Una mirada multiescala de las lagunas de la planicie del Bajo Paraná y su vegetación
Las lagunas someras de la planicie del Bajo Paraná y su vegetación son dinámicas. ¿Cómo y por qué cambian? Con una mirada multiescala, analizamos primero el impacto de los pulsos de inundación en las coberturas de las lagunas (vegetación verde y senescente, agua libre turbia y agua libre clara). Luego, describimos la distribución de las especies de macrófitas y las características del agua y del sedimento, de acuerdo con la conectividad de las lagunas y su dinámica temporal.
El río Paraná tiene una gran planicie de inundación, en la que hay numerosas lagunas poco profundas, algunas de ellas conectadas con ríos y arroyos. Las lagunas pueden estar vegetadas o no, pueden tener agua clara o agua con sedimentos y pueden tener una mezcla de estas coberturas. Nos preguntamos cómo cambian estas coberturas y si su variabilidad es predecible. Para ello, primero tuvimos que delimitar a las lagunas: dónde están, qué superficie ocupan, qué forma tienen. Con datos satelitales disponibles desde el año 1987, analizamos con qué frecuencia cada zona de la planicie estaba cubierta de agua. Así, definimos que un área es laguna si más del 60% del período analizado tenía agua. Según este criterio, en el área de estudio analizada el 22% está cubierto por más de 300 lagunas, la mayoría pequeñas. Encontramos que no todas las lagunas se comportan igual, sino que hay distintas clases de respuesta en relación a los pulsos de inundación del río Paraná.
¿Qué es un pulso de inundación? El concepto es muy importante para la hidrología y ecología de los humedales fluviales. En 1989, Junk, Bayley y Sparks propusieron que el pulso en las descargas de los ríos es la mayor fuerza que controla a la biota en las planices de inundación de los ríos. Enfatizaron que el intercambio lateral entre la planicie y el canal del río, así como el recambio de nutrientes dentro de la planicie, tienen un gran impacto en la biota, en particular en ecosistemas templados, subropicales y tropicales. En Argentina, y en particular en el río Paraná, Juan José Neiff realizó desde la década del ’90 grandes aportes a la conceptualización del pulso de inundación. Este autor incluyó dentro del pulso tanto la fase de aguas altas (potamofase) como la fase de aguas bajas (limnofase) del río, en las que ocurren procesos ecológicos diferentes. Representa un cambio drástico en el ambiente, ya que modifica las condiciones fisicoquímicas en la planicie y reorganiza la estructura del sistema. Esta reorganización del paisaje depende de la magnitud de los pulsos, de la plasticidad de los organismos y también del estado del sistema previo a la inundación.
En las lagunas vegetadas, observamos que la vegetación se recupera rápidamente después de las inundaciones, excepto en las inundaciones extremas relacionadas con la ocurrencia de eventos El Niño-Oscilación del Sur. Entonces, nos preguntamos de qué depende la distribución de las plantas acuáticas (llamadas macrófitas, es decir, especies visibles a ojo desnudo, desde flotantes a emergentes). En condiciones hidrológicas medias (antes de la seca extraordinaria de 2020-2022), visitamos lagunas del Sitio Ramsar Delta del Paraná, describimos la vegetación y tomamos muestras de agua y sedimento.
Encontramos factores directos e indirectos que condicionan qué especies de plantas ocurren en cada laguna. A escala de paisaje, la conectividad de las lagunas con los cursos de agua afecta las variables químicas y físicas de las lagunas, y la dinámica de las lagunas estuvo asociada con la frecuencia de inundación. Es decir, indirectamente el hecho de que una laguna esté conectada o no a un curso de agua influye en la distribución de las macrófitas. Por otro lado identificamos factores directos que afectan qué especie de macrófita ocurre y en qué abundancia: las concentraciones de amonio y nitrato en el agua, la turbidez y la frecuencia de inundación.
Sin lugar a dudas, la conectividad entre lagunas y cursos de agua es un factor importante para entender qué efecto tienen los pulsos de inundación en la planicie del Paraná. Actualmente continuamos estudiando cómo varía la biodiversidad de la flora y fauna acuática, de acuerdo a la conectividad y a la variabilidad hidroclimática.
Publicaciones
La investigación que resumimos en este artículo es parte de la tesis doctoral de Maira Gayol, dirigida por Patricia Kandus y Natalia Morandeira. La tesis se titula “Aspectos funcionales de la vegetación de humedales de planicies de inundación. Uso de datos satelitales ópticos en lagunas del Bajo Paraná”. Con este trabajo presentado en 2020, Maira obtuvo su título de Doctora en Ciencias Aplicadas y de la Ingeniería (Escuela de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de San Martín, Argentina).
Los resultados fueron publicados en dos artículos científicos, y actualmente nos encontramos preparando un tercer artículo. Si bien los artículos son de acceso restringido, pueden contactarnos para acceder a una copia. Dado que los artículos están escritos en inglés, en la siguiente sección incluimos traducción del título y resumen en castellano de ambos trabajos. Ambos trabajos fueron seleccionados para ilustrar la portada de las revistas, ¡así que ahora los paisajes del Bajo Paraná andan circulando por el mundo!
El primer trabajo fue publicado en 2019 en la revista científica Hydrobiologia (editorial Springer): “Dynamics of shallow lake cover types in relation to Paraná River flood pulses: assessment with multitemporal Landsat data”.
El segundo trabajo fue publicado en 2022 en la revista científica Freshwater Biology (editorial Wiley): “Distribution patterns of macrophytes in shallow lakes of the lower Paraná River floodplain: Associations with environmental conditions”.
Resumen de los artículos, en castellano
Dinámicas de las coberturas de lagunas en relación con los pulsos de inundación del Río Paraná: evaluación con datos Landsat multitemporales (2019, autoras Maira Gayol, Natalia Morandeira y Patricia Kandus)
En las grandes planicies de inundación es típica la presencia de un gran número de lagunas someras. Considerando que estas lagunas tienen un comportamiento dinámico, los datos multitemporales obtenidos a partir de la teledetección pueden utilizarse para delinear y monitorear su extensión y los tipos de cobertura que presentan. El objetivo de este trabajo fue analizar los patrones espaciales y temporales de las coberturas de las lagunas, asociados a los pulsos de inundación del río en la planicie de inundación del Bajo Río Paraná. Las lagunas se delimitaron mediante un análisis de frecuencia sobre una serie multitemporal del Índice de Vegetación de la Diferencia Normalizada derivado de datos Landsat 5-TM y 8-OLI en el período 1987-2015. Se identificaron un total de 303 lagunas (22% del área de estudio). La mayoría de las lagunas eran pequeñas, solo ocho tuvieron un área mayor a 1,5 km2 (corresponden a un 66% del área total cubierta por lagunas). Se identificaron cinco tipos dominantes de cobertura de lagunas mediante el uso de datos multitemporales Landsat. Se analizaron las dinámicas de estos tipos de cobertura a lo largo de siete pulsos de inundación del río y se describieron seis patrones temporales típicos que se repitieron y caracterizaron a la mayor parte de las lagunas (en términos de superficie). La vegetación se recuperó rápidamente después de las inundaciones, excepto en las inundaciones extremas relacionadas con la ocurrencia de eventos El Niño-Oscilación del Sur. Los datos históricos de Landsat resultaron ser herramientas valiosas para reconstruir procesos históricos en planicies inundación de grandes ríos.
Patrones de distribución de macrófitas en lagunas someras de la planicie de inundación del Bajo Río Paraná: relación con las condiciones ambientales (2022, autoras Maira Gayol, Natalia Morandeira, Eliana González y Patricia Kandus)
- Las macrófitas desempeñan roles estructurales y funcionales clave en las lagunas someras de las planicies de inundación, permiten el mantenimiento de funciones ecosistémicas y sustentan varias actividades productivas. Evaluamos la relación entre la estructura de las comunidades de macrófitas (composición, abundancia y diversidad) y las características ambientales (dinámica de las lagunas, conectividad, morfometría, frecuencia de inundación y variables físicas y químicas del agua y los sedimentos) en la llanura de inundación del Bajo río Paraná. Nuestra hipótesis principal es que la distribución de macrófitas en las lagunas someras depende de controles ambientales directos e indirectos que operan a múltiples escalas.
- Se describieron las dinámicas de las lagunas someras durante el pulso del río Paraná de abril-noviembre 2017 de acuerdo con los cambios en sus coberturas (vegetación y agua abierta, turbia o clara), que se determinaron con clasificaciones supervisadas en imágenes Landsat 8-OLI. Se seleccionaron 25 lagunas someras de la planicie de inundación del Bajo río Paraná de manera que estuvieran representadas todas las dinámicas de las lagunas someras identificadas. Diez de estas lagunas estaban permanentemente conectadas con cursos de agua y 15 estaban desconectadas. En el verano de 2018, se realizaron relevamientos de las características físicas y químicas del agua y los sedimentos y de la composición y abundancia en los ensambles de macrófitas en cada sitio. Además, se estimaron parámetros morfométricos de las lagunas y la frecuencia de inundación a partir de datos geográficos auxiliares.
- Los factores directos de control de los ensambles de macrófitas fueron las concentraciones de amonio y nitrato en el agua, la turbidez y la frecuencia de inundación. No se encontraron efectos de las condiciones ambientales sobre la diversidad de macrófitas. La conectividad de las lagunas con los cursos de agua afectó las características físicas y químicas del agua y los sedimentos. Además, la dinámica de las lagunas durante el pulso de 2017 estuvo relacionada con la frecuencia de inundación.
- Dado que la conectividad con los cursos de agua afecta las variables químicas y físicas de las lagunas, y la dinámica de las lagunas estuvo asociada con la frecuencia de inundación, la conectividad y la dinámica de las lagunas influyeron indirectamente en la composición del ensamble de macrófitas. Este estudio mejoró nuestra comprensión de los patrones de distribución de macrófitas en el área de estudio, que se relacionó con variables ambientales que operan a diferentes escalas.
- Nuestros resultados destacan la importancia de la variabilidad en la conectividad hidrológica para promover la heterogeneidad ambiental en los sistemas de planicies de inundación de grandes ríos, que es fundamental para su funcionamiento y para sostener la alta biodiversidad que caracteriza a estos ambientes.