La restauración de la zona ribereña es la restauración ecológica de los hábitats de la zona ribereña de arroyos, ríos, manantiales , lagos, llanuras aluviales y otras ecologías hidrológicas . Una zona ribereña o área ribereña es la interfaz entre la tierra y un río o arroyo . Ribereño es también la nomenclatura adecuada para uno de los quince biomas terrestres de la tierra; Los hábitats de las comunidades vegetales y animales a lo largo de las márgenes y riberas de los ríos se denominan vegetación ribereña, caracterizada por plantas y animales acuáticos que los favorecen. Las zonas ribereñas son importantes en ecología , gestión ambiental e ingeniería civil debido a su papel en la conservación del suelo , la biodiversidad de su hábitat y la influencia que tienen en la fauna y los ecosistemas acuáticos , incluidos pastizales , bosques , humedales o características del subsuelo como el agua. mesas . En algunas regiones se utilizan los términos bosque ribereño , bosque ribereño , zona de amortiguamiento ribereña o franja ribereña para caracterizar una zona ribereña.
La necesidad percibida de restauración de las zonas ribereñas surgió porque las zonas ribereñas han sido alteradas y/o degradadas en gran parte del mundo [1] por las actividades de la humanidad que afectan las fuerzas geológicas naturales. La biodiversidad única de los ecosistemas ribereños y los beneficios potenciales que los ribereños naturales y con vegetación tienen para ofrecer para prevenir la erosión , mantener la calidad del agua desde decente hasta completamente saludable, proporcionar hábitat y corredores de vida silvestre y mantener la salud de la biota en los ríos ( organismos acuáticos ) ha dado lugar a un aumento de las actividades de restauración dirigidas a los ecosistemas ribereños en las últimas décadas. [1] [2] Los esfuerzos de restauración generalmente están guiados por una comprensión ecológica de los procesos de la zona ribereña y el conocimiento de las causas de la degradación. [2] A menudo son interdependientes de los proyectos de restauración de arroyos .
La perturbación de la zona ribereña se divide en dos categorías principales: modificaciones hidrológicas que impactan indirectamente a las comunidades ribereñas a través de cambios en la morfología de los arroyos y los procesos hidrológicos, y alteraciones del hábitat que resultan en una modificación directa de las comunidades ribereñas a través del desmonte o la perturbación del terreno.
Las represas se construyen en los ríos principalmente para almacenar agua para uso humano, generar energía hidroeléctrica y/o controlar inundaciones. Los ecosistemas ribereños naturales aguas arriba de las represas pueden destruirse cuando los embalses recién creados inundan el hábitat ribereño. Las represas también pueden causar cambios sustanciales en las comunidades ribereñas aguas abajo al alterar la magnitud, la frecuencia y el momento de las inundaciones y reducir la cantidad de sedimentos y nutrientes transportados desde aguas arriba. [3] [4] Desviar agua de los canales de los arroyos para uso agrícola, industrial y humano reduce el volumen de agua que fluye río abajo y puede tener efectos similares. [4]
En un sistema ribereño natural, las inundaciones periódicas pueden eliminar secciones de vegetación ribereña. Esto deja porciones de la llanura aluvial disponibles para la regeneración y efectivamente “restablece” el cronograma de sucesión. [1] Las perturbaciones frecuentes favorecen naturalmente a muchas especies ribereñas de sucesión temprana (pioneras). [5] Muchos estudios muestran que una reducción de las inundaciones debidas a represas y desvíos puede permitir que la sucesión comunitaria avance más allá de una etapa típica, provocando cambios en la estructura comunitaria. [2] [5]
Cambiar los regímenes de inundaciones puede ser especialmente problemático cuando las condiciones alteradas favorecen a las especies exóticas. Por ejemplo, la regulación de las represas cambia la hidrología de las llanuras aluviales en el suroeste de Estados Unidos al impedir los ciclos de inundaciones anuales. Esta modificación ha sido implicada en la dominancia del cedro salado ( Tamarix chinensis ) sobre el álamo nativo ( Populus deltoides ). Se descubrió que los álamos eran competitivamente superiores al cedro salado cuando las inundaciones permitían que las semillas de ambas especies se cogieran. Sin embargo, la falta de inundaciones causadas por la alteración de la hidrología crea condiciones más favorables para la germinación del cedro salado sobre los álamos. [6]
Las zonas ribereñas se caracterizan por una comunidad distinta de especies de plantas que están fisiológicamente adaptadas a una mayor cantidad de agua dulce que las especies de tierras altas. [2] Además de tener contacto directo frecuente con aguas superficiales a través de aumentos periódicos en los niveles de agua de los arroyos e inundaciones, las zonas ribereñas también se caracterizan por su proximidad a las aguas subterráneas . Particularmente en regiones áridas, las aguas subterráneas poco profundas, las filtraciones y los manantiales proporcionan una fuente de agua más constante para la vegetación ribereña que las inundaciones ocasionales. [2] Al reducir la disponibilidad de agua, las extracciones de agua subterránea pueden afectar la salud de la vegetación ribereña. [4] [7] Por ejemplo, se encontró que el álamo de Fremont ( Populus fremontii ) y el sauce de San Joaquín ( Salix gooddingii ), especies ribereñas comunes en Arizona, tenían más ramas muertas y experimentaron una mayor mortalidad a medida que disminuían los niveles de agua subterránea. [8]
La composición de la comunidad vegetal puede cambiar drásticamente a lo largo de un gradiente de profundidad del agua subterránea: las plantas que sólo pueden sobrevivir en condiciones de humedal pueden ser reemplazadas por plantas que sean tolerantes a condiciones más secas a medida que se reducen los niveles de agua subterránea, lo que provoca cambios en la comunidad de hábitat y, en algunos casos, la pérdida total de la superficie ribereña. especies. [7] Los estudios también han demostrado que las disminuciones en los niveles de agua subterránea pueden favorecer la invasión y persistencia de ciertas especies invasoras exóticas como el cedro salado ( Tamarix chinensis ), que no parecen mostrar el mismo grado de estrés hídrico fisiológico que las especies nativas cuando se las somete a niveles más bajos de agua subterránea. [8]
La canalización de arroyos es el proceso de diseñar canales de arroyos más rectos, anchos y profundos, generalmente para mejorar la navegación, el drenaje de humedales y/o un transporte más rápido de las aguas de las inundaciones río abajo. [2] Los diques a menudo se construyen junto con la canalización para proteger el desarrollo humano y los campos agrícolas de las inundaciones. [9] La vegetación ribereña puede eliminarse o dañarse directamente durante y después del proceso de canalización. [10] Además, la canalización y la construcción de diques modifican la hidrología natural de un sistema fluvial. [9] A medida que el agua fluye a través de una corriente natural, se crean meandros cuando el agua que fluye más rápido erosiona las orillas exteriores y el agua que fluye más lentamente deposita sedimentos en las orillas interiores. Muchas especies de plantas ribereñas dependen de estas áreas de nueva deposición de sedimentos para la germinación y el establecimiento de plántulas. [11] El enderezamiento de canales y la construcción de diques eliminan estas áreas de deposición, creando condiciones desfavorables para el reclutamiento de vegetación ribereña.
Al prevenir las inundaciones desbordantes, los diques reducen la cantidad de agua disponible para la vegetación ribereña en la llanura aluvial, lo que altera los tipos de vegetación que pueden persistir en estas condiciones. [2] Se ha demostrado que la falta de inundaciones disminuye la cantidad de heterogeneidad del hábitat en los ecosistemas ribereños, ya que las depresiones de los humedales en la llanura aluvial ya no llenan ni retienen agua. [9] Debido a que la heterogeneidad del hábitat está correlacionada con la diversidad de especies, los diques pueden causar reducciones en la biodiversidad general de los ecosistemas ribereños. [9]
En muchos lugares del mundo, la vegetación dentro de las zonas ribereñas ha sido eliminada por completo a medida que los humanos han limpiado la tierra para cultivar, cultivar madera y desarrollar tierras con fines comerciales o residenciales. [2] La eliminación de la vegetación ribereña aumenta la erosionabilidad de las orillas de los arroyos y también puede acelerar la tasa de migración de los canales (a menos que las orillas recién despejadas estén revestidas con escollera, muros de contención u hormigón). [12] Además, la eliminación de la vegetación ribereña fragmenta el ecosistema ribereño restante, lo que puede impedir o dificultar la dispersión de especies entre parches de hábitat. [4] Esto puede disminuir la diversidad de plantas ribereñas, así como disminuir la abundancia y diversidad de aves migratorias u otras especies que dependen de áreas de hábitat grandes y no perturbadas. [4] La fragmentación también puede impedir el flujo de genes entre parches ribereños aislados, reduciendo la diversidad genética. [4]
El ganado tiene propensión a agregarse alrededor del agua, lo que puede ser perjudicial para los ecosistemas ribereños. [4] Si bien los ungulados nativos , como los ciervos, se encuentran comúnmente en las zonas ribereñas, el ganado puede pisotear o pastar las plantas nativas , creando una cantidad y un tipo de perturbación antinatural que las especies ribereñas no han evolucionado para tolerar. [4] [13] Se ha demostrado que el pastoreo de ganado reduce la cobertura de áreas de especies de plantas nativas, crea frecuencias de perturbación que favorecen las malezas anuales exóticas y altera la composición de la comunidad de plantas. Por ejemplo, en un ecosistema árido de Sudáfrica, se descubrió que el pastoreo causaba una reducción de pastos, juncos y especies de árboles y un aumento de arbustos no suculentos. [14]
La extracción de arena y grava en los canales de los arroyos puede afectar las zonas ribereñas al destruir directamente el hábitat, eliminar el agua subterránea mediante bombeo, alterar la morfología de los canales de los arroyos y cambiar los regímenes de flujo de sedimentos. [4] Por el contrario, las actividades mineras en la llanura aluvial pueden crear áreas favorables para el establecimiento de vegetación ribereña (por ejemplo, álamos) a lo largo de arroyos donde los procesos de reclutamiento natural se han visto afectados por otras formas de actividad humana. [4] La minería de metales puede afectar las zonas ribereñas cuando los materiales tóxicos se acumulan en los sedimentos. [4]
El número y la diversidad de especies exóticas invasoras en los ecosistemas ribereños está aumentando en todo el mundo. [1] Las zonas ribereñas pueden ser particularmente vulnerables a la invasión debido a la frecuente alteración del hábitat (tanto natural como antropogénica) y la eficiencia de los ríos y arroyos en la dispersión de propágulos. [1] Las especies invasoras pueden afectar en gran medida la estructura del ecosistema y la función de las zonas ribereñas. Por ejemplo, la mayor biomasa de rodales densos de las especies invasoras Acacia mearnsii y Eucalyptus provoca un mayor consumo de agua y, por tanto, menores niveles de agua en los arroyos de Sudáfrica. [1] Las plantas invasoras también pueden causar cambios en la cantidad de sedimento atrapado por la vegetación, alterando la morfología del canal, y pueden aumentar la inflamabilidad de la vegetación, aumentando la frecuencia de los incendios. [1] [4] Los animales exóticos también pueden afectar las zonas ribereñas. Por ejemplo, los burros salvajes a lo largo del río Santa María quitan la corteza y el cambium de los álamos nativos, provocando la mortalidad de los árboles. [4]
Los métodos para restaurar las zonas ribereñas suelen estar determinados por la causa de la degradación. En la restauración de zonas ribereñas se utilizan dos enfoques principales: restaurar procesos hidrológicos y características geomórficas, y restablecer la vegetación ribereña nativa.
Cuando los regímenes de flujo alterados han impactado la salud de la zona ribereña, restablecer el flujo natural puede ser la mejor solución para restaurar efectivamente los ecosistemas ribereños. [2] Puede ser necesaria la eliminación completa de represas y estructuras que alteran el flujo para restaurar completamente las condiciones históricas, pero esto no siempre es realista o factible. Una alternativa a la eliminación de represas es simular pulsos de inundaciones periódicos consistentes con la magnitud y el momento históricos liberando grandes cantidades de agua a la vez en lugar de mantener flujos más consistentes durante todo el año. Esto permitiría inundaciones desbordantes, lo cual es vital para mantener la salud de muchos ecosistemas ribereños. [6] Sin embargo, simplemente restaurar un régimen de flujo más natural también tiene limitaciones logísticas, ya que los derechos de agua legalmente apropiados pueden no incluir el mantenimiento de tales factores ecológicamente importantes. [2] Las reducciones en el bombeo de agua subterránea también pueden ayudar a restaurar los ecosistemas ribereños al restablecer los niveles de agua subterránea que favorecen la vegetación ribereña; sin embargo, esto también puede verse obstaculizado por el hecho de que las regulaciones de extracción de aguas subterráneas generalmente no incorporan disposiciones para la protección ribereña. [7]
Los efectos negativos de la canalización sobre la salud de los arroyos y ribereñas pueden reducirse mediante la restauración física del canal del arroyo. Esto se puede lograr restaurando el flujo a los canales históricos o mediante la creación de nuevos canales. Para que la restauración sea exitosa, particularmente para la creación de canales completamente nuevos, los planes de restauración deben tener en cuenta el potencial geomórfico de la corriente individual y adaptar los métodos de restauración en consecuencia. [15] Esto generalmente se hace mediante el examen de corrientes de referencia (corrientes física y ecológicamente similares en condiciones naturales estables) y mediante métodos de clasificación de corrientes basados en características morfológicas. [15] Los canales de los arroyos suelen estar diseñados para ser lo suficientemente estrechos como para desbordarse hacia la llanura aluvial en una escala de tiempo de 1,5 a 2 años. [15] El objetivo de la restauración geomórfica es eventualmente restaurar los procesos hidrológicos importantes para los ecosistemas ribereños y corrientes. Sin embargo, este tipo de restauración puede ser logísticamente difícil: en muchos casos, el enderezamiento o modificación inicial del canal ha resultado en que los humanos invadan la antigua llanura aluvial a través del desarrollo, la agricultura, etc. [2] Además, la modificación del canal del arroyo puede ser extremadamente costoso.
Un ejemplo bien conocido de un proyecto de restauración de arroyos a gran escala es el Proyecto de Restauración del Río Kissimmee en el centro de Florida. El río Kissimmee fue canalizado entre 1962 y 1971 para controlar las inundaciones , convirtiendo 167 km (104 millas) de río serpenteantes en un canal de drenaje de 90 km (56 millas). [16] Esto eliminó efectivamente las inundaciones estacionales de la llanura aluvial, provocando una conversión de humedales a comunidades de tierras altas. [17] En 1999 se inició un plan de restauración con el objetivo de restablecer la integridad ecológica del sistema río-llanura aluvial. [17] El proyecto implica descanalizar secciones importantes del río, dirigir el agua hacia canales reconstruidos, eliminar estructuras de control de agua y cambiar los regímenes de flujo para restaurar las inundaciones estacionales en la llanura aluvial. [16] Desde la finalización de la primera fase de restauración, se han documentado una serie de mejoras en la vegetación y las comunidades de vida silvestre a medida que ha comenzado a tener lugar la conversión de tierras altas a humedales. [18] Romper los diques para reconectar los arroyos con sus llanuras aluviales también puede ser una forma eficaz de restauración. En el río Cosumnes, en el centro de California, por ejemplo, se descubrió que el regreso de las inundaciones estacionales a la llanura aluvial como resultado de la ruptura del dique resultó en el restablecimiento de comunidades de plantas ribereñas principalmente nativas. [19]
También se ha demostrado que la descanalización de un alcance más corto (2 km o 1,2 millas de largo) y la reducción de los diques son un enfoque de restauración eficaz junto con el régimen de inundaciones naturales (o casi naturales) para mejorar los procesos del suelo, la heterogeneidad espacial y temporal típica de las llanuras de inundación naturales . 20]
Los canales de transmisión a menudo se recuperarán de la canalización sin intervención humana, siempre que los humanos no continúen manteniendo o modificando el canal. Poco a poco, los lechos de los canales y las orillas de los arroyos comenzarán a acumular sedimentos, se formarán meandros y se afianzará una vegetación leñosa que estabilizará las orillas. Sin embargo, este proceso puede llevar décadas: un estudio encontró que la regeneración de los canales de los arroyos tomó aproximadamente 65 años en los arroyos canalizados en el oeste de Tennessee. [10] Métodos de restauración más activos pueden acelerar el proceso.
La revegetación de zonas ribereñas degradadas es una práctica común en la restauración ribereña. La revegetación se puede lograr por medios activos o pasivos, o una combinación de ambos.
La falta de propágulos disponibles de forma natural puede ser un factor limitante importante para el éxito de la restauración. [21] Por lo tanto, la plantación activa de vegetación nativa suele ser crucial para el establecimiento exitoso de especies ribereñas. [22] Los métodos comunes para restaurar activamente la vegetación incluyen la siembra al voleo y la plantación directa de semillas, plántulas o plántulas. El restablecimiento de especies clonales como los sauces a menudo se puede lograr simplemente colocando esquejes directamente en el suelo. [4] Para aumentar las tasas de supervivencia, es posible que sea necesario proteger las plantas jóvenes de la herbivoría con cercas o refugios en los árboles. [23] La investigación preliminar sugiere que la siembra directa de especies leñosas puede ser más rentable que la siembra en contenedores. [24]
Los sitios de referencia se utilizan a menudo para determinar las especies apropiadas para plantar y pueden usarse como fuente de semillas o esquejes. Las comunidades de referencia sirven como modelos de cómo deberían verse idealmente los sitios de restauración una vez finalizada la restauración. [25] Sin embargo, se han planteado preocupaciones sobre el uso de sitios de referencia, ya que las condiciones en los sitios restaurados y de referencia pueden no ser lo suficientemente similares como para sustentar las mismas especies. [25] Además, las zonas ribereñas restauradas pueden albergar una variedad de posibles combinaciones de especies, por lo que la Sociedad para la Restauración Ecológica recomienda el uso de múltiples sitios de referencia para formular objetivos de restauración. [25]
Una cuestión práctica en la restauración activa de la vegetación es si ciertas plantas facilitan el reclutamiento y la persistencia de otras plantas (como lo predicen las teorías de sucesión), o si la composición inicial de la comunidad determina la composición de la comunidad a largo plazo (efectos de prioridad). [21] [26] Si se aplica lo primero, puede ser más efectivo plantar primero especies facilitadoras y esperar para plantar especies dependientes a medida que las condiciones sean apropiadas (por ejemplo, cuando las especies del dosel proporcionan suficiente sombra). Si se aplica esto último, probablemente sea mejor plantar todas las especies deseadas desde el principio. [26]
Como componente crítico de la restauración de las comunidades ribereñas nativas, los profesionales de la restauración a menudo tienen que eliminar especies invasoras y evitar que se restablezcan. Esto se puede lograr mediante la aplicación de herbicidas, eliminación mecánica, etc. Cuando se va a realizar la restauración en tramos largos de ríos y arroyos, suele ser útil comenzar el proyecto aguas arriba y trabajar aguas abajo para que los propágulos de especies exóticas aguas arriba no obstaculicen la restauración. intentos. [1] Garantizar el establecimiento de especies nativas se considera vital para prevenir futuras colonizaciones de plantas exóticas. [1]
La plantación activa de vegetación ribereña puede ser la forma más rápida de restablecer los ecosistemas ribereños, pero los métodos pueden requerir un uso prohibitivo de recursos. [4] La vegetación ribereña puede regresar por sí sola si se detienen las perturbaciones inducidas por el hombre y/o se restablecen los procesos hidrológicos. [27] Por ejemplo, muchos estudios muestran que impedir el pastoreo de ganado en zonas ribereñas mediante cercas de exclusión puede permitir que la vegetación ribereña aumente rápidamente en robustez y cobertura, y también cambie a una composición comunitaria más natural. [13] [28] Simplemente restaurando procesos hidrológicos como inundaciones periódicas que favorecen la vegetación ribereña, las comunidades nativas pueden regenerarse por sí mismas (por ejemplo, la llanura aluvial del río Cosumnes). [19] El reclutamiento exitoso de especies nativas dependerá de si las fuentes de semillas locales o aguas arriba pueden dispersar con éxito los propágulos al sitio de restauración, o si hay un banco de semillas nativas presente. [4] [22] Un obstáculo potencial para la restauración de la vegetación pasiva es que las especies exóticas pueden colonizar preferentemente la zona ribereña. [1] El deshierbe activo puede mejorar las posibilidades de que se restablezca la comunidad de plantas nativas deseada.
La restauración a menudo se centra en restablecer comunidades de plantas, probablemente porque las plantas forman la base de otros organismos dentro de la comunidad. [21] La restauración de comunidades faunísticas a menudo sigue la hipótesis del “Campo de los Sueños”: “si lo construyes, ellos vendrán”. [26] Se ha descubierto que muchas especies animales recolonizan naturalmente áreas donde se ha restaurado el hábitat. [4] Por ejemplo, la abundancia de varias especies de aves mostró marcados aumentos después de que se restableció la vegetación ribereña en un corredor ribereño en Iowa. [29] Algunos esfuerzos de restauración ribereña pueden estar dirigidos a conservar especies animales particulares de interés, como el escarabajo de cuernos largos del saúco del valle en el centro de California, que depende de una especie de árbol ribereño (saúco azul, Sambucus mexicana ) como única planta huésped. [30] Cuando los esfuerzos de restauración se dirigen a especies clave, la consideración de las necesidades de cada especie (por ejemplo, ancho mínimo o extensión de la vegetación ribereña) es importante para garantizar el éxito de la restauración. [4]
Pueden ocurrir fallas en la restauración cuando no se restablecen las condiciones apropiadas del ecosistema, como las características del suelo (p. ej., salinidad, pH, biota benéfica del suelo , etc.), niveles de agua superficial y subterránea, y regímenes de flujo. [4] Por lo tanto, una restauración exitosa puede depender de tener en cuenta una serie de factores tanto bióticos como abióticos. Por ejemplo, la restauración de la biota del suelo, incluidas micorrizas simbióticas, invertebrados y microorganismos, puede mejorar la dinámica del ciclo de nutrientes. [4] La restauración de los procesos físicos puede ser un requisito previo para el restablecimiento de comunidades ribereñas saludables. [19] En última instancia, una combinación de enfoques que tengan en cuenta las causas de la degradación y se centren tanto en la hidrología como en el restablecimiento de la vegetación y otras formas de vida puede ser más eficaz en la restauración de las zonas ribereñas.
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