajo el agua queda repentinamente expuesto al aire. La turba se descompone y se convierte en dióxido de carbono (CO 2 ), que luego se libera a la atmósfera. Los incendios de turba hacen que el mismo proceso se produzca rápidamente y además crean enormes nubes de humo que cruzan las fronteras internacionales, lo que ahora ocurre casi todos los años en el Sudeste Asiático. Si bien las turberas constituyen sólo el 3% de la superficie terrestre del mundo, su degradación produce el 7% de todas las emisiones de CO 2 .
Las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de los humedales preocupantes consisten principalmente en emisiones de metano y óxido nitroso . Los humedales son la mayor fuente natural de metano atmosférico en el mundo y, por lo tanto, son un área importante de preocupación con respecto al cambio climático . [119] [120] [121] Los humedales representan aproximadamente entre el 20 y el 30% del metano atmosférico a través de emisiones de suelos y plantas, y aportan un promedio aproximado de 161 Tg de metano a la atmósfera por año. [122]
Los humedales se caracterizan por suelos anegados y comunidades distintivas de especies vegetales y animales que se han adaptado a la presencia constante de agua . Este alto nivel de saturación de agua crea condiciones propicias para la producción de metano. La mayor parte de la metanogénesis , o producción de metano, ocurre en ambientes pobres en oxígeno . Debido a que los microbios que viven en ambientes cálidos y húmedos consumen oxígeno más rápidamente de lo que puede difundir desde la atmósfera, los humedales son los ambientes anaeróbicos ideales para la fermentación y la actividad metanógena . Sin embargo, los niveles de metanogénesis fluctúan debido a la disponibilidad de oxígeno , la temperatura del suelo y la composición del suelo. Un ambiente más cálido y anaeróbico con suelo rico en materia orgánica permitiría una metanogénesis más eficiente. [123]
Algunos humedales son una fuente importante de emisiones de metano [124] [125] y algunos también son emisores de óxido nitroso . [126] [127] El óxido nitroso es un gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global 300 veces mayor que el dióxido de carbono y es la sustancia dominante que agota la capa de ozono emitida en el siglo XXI. [128] Los humedales también pueden actuar como sumidero de gases de efecto invernadero. [129]Los estudios han identificado favorablemente el potencial de los humedales costeros (también llamados ecosistemas de carbono azul ) para proporcionar cierto grado de mitigación del cambio climático de dos maneras: mediante la conservación, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas de la pérdida y degradación de dichos hábitats, y mediante la restauración, para aumentar la extracción de dióxido de carbono y su almacenamiento a largo plazo. [130] Sin embargo, la eliminación de CO 2 mediante la restauración costera de carbono azul tiene una rentabilidad cuestionable cuando se considera solo como una acción de mitigación climática, ya sea para la compensación de carbono o para su inclusión en las Contribuciones Determinadas a Nivel Nacional . [130]
Cuando se restauran los humedales, tienen efectos de mitigación a través de su capacidad para absorber carbono , convirtiendo un gas de efecto invernadero ( dióxido de carbono ) en material vegetal sólido mediante el proceso de fotosíntesis , y también a través de su capacidad para almacenar y regular el agua. [131] [132]
Los humedales almacenan aproximadamente 44,6 millones de toneladas de carbono al año en todo el mundo (estimación de 2003). [133] 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 . [133] [134]
Se sabe que los humedales costeros, como los manglares tropicales y algunas marismas templadas , son sumideros de carbono que de otro modo contribuirían al cambio climático en sus formas gaseosas (dióxido de carbono y metano). [135] La capacidad de muchos humedales de marea para almacenar carbono y minimizar el flujo de metano de los sedimentos de marea ha llevado al patrocinio de iniciativas de carbono azul destinadas a mejorar esos procesos. [136] [137]
La restauración de los ecosistemas costeros de carbono azul es muy ventajosa para la adaptación al cambio climático , la protección costera, el suministro de alimentos y la conservación de la biodiversidad. [130]
Desde mediados del siglo XX, el cambio climático provocado por el hombre ha dado lugar a cambios observables en el ciclo global del agua . [138] : 85 Un clima más cálido hace que los fenómenos extremadamente húmedos y muy secos sean más severos, causando inundaciones y sequías más severas. Por esta razón, algunos de los servicios ecosistémicos que brindan los humedales (por ejemplo, almacenamiento de agua y control de inundaciones, reposición de aguas subterráneas, estabilización de costas y protección contra tormentas) son importantes para las medidas de adaptación al cambio climático. [139] En la mayor parte del mundo y en todos los escenarios de emisiones , se prevé que la variabilidad del ciclo del agua y los extremos que la acompañan aumentarán más rápidamente que los cambios de los valores promedio. [140] : 85
El valor de un humedal para las comunidades locales normalmente implica primero mapear los humedales de una región, luego evaluar las funciones y servicios ecosistémicos que los humedales proporcionan individual y acumulativamente, y finalmente evaluar esa información para priorizar o clasificar humedales individuales o tipos de humedales para su conservación, manejo y restauración. , o desarrollo. [141] A largo plazo, requiere mantener inventarios [142] de los humedales conocidos y monitorear una muestra representativa de los humedales para determinar los cambios debidos a factores tanto naturales como humanos.
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. [143] Esto a menudo se hace para priorizar humedales concretos para su conservación (evitar) o para determinar el grado en que se debe compensar la pérdida o alteración de las funciones de los humedales, por ejemplo, restaurando humedales degradados en otros lugares o brindando protecciones adicionales a los humedales existentes. Los métodos de evaluación rápida también se aplican antes y después de que un humedal haya sido restaurado o modificado, para ayudar a monitorear o predecir los efectos de esas acciones en diversas funciones de los humedales y los servicios que brindan. Por lo general, se considera que las evaluaciones son "rápidas" cuando requieren una sola visita al humedal que dura menos de un día, lo 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 agua o muestras biológicas.
Para lograr coherencia entre las personas que realizan la evaluación, los métodos rápidos presentan 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 específicas en relación con el niveles estimados en otros humedales ("sitios de calibración") evaluados previamente en una región. [144] Los métodos de evaluación rápida, en parte porque a menudo utilizan docenas de indicadores relacionados con las condiciones que rodean a un humedal, así como dentro del propio humedal, tienen como objetivo proporcionar estimaciones de las funciones y servicios de los humedales que son más precisas y repetibles que simplemente describir la clase de un humedal. tipo. [3] La necesidad de que las evaluaciones de los humedales sean rápidas surge principalmente cuando las agencias gubernamentales establecen plazos para las decisiones que afectan a un humedal, o cuando el número de humedales que necesitan información sobre sus funciones o condición es grande.
Aunque la elaboración de un inventario mundial de humedales ha demostrado ser una tarea grande y difícil, muchos esfuerzos a escalas más locales han tenido éxito. [145] 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 específica de un sitio. Es difícil identificar humedales pequeños, largos y angostos dentro del paisaje. Muchos de los satélites de teledetección actuales no tienen suficiente resolución espacial y espectral para monitorear las condiciones de los humedales, aunque los datos multiespectrales de IKONOS [146] y QuickBird [147] pueden ofrecer resoluciones espaciales mejoradas una vez que alcanzan los 4 mo más. La mayoría de los píxeles son simplemente 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 creciente disponibilidad de datos de topografía y vegetación en 3D provenientes de LiDAR ha abordado parcialmente la limitación de las imágenes multiespectrales tradicionales, como lo demuestran algunos estudios de casos en todo el mundo. [148]
Es necesario monitorear un humedal [149] a lo largo del tiempo para evaluar si está funcionando a un nivel ecológicamente sostenible o si se está degradando. [150] Los humedales degradados sufrirán una pérdida de calidad del agua, pérdida de especies sensibles y un funcionamiento aberrante de los procesos geoquímicos del suelo.
En la práctica, 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. La teledetección, como las imágenes aéreas y satelitales [151], proporciona herramientas eficaces para mapear y monitorear los humedales en grandes regiones geográficas y a lo largo del tiempo. Se pueden utilizar muchos métodos de teledetección para cartografiar los humedales. La integración de datos de múltiples fuentes, como LiDAR y fotografías aéreas, resulta más eficaz para mapear humedales que el uso de fotografías aéreas únicamente, [148] especialmente con la ayuda de métodos modernos de aprendizaje automático (por ejemplo, aprendizaje profundo). En general, el uso de datos digitales proporciona un procedimiento estandarizado de recopilación de datos y una oportunidad para la integración de datos dentro de un sistema de información geográfica .
La Convención de Ramsar sobre los humedales de importancia internacional, especialmente como hábitat de aves acuáticas, es un tratado internacional para la conservación y el uso sostenible de los sitios Ramsar (humedales). [152] También se la conoce como Convención sobre los Humedales. Lleva el nombre de la ciudad de Ramsar en Irán , donde se firmó la convención en 1971.
Cada tres años, los representantes de las partes contratantes se reúnen como Conferencia de las Partes Contratantes (COP), el órgano normativo de la convención que adopta decisiones (designaciones de sitios, resoluciones y recomendaciones) para administrar el trabajo de la convención y mejorar la manera en que las partes pueden implementar sus objetivos. [153] En 2022, la COP14 se celebró conjuntamente en Wuhan, China, y Ginebra, Suiza.
Cada país y región tiende a tener su propia definición de humedal a efectos legales. En los Estados Unidos, los humedales se definen como "aquellas áreas que están inundadas o saturadas por agua superficial o subterránea con una frecuencia y duración suficientes para sustentar, y que en circunstancias normales sustentan, una prevalencia de vegetación típicamente adaptada para la vida en condiciones de suelo saturado". . Humedales generalmente incluyen pantanos, marismas, pantanos y áreas similares". [154] 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 distintas que pueden diferir de las del gobierno federal.
En el Código de los Estados Unidos , el término humedal se define "como tierra que (A) tiene predominio de suelos hídricos, (B) está inundada o saturada por aguas superficiales o subterráneas con una frecuencia y duración suficientes para soportar una prevalencia de vegetación hidrofítica típicamente adaptado para la vida en condiciones de suelo saturado y (C) en circunstancias normales apoya la prevalencia de dicha vegetación". En relación con estas definiciones legales, se espera que ocurran "circunstancias normales" durante la parte húmeda de la temporada de crecimiento en condiciones climáticas normales (no inusualmente secas ni inusualmente húmedas) y en ausencia de perturbaciones significativas. No es raro que un humedal esté seco durante largos períodos de la temporada de crecimiento, pero en condiciones ambientales normales, los suelos se saturarán hasta la superficie o se inundarán creando condiciones anaeróbicas que persistirán durante la parte húmeda de la temporada de crecimiento. [155]
Los humedales más grandes del mundo incluyen los bosques pantanosos de la cuenca del río Amazonas , las turberas de la llanura de Siberia Occidental , [6] el Pantanal en América del Sur, [7] y los Sundarbans en el delta del Ganges - Brahmaputra . [8]
{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )Los mamíferos viven en humedales porque están adaptados a las condiciones húmedas y hay una abundante oferta de sus alimentos preferidos.
Por ejemplo: la rata de pantano se alimenta de hierbas, juncos, juncos, semillas e insectos.
La rata de agua se alimenta de una amplia variedad de presas, incluidos grandes insectos, crustáceos, mejillones y peces, e incluso ranas, lagartos, pequeños mamíferos y aves acuáticas.
El ornitorrinco se alimenta principalmente durante la noche de una amplia variedad de invertebrados acuáticos, organismos que nadan libremente como camarones, escarabajos nadadores, chinches de agua y renacuajos y, en ocasiones, gusanos, mejillones de agua dulce y caracoles.
El murciélago pescador se alimenta de insectos acuáticos, peces pequeños y vuela cerca de la superficie de los arroyos de la selva tropical o de grandes lagos y embalses.
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