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Documentos del Cambio Climático
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Agua y Cambio Climático
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Diagnosis de los impactos previstos en Cataluña
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Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambienti Habitatge
Agència Catalanade l’Aigua
Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambienti Habitatge
Agència Catalanade l’Aigua
3er Convenio Agencia Catalana del AguaFundación Nueva Cultura del Agua
El cambio climático, como parte de un cambio global más amplio ocasionado por la actividad humana, puede ocasionar destacados impactos sobre el ciclo hidrológico y, en consecuencia, sobre todo el con-junto de procesos y actividades dependientes. La presente publicación realiza una diagnosis detallada de todos estos posibles efectos que podrían darse a lo largo del siglo XXI y elabora una prognosis de sus impactos en Cataluña. Esta publicación, fruto del trabajo conjunto entre la Fundación Nueva Cultura del Agua y la Agencia Ca-talana del Agua con la colaboración de diferentes expertos del mundo científico y universitario, recoge los principales impactos previstos para diferentes horizontes temporales y los organiza en cuatro gran-des bloques o ámbitos temáticos: clima, hidrología, ecosistemas acuáticos y entorno socio-económico del sector del agua, siempre bajo la óptica territorial catalana.
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Documentos del Cambio Climático
Impactos en losecosistemas acuáticosResumenNarcís Prat, Universidad de BarcelonaAntoni Munné, Agencia Catalana del Agua
Los escenarios climáticos previstos en Cataluña para los próximos años dibujan, a causa del incremento de
las emisiones de gases de efecto invernadero y del cambio global en general, una situación de subida de las
temperaturas y de cambios en el régimen de las precipitaciones, con unas mayores irregularidad e intensidad
de fenómenos extremos (véanse los capítulos 5, 6 y 7). Ello puede tener consecuencias en la cantidad y en la
calidad del agua que circula por los ríos, lagos, embalses, zonas húmedas, etc., además de una incidencia directa
e indirecta en la estructura y el funcionamiento de los sistemas asociados (Allan et al., 2005), tal como se explica
y se concreta en capítulos que siguen a este resumen.
En síntesis y para simplificar, los pronósticos auguran un descenso de la innivación en las partes altas de las montañas,
con una fusión más precoz de la nieve y un retraso en la congelación del agua, cosa que lógicamente afectará a las
cabeceras de los ríos y a los lagos de alta montaña. Una escorrentía más escasa desde las cabeceras puede provocar
asimismo que las reservas de agua embalsada sean menores y que, junto con la pérdida de energía en la entrada de
los embalses de agua procedente del deshielo, aumente el tiempo de retención del agua en ellos y la persistencia
de la termoclina (capítulo 17). Paralelamente se pronostica una reducción del caudal circulante por los ríos debido
al incremento de la evapotranspiración, que podría llegar a secar algunos tramos con carácter levemente temporal,
como ha ocurrido en otros países (Bond et al., 2008). A orillas del mar, de las lagunas litorales y de los ecosistemas
talasohalinos, los cambios provocados por el aumento del nivel del mar, hasta ahora moderado, que a su vez modifica
el régimen hidrológico y la dinámica salina de los sistemas litorales, ya son importantes y en el futuro podrían llegar
a ser dramáticos (capítulo 21), por ejemplo en los deltas, que podrían desaparecer parcialmente (capítulo 20). Las
comunidades de organismos que más sufrirán estos cambios probablemente sean los peces de los ecosistemas
acuáticos continentales, que en la actualidad ya están muy dañados por la contaminación de las aguas, pero, sobre
todo, por la ausencia de caudales mínimos (o ecológicos) circulantes y por la desaparición de su hábitat (capítulo
19). Esta situación favorece la entrada y el establecimiento de especies invasoras, que aprovechan los cambios en el
régimen de los caudales, la modificación del hábitat y el incremento de las temperaturas para competir con ventaja
con las comunidades autóctonas de los ecosistemas locales (Alcaraz y García-Berthou, 2007; Ribeiro et al., 2008)
Todos estos aspectos se analizan en este trabajo, con estudios realizados por diferentes especialistas en cada una
de las materias más relevantes, en los cuales se indican tanto las certezas y posibles escenarios de futuro como
sus incertidumbres.
Efectos en las estructuras y la función de los ecosistemas acuáticos debidos a los cambios climáticos
Los cambios que se producen en los ecosistemas acuáticos a causa del aumento de la temperatura y por la variación
del régimen pluviométrico originan modificaciones en su estructura y en su función. Si el incremento de los gases
de efecto invernadero hace subir la temperatura del aire, como consecuencia subirá la temperatura del agua, y
ello afectará al ciclo biológico de muchas especies. Si la evapotranspiración más elevada y el cambio en el régimen
de lluvias hace que circule menos agua por los ríos y de manera más irregular, esta situación provocará, o puede
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Resumen
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provocar, que circule menos agua por los lagos y los embalses, una reducción de las tasas de renovación del agua
en general, la modificación del hábitat y el descenso de los flujos turbulentos que contribuyen a la autodepuración
y a la dinámica de nutrientes de los ríos. La tabla 1 muestra un resumen de los efectos de los posibles cambios
que se pueden producir en nuestros ecosistemas, que se muestra además a modo de esquema en la figura 1. Para
obtener una visión global del tema en España es interesante consultar Álvarez-Cobelas et al. (2005).
En los ambientes leníticos, a consecuencia de las posibles reducciones del caudal, que afectan sobre todo el
tiempo de retención del agua en la masa de agua, la formación y la permanencia de la termoclina puede cambiar
de manera relevante, y este es un proceso clave que puede modificar de manera importante la calidad de las
aguas, unas aguas que, en muchos de estos sistemas (por ejemplo, en los embalses) se destinan al suministro
urbano en Cataluña. El incremento de la eutrofización y de la presencia de algunas especies de algas, sobre todo
las que pueden ser tóxicas, podrían ser consecuencias directas. Los efectos actuales y futuros de estos cambios en
los lagos y en los embalses catalanes se explican de manera detallada en dos capítulos de este informe.
En el caso de los ríos, la subida de la temperatura también producirá cambios en el ciclo vital de algunas
especies, si bien el efecto más importante se registrará en términos de descenso de los caudales circulantes
y de la irregularidad que presentarán. En un país mediterráneo como el nuestro, el peligro de transformar
muchos de nuestros ríos con caudales menores a 100 l/s en ríos intermitentes (que se secan normalmente
en verano) y de transformar los ríos temporales (que solo fluyen hasta la primavera) en cauces de tramos
totalmente secos es elevado. Estos cambios pueden generar modificaciones en las comunidades que habitan
estos sistemas, con posibles entradas de especies oportunistas y, en algunos casos, invasoras y el incremento
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Ríos Humedales Lagos y Aguas costeras y embalses humedales litorales
Cambios
Incremento de temperatura ++ ++ ++ ++
Duración de la estratificación térmica +++ +++
Duración del hielo – – –
Caudales (entrada a estanques y humedales) – – – – – –
Régimen de caudales alterado ++ + +
Tasa de residencia del agua ++ ++
Agotamiento del caudal circulante ++ ++
Tasa de residencia incrementada + ++
Eutrofización ++ ++ ++ ++
Efectos
Incremento de especies invasoras ++ ++ ++ ++
Cambios del ciclo de vida ++ ++ ++ ++
Rango altitudinal de las especies ++ ++
Producción primaria +/– +/– +/– +/–
Ratio C/N en las hojas --
Tabla 1. Posibles cambios y efectos producidos en los ecosistemas acuáticos por la emisión de gases de efecto invernadero.
de la contaminación por la capacidad inferior de dilución de estos sistemas. Estos aspectos también se tratan
en un capítulo específico de este informe.
El mismo peligro (incremento de la desecación, de la eutrofización y de la contaminación) afectará a nuestros
humedales, con el peligro evidente de desaparición de unos ecosistemas que son clave para el mantenimiento
de la considerable biodiversidad de Cataluña. Peligro de desaparición que también pende sobre muchos de los
ecosistemas costeros y humedales amenazados, además de por la desecación y la contaminación, por la subida
del nivel del mar. Ello afectará a sistemas tan importantes como el del delta del Ebro. Dedicamos un capítulo (el
20) a este ecosistema tan singular, cuyas conclusiones pueden extrapolarse de manera general a otros ecosistemas
litorales de Cataluña.
Por último, en este informe se presenta un panorama sobre los cambios que ya se han producido en los ecosistemas
marinos próximos a la costa de Cataluña, donde ya se aprecia el cambio ambiental debido al aumento de
temperaturas (capítulo 21). Aquí, como en otros ecosistemas acuáticos, los cambios incluyen la llegada de muchas
especies foráneas, que en muchos casos desplazan a las autóctonas, ayudadas por las modificaciones que el ser
humano ha introducido en todos los ecosistemas acuáticos. Este capítulo se puede cotejar con el que se presenta
en otra parte de este informe sobre comunidades terrestres (capítulo 2).
Figura 1 . Efectos principales en lagos, embalses, humedales, ríos y rieras de los cambios previsibles que se producirán como consecuencia de la emisión de gases de efecto invernadero. (Tabla modificada de Allan et al., 2005)
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Resumen
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Características del ecosistema
Forma y tamaño del sistemaEstratificación térmicaNutrientes y estado trófico
Tamaño y posición en la cuencaRégimen de caudalesAutotrofia vs. heterotrofia
Respuestas dominantes del sistema
Duración más corta de la cubierta de hieloEstratificación más larga e intensaMás hábitat para peces estenotermosMás eutrofización
Caudales reducidos por + ETAdelanto del deshielo y de las crecidasPérdida del pico de fusión de la nieveAlteración de la ratio C/N de las hojas
Respuestas generales Cambios en el metabolismo de los organismos y la productividadCambios en la distribución geográfica de las especies
Cambios en la estabilidad del hábitatCambios en la dinámica de los nutrientes y otros elementos químicos
Lagos y ciénagas Ríos y rieras
Temperatura del agua
Escorrentía
EvapotranspiraciónPrecipitación
Temperatura del aire
CO2
Efectos sobre los bienes y servicios del ciclo del agua
Los cambios en la estructura y en el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos implican una modificación
importante sobre los bienes y servicios que nos proporcionan los ecosistemas. En la tabla 2 se enumeran los
principales bienes y servicios de los ecosistemas acuáticos que sufrirán modificaciones a causa del cambio climático
(tabla modificada de Allan et al., 2005). Muchos de los aspectos que se mencionan en la tabla ya se tratan en
otros capítulos de este informe; aquí nos centramos sobre todo en los cambios en la biodiversidad, que, como
vemos en la tabla, se verá (o ya ha se visto) alterada por los cambios climáticos o cambios globales que ya han
acontecido o que se prevé que tengan lugar en el futuro. En los capítulos que siguen de esta parte dedicada a
los ecosistemas se comentan muchas de estas afectaciones. También se incluye una revisión de cómo afectan las
alteraciones en el ciclo global del agua a la estructura, a la función y a los servicios de los ríos en Sabater (2008),
trabajo que permite hacerse una idea de qué servicios se verán afectados por el cambio climático.
Impactos actuales y futuros sobre los ecosistemas acuáticos catalanes
En lo tocante a los efectos del cambio climático en las características y las comunidades de organismos en
Cataluña y la previsión con vistas al futuro, la información de que disponemos es muy limitada, tal como se
explica en los capítulos siguientes. A continuación sintetizamos lo que en ellos se explica.
En primer lugar, existen algunas constataciones de que el aumento de las temperaturas ya ha tenido efectos en
los organismos y en el funcionamiento de los ecosistemas. Entre estos destacan los cambios de comunidades
planctónicas detectados en los sedimentos de los lagos de montaña o en la abundancia de cistos de crisofíceas, el
Ríos Estanques Embalses Ciénagas Deltas Aguas costeras y ciénagas litorales
Cantidad y calidad del agua
Usos urbanos x x
Usos agrícolas x x x x
Refrigeración de centrales x x x
Calidad del agua (eutrofización, dilución de la contaminación) x x x x x x
Otros servicios
Pesca comercial x x x x x x
Acuicultura x x x
Marisqueo x x
Protección de la costa y las dunas x x
Hidroelectricidad x x x
Control de avenidas x x
Transporte de sedimentos x x x
Turismo y ocio x x x x x x
Alteraciones de la biodiversidad x x x x x x
Tabla 2. Posibles efectos del cambio climático en las funciones ambientales y socioeconómicas del agua.
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aumento de la estratificación térmicas y sus efectos (anoxia) en el embalse de Sau, el incremento de las especies
más termófilas de peces de los ríos y los cambios altitudinales de algunas especies (como el bagre), cambios en la
emergencia (más primaveral) de algunos insectos acuáticos en el río Ebro, o cambios en las pautas de distribución
de diferentes organismos marinos y aumento de las mortalidades en masa que acontecen en el Mediterráneo.
Podemos afirmar que la evidencia del cambio, al menos a pequeña escala, ya es un hecho comprobado, pese a
la incertidumbre acerca de su persistencia o evolución.
En segundo lugar, las previsiones para el futuro son en todo caso preocupantes y, además del agravamiento de
todos los efectos citados hasta el momento, pueden preverse otros. En la montaña, los pequeños lagos corren
el riesgo de desaparecer y el funcionamiento de los más grandes afronta el peligro de cambiar notablemente, al
disminuir la extensión y la duración de la capa de hielo. Ello puede comportar un cambio de las comunidades y la
proliferación de especies invasoras. Esta situación de cambio de comunidades y de proliferación de otras especies
se producirá en todos los ecosistemas y comunidades, desde la alta montaña hasta el fondo marino. En el caso
de los peces, cabe esperar una reducción de las poblaciones de especies autóctonas y una mayor proliferación de
las termófilas (habitualmente especies alóctonas), así como una reducción del área de distribución de los peces
de aguas más frías, como la trucha.
En los ríos, tanto el incremento de las sequías como el de las avenidas pueden repercutir de manera importante
en las comunidades y favorecer a algunos grupos frente a otros; por ejemplo, en el caso de los insectos acuáticos,
los propios de aguas tranquilas, como los odonatos, los heterópteros y los coleópteros, pueden incrementar su
presencia frente a los más típicamente reófilos, como los efemerópteros, los tricópteros y los plecópteros, tal
como se ha detectado en estudios recientes realizados en pequeños ríos poco perturbados por parte del ser
humano en años de sequía. La sequía, evidentemente, también tendrá un reflejo en las comunidades de peces
que pueden llegar a desaparecer, en especial en las endémicas ligadas a pequeños cursos de agua. En este trabajo
no se ha estudiado el efecto del cambio climático sobre las zonas húmedas continentales, pero es de prever una
reducción de su superficie y un aumento de la contaminación, el cual hará desaparecer unas especies y aparecer
otras, sobre todo (una vez más) las invasoras más termófilas.
En el mar y en la zona litoral, los efectos en las comunidades también serán relevantes. En el caso de las lagunas
litorales, el incremento del nivel del mar supone la peor amenaza, que puede hacer desaparecer hasta la mitad del
delta del Ebro. En cuanto a los ecosistemas marinos, la expansión de las especies exóticas es también el principal
peligro.
Mención especial merece la afectación de los servicios ambientales que los ecosistemas acuáticos nos proveen. En
el caso de los embalses, no solo disminuirán los recursos, sino que, a causa de una tasa de residencia más elevada,
se rebajará su calidad, con el consiguiente encarecimiento de los tratamientos necesarios para potabilizar el agua.
Lo mismo podemos decir de las aguas de los ríos que se destinan a abastecimiento, cuya calidad prepotable
empeorará aún más causa de las alteraciones introducidas en las comunidades. Así por ejemplo, una cantidad
superior de algas potencialmente tóxicas causada por una mayor contaminación debida a unos caudales
menores en el Llobregat puede encarecer sobremanera el tratamiento de las aguas en la parte baja del curso.
Evidentemente, la pesca también resultará afectada, pese a la escasa importancia que presenta en la actualidad
desde el punto de vista económico; pero pensemos en la pesca recreativa que practican miles de aficionados y
que disminuirá (empeorando sin duda la cuestión de la preponderancia de las especies introducidas, que son las
más buscadas y pescadas por los aficionados). Todos los servicios ambientales de los deltas y de las zonas costeras
se verán considerablemente afectados, sean pesca o baño.
Es evidente que, en el ámbito de la gestión y la diagnosis del estado de las masas de agua (ríos, lagos, zonas
húmedas, etc.), los cambios en el régimen de caudales inducidos a través del cambio global y del cambio climático
obligarán a replantear los valores de referencia usados en la actualidad y a relativizar los posibles programas
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Resumen
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de medidas dimensionados para cada caso. Los objetivos de calidad pueden verse gravemente afectados
y probablemente deberán revisarse para ajustarlos al nuevo contexto ambiental. Existen diversos análisis que
demuestran que, en períodos de sequía, diversos indicadores biológicos y estándares de referencia utilizados en
la actualidad experimentan cambios significativos.
En síntesis, las perspectivas para los ecosistemas acuáticos en general son una reducción acelerada de la
biodiversidad, combinada con una simplificación de las comunidades, que pasarán a dominar en primera
instancia las especies venidas de otros lugares o las especies que se adapten a las condiciones más termófilas y
más inestables. Del alcance y la extensión de las medidas de mitigación y adaptación que se adopten dependerá
asimismo el grado de pérdida de identidad de nuestros ecosistemas acuáticos.
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Impactos en los ecosistemas acuáticos
Los lagos de alta montaña como sensores del cambio climático
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Los lagos de alta montaña como sensores del cambio climático
La situación particular de los lagos de alta montaña hace que los organismos que habitan en ellos estén adaptados
a unas condiciones que tradicionalmente se consideran extremas para la vida. La mayoría de estos lagos cuentan
con un agua muy poco mineralizada y con escasísimos nutrientes debido a que se encuentran sobre rocas graníticas
y en los suelos poco desarrollados de sus cuencas hidrológicas. Como consecuencia, los organismos padecen las
dificultades asociadas a vivir en condiciones de dilución extrema. Otro factor con consecuencias múltiples es la
altitud. Al hallarse en una atmósfera más transparente, la radiación y, en especial, la fracción ultravioleta (UV-B)
aumentan, de tal manera que los organismos quedan sujetos a radiaciones nocivas durante el período sin heladas.
Además, la temperatura disminuye progresivamente con la altitud y, por tanto, la formación y la duración de la
cubierta de hielo y de nieve varía linealmente con la altitud (figura 1). Por último, la altitud es también sinónimo de
localización remota y limita la accesibilidad de los organismos que colonizan estos lagos. A causa de las dimensiones
relativamente pequeñas de los lagos de alta montaña, la importancia de la cuenca es fundamental en la entrada
de nutrientes y materia orgánica y, en general, en la dinámica de estos ecosistemas. Las cuencas de los lagos de
alta montaña son relativamente pequeñas en comparación con los lagos de las zonas bajas y, como resultado, las
entradas atmosféricas también tienen una gran influencia en las aguas que se drenan y en las características del
agua embalsada. Así pues, si combinamos la sensibilidad de los ecosistemas lacustres de alta montaña a fuerzas
externas con su emplazamiento remoto, alejado de las áreas con una fuerte actividad antrópica, descubrimos que
los ecosistemas lacustres de alta montaña constituyen unos sensores excelentes y unos buenos registradores de los
cambios ambientales pasados y presentes (Catalan et al. 2006).
16. Los lagos de alta montaña como sensores del cambio climáticoMarc VenturaCentro de Estudios Avanzados de Blanes, CSIC
Figura 1. (a) Duración de la cubierta de hielo en función de la altitud en los lagos del Parque Nacional de Aigüestortes y Lago de San Mauricio; y (b) sensibilidad de la duración de la cubierta de hielo en función de la altitud y aumento o disminución de la temperatura (simulación extraída de Thompson et al., 2005).
70
120
170
220
270
320
1500 2000 2500 3000
Altitu d (m)
Durada coberta de gel i neu (dies)
(a )
Du
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cu
bie
rta
de
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nie
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día
s) (a) (b)
Cambio en la cubierta de hielo (días)
calentamiento de +6 grados
enfriamiento de -6 grados
Altitud (m)
Elev
ació
n (
m)
216
Paleolimnología, una mirada al pasado para entender el futuro
Entender los efectos del cambio climático y, en particular, distinguir la influencia antrópica de las oscilaciones
naturales requiere registros a largo plazo de cambios en los ecosistemas. En general, las medidas instrumentales
a largo plazo escasean y, como máximo, presentan pocos siglos de antigüedad (figura 2). La necesidad de
disponer de series más largas ha propiciado el desarrollo de nuevas técnicas para reconstruir las fluctuaciones
climáticas del pasado utilizando diferentes aproximaciones, como testigos de hielo, estalactitas, anillos de los
árboles, paleolimnología, polen, etc. Entre estas aproximaciones, la paleolimnología se ha aplicado en las últimas
décadas para reconstruir los efectos de la acidificación y la eutrofización de una manera cuantitativa. Los métodos
desarrollados con esta aproximación se aplican ahora a reconstruir las condiciones climáticas del pasado, que
complementan aproximaciones más tradicionales (Battarbee, 2000). Los conjuntos de especies de algas cambian
de una manera relativamente directa con algunas condiciones limnológicas, como el pH o el fósforo. Ello hace que
resulte relativamente sencillo reconstruir estos parámetros a partir de cambios en las comunidades de algas que
quedan preservadas en el sedimento (por ejemplo, diatomeas, cistos de crisofíceas, etc.). La paleolimnología se basa
en aplicar esta aproximación espaciotemporal. En cambio, la reconstrucción directa de componentes climáticos no
es tan evidente, por el hecho de que los organismos no responden necesariamente de manera directa a cambios en
la temperatura. Entre los diferentes organismos que sí lo hacen figuran los cistos de crisofíceas (Pla y Catalan, 2005),
algunas diatomeas planctónicas, los quironómidos y algunos cladóceros (figura 3) (Catalan [et al.], 2002; Heegaard
[et al.], 2006). Cada uno de estos organismos responde a diferentes parámetros climáticos o a épocas del año, a
causa de la interacción con sus ciclos de vida particulares. Por tanto, para poder efectuar reconstrucciones climáticas
fiables se utiliza una combinación de parámetros y de grupos de organismos lo más amplia posible.
Figura 2. Temperatura media anual en el lago Redon (Val d’Aran) a lo largo de los dos últimos siglos (Catalan et al., 2002).
TEM
PERA
TURA
AN
UA
L M
EDIA
DEL
AIR
E (°
C)
Año
LAGO REDON (PIRINEOS)
Filtro 0,5Filtro 0,05
216
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Los lagos de alta montaña como sensores del cambio climático
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Efectos en los lagos de alta montaña
Pese a que se requieren más estudios concretos para determinar con mayor precisión cuáles serán las repercusiones
en los lagos de alta montaña, el conocimiento actual permite hacer una primera evaluación. La precipitación, la
temperatura y la nubosidad pueden tener un efecto en diferentes aspectos de los lagos:
Efectos de los cambios en la precipitación y disponibilidad hídrica. Se prevé una disminución de la precipitación
del 12 % de media anual, más acusada en verano (24 %) que en invierno (6 %) (Calbó, 2008a y 2008b). Ese
aspecto afectará de manera más importante a los lagos de menores dimensiones y, sobre todo, a las lagunas y los
embalses temporales, que pueden secarse antes de que los distintos grupos de organismos completen sus ciclos
de vida (Álvarez Cobelas et al., 2008), tal como ya ocurre en diferentes zonas árticas (Smoli Douglas, 2007).
Efectos del calentamiento global. Según el AR4, para la región mediterránea y para finales de siglo cabe esperar
un aumento de la temperatura media de 3,5 ºC, que será más pronunciado en verano (4,1 ºC) que en invierno
(2,6 ºC) (Calbó, 2008a y 2008b). En los Pirineos, dicho aumento puede ser aún más acusado (Thompson [et al.],
Figura 3. Comparación entre la desviación de la temperatura del aire en diferentes meses del año y el registro sedimentario para las especies de diatomeas (Cycloptella pseudostilligera y Fragilaria nana), el quironómido Heterotrissocladius marcidus y el cladócero Acroperus harpae (Catalan et al., 2002).
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2009). Se espera que la duración de la capa de nieve y la de la cubierta de hielo se acorte (Thompson [et al.],
2005) y que se avance el período de primavera (Peeters [et al.], 2007). Además, es probable que la duración de
la estratificación de los lagos se alargue, y estos cambios pueden influir en el funcionamiento de los lagos de alta
montaña durante el período sin hielo (Wilhelm y Adrian, 2008).
Efectos de la reducción de las nubes. Una reducción de la cubierta de nubes durante la época más cálida del
verano podría comportar un incremento de la cantidad de radiación ultravioleta (UV) que llegaría a los lagos, con
los posibles efectos de fotoinhibición de la fotosíntesis, alteraciones metabólicas en las plantas y en los animales,
y con un incremento de la fotooxidación de las sustancias orgánicas disueltas (Williamson y Zagarese, 1994). La
paleolimnología ha revelado que se registraban cambios importantes en la materia orgánica disuelta de lagos
de zonas templadas a causa de los cambios ligados al clima y que ello tenía repercusiones en la producción
primaria de estos sistemas (Leavitt [et al.], 2003). Estos posibles efectos pueden quedar enmascarados por las
adaptaciones a altas radiaciones de la mayor parte de la flora y fauna que habita en los lagos de alta montaña
(Álvarez Cobelas [et al.], 2008).
Calentamiento global y especies invasoras
Entre los vertebrados que habitan en los lagos de alta montaña, los peces como la trucha común (Salmo trutta), la
trucha de arroyo (Salvelinus fontinalis), la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) o el piscardo (Phoxinus phoxinus)
son especies que podrían extender su distribución a causa de la subida de las temperaturas en las zonas altas
(García-Berthou, 2008). Dado que todas estas especies de peces han sido introducidas en los estanques pirenaicos,
un aumento en su distribución podría perjudicar a las especies sensibles a la introducción de las truchas, como por
ejemplo los anfibios y los invertebrados asociados al plancton y al bentos (Knapp et al., 2001).
La distribución de los anfibios se ha visto afectada por la interacción de especies depredadoras (como los peces)
(Knapp y Matthews, 2000) y por la proliferación de hongos patógenos Chitrids, que provocan desapariciones
catastróficas de poblaciones de anfibios (Màrquez [et al.], 1995). El cambio climático, junto con un aumento de
las fuentes de dispersión antrópicas, parece que puede acelerar la dispersión de estos hongos patógenos y, por
consiguiente, contribuir a aumentar la desaparición de poblaciones de anfibios (Pounds [et al.], 2006).
El efecto del calentamiento en otros grupos de organismos, como por ejemplo varios grupos de invertebrados, se
ha investigado menos, si bien estudios experimentales realizados en zonas alpinas muestran una disminución de
la presencia de las especies adaptadas a los sistemas alpinos y un aumento del potencial de invasión de especies
propias de ambientes más cálidos, como las que habitan en las zonas subalpinas (Holzapfel y Vinebrooke, 2005).
Referencias bibliográficas
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Impactos en los ecosistemas acuáticos
Los lagos de alta montaña como sensores del cambio climático
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220
Introducción
Pese a la nutrida literatura existente en torno a los posibles efectos del futuro cambio climático en los ecosistemas
acuáticos continentales (por poner ejemplos cercanos, véase Sabater, 2008, o Álvarez Cobelas [et al.], 2005),
disponemos de muy poca información contrastada sobre efectos ya observados en ellos, sobre todo en lo tocante
a variaciones en la calidad del agua de los sistemas leníticos. Así se refleja claramente en el Cuarto informe de
evaluación del GIECC, cuyo capítulo dedicado a los efectos en la calidad del agua observados en los ecosistemas
acuáticos continentales es una colección de aseveraciones más o menos fundamentadas, pero con muy poca
base empírica (Kundzewicz [et al.], 2007). Se citan algunos casos bien documentados, la mayor parte en ríos y en
algunos lagos con largas series de datos, pero ejemplo, el lago Tanganica (Verburg [et al.], 2003) y Washington
(Winder y Schindler, 2004). Obviamente, la inexistencia generalizada de series largas de parámetros relacionables
con la calidad del agua constituye un impedimento importantísimo a la hora de establecer vínculos con el cambio
climático de una manera rigurosa. Ello hace que la prognosis a partir de escenarios futuros sea también muy
incierta.
En el caso concreto de los embalses, la situación es preocupante. La relativa juventud de estos sistemas hace que
en la gran mayoría de los casos sean inaplicables las aproximaciones paleolimnológicas que tan buen resultado
arrojan en el caso de los lagos (véase Catalan [et al.], 2002); así pues, los estudios dependen casi exclusivamente
de los datos recogidos en costosos programas de muestreo mantenidos a largo plazo. Huelga decir que estos
programas de muestreo en embalses son una rareza, y no solo en Cataluña. Álvarez Cobelas [et al.] (2005) afirman
con relación a los embalses que «cualquier predicción resulta sumamente arriesgada» debido a la complejidad
añadida para la gestión hidráulica humana inherente a estos sistemas. Habida cuenta la importancia de los
embalses para la gestión de los recursos hídricos en la zona mediterránea, tal falta de conocimientos es grave.
Cualquier predicción de las repercusiones del futuro cambio climático en un ecosistema debe basarse, en la
medida de lo posible, en estudios empíricos de los efectos observados instrumentalmente durante las últimas
décadas. Los pronósticos basados en modelos, sean conceptuales o dinámicos, pueden resultar de gran ayuda a
la hora de extrapolar al futuro las relaciones clima-sistema observadas instrumentalmente. Ahora bien, conviene
no olvidar que los modelos solo son herramientas heurísticas y no sirven para corroborar hipótesis (Oreskes [et
al.], 1994). Así pues, la detección instrumental de tendencias en la calidad del agua provocadas por variaciones
en el clima es la forma más potente de demostrar la vulnerabilidad de un sistema frente a futuros cambios
climáticos.
En este capítulo se analiza cómo afectarán a la calidad del agua de estos sistemas las tendencias proyectadas
de la temperatura del aire y del agua de los ríos que llegará a los embalses catalanes. El análisis se efectuará,
principalmente, a partir de observaciones instrumentales realizadas en el embalse de Sau, que para algunas
variables van desde el año 1964 hasta la actualidad.
17. Los efectos en los embalses y su relevancia en la cantidad y en la calidad del agua para la garantía del recurso Rafael Marcé y Joan Armengol, FLUMEN-Universidad de BarcelonaJosep Dolz, Universidad Politécnica de Cataluña
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Los efectos en los embalses y su relevancia en la cantidad y en la calidad delagua para la garantía del recurso
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¿Conllevará el aumento de las temperaturas un incremento de la estabilidad térmica? En los embalses no siempre...
Una de las predicciones más reiteradas cuando se habla de los efectos del cambio climático en los sistemas leníticos
es el aumento de la estabilidad térmica provocada por la subida de la temperatura del aire. Tal afirmación se basa
en el hecho de que las capas superficiales de los lagos y los embalses se calentarán más que las profundas y, por
tanto, aumentarán el gradiente térmico y la estabilidad de la columna, cosa que debería favorecer la extensión de la
anoxia en las capas inferiores. Este fenómeno ya se ha observado experimentalmente en algunos lagos (Jankowski
[et al.], 2006). Incluso se pronostica que las cianobacterias resulten beneficiadas, ya que una mayor estabilidad y un
alargamiento del período de estratificación juegan a favor de sus estrategias fenológicas (Jöhnk [et al.], 2008).
Las predicciones anteriores se basan en el hecho de que los balances de calor en lagos dependen casi exclusivamente
de los intercambios de energía con la atmósfera. Y es precisamente por ello por lo que estas predicciones deben
extrapolarse con suma cautela a los embalses: los balances de calor y, por extensión, la posición y la estabilidad
de la termoclina dependen en gran medida de la gestión del agua, con la cual se diluyen los efectos del clima
sobre la dinámica física del sistema.
El caso de Sau es paradigmático, puesto que está muy bien documentado. Conociendo la evolución de la
temperatura media de la cuenca del Ter, que ha subido casi 1 ºC desde el año 1964, podríamos suponer que la
temperatura media del agua del embalse también ha aumentado. Nada más lejos de la realidad. En la figura 1
observamos cómo, pese a que la temperatura del aire ha subido, la temperatura media del embalse ha registrado
un descenso muy pronunciado durante el último decenio.
La explicación de esta contradicción aparente cabe buscarla en el hecho de que en el año 1996 se decidió
variar la gestión hidrológica del embalse: se pasó de captar el agua por la compuerta más profunda a hacerlo
por la más superficial disponible en cada momento. Ello tuvo consecuencias muy importantes en la estructura
térmica del embalse (figura 2). Dado que la estratificación provocada por la salida forzada del agua (denominada
Figura 1. Evolución de la temperatura media del aire en la cuenca del río Ter y de la temperatura media en el embalse de Sau. Se puede comprobar que la temperatura del aire ha aumentado como mínimo 1 ºC, mientras que la temperatura del agua en el embalse ha descendido cerca de 1,5 ºC.
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Temp. mitjana de l’aire
Temp. mitjana de l’aigua
Tem
per
atu
ra (
ºC)
Temp. media del aire
Temp. media del agua
estratificación hidráulica) es la que determina la posición de la termoclina, esta se situó mucho más cerca de la
superficie. Además, también afectó a la estabilidad de la columna, pues es bien sabido que la salida de agua
profunda debilita los gradientes de densidad porque facilita la llegada de energía cinética turbulenta a las capas
profundas. Así pues, la salida de agua más superficial también ha provocado una termoclina más estable (figura
2; Moreno-Ostos et al., 2008).
La línea sólida representa la profundidad de extracción de agua por las compuertas y el área gris es el fondo
del embalse (de Moreno-Ostos [et al.], 2008). Puede observarse la correspondencia entre la profundidad de
extracción del agua y la termoclina a lo largo de todo el período, y cómo en los años de la década del 1990 la
termoclina es mucho más superficial y estable.
Por consiguiente, el efecto del aumento de las temperaturas en los embalses es muy incierto. Por un lado, si
todos los demás factores se mantuvieran inalterados, la temperatura media subiría, la estabilidad térmica debería
aumentar y, con ella, también la anoxia hipolimnética. Pero este efecto puede quedar totalmente enmascarado
por la gestión hidrológica del agua almacenada, como en el caso de Sau. Mención especial merecen en este
sentido los grandes embalses, que padecen variaciones de nivel muy acusadas y grandes extracciones de agua,
lo cual hace que la profundidad de extracción del agua y la intensidad de la estratificación hidráulica sean muy
variables, y tal variabilidad puede ocultar los efectos climáticos.
Donde los efectos del aumento de la temperatura pueden ser más importantes es en los pequeños embalses de
las cuencas internas (Foix, Gaià, Riudecanyes, etc.), con un tiempo de residencia del agua más largo y donde la
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Impactos en los ecosistemas acuáticos
Los efectos en los embalses y su relevancia en la cantidad y en la calidad delagua para la garantía del recurso
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Figura 2. Evolución estacional de la termoclina (expresada a modo de gradientes de temperatura) para una selección de años con salida de agua profunda (a la izquierda) y con salida de agua más superficial (a la derecha).
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ad (
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dT/
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(ºC
)
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m)
Pro
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did
ad (
m)
Pro
fun
did
ad (
m)
estratificación hidráulica provocada por la salida profunda del agua es menos intensa. Se podría decir que son
sistemas con una hidrodinámica más parecida a los lagos. En estos embalses es más probable que se aprecien los
efectos del aumento de la temperatura en la estabilidad de la columna del agua. Además, dadas las condiciones
tróficas de estos pequeños embalses (eutróficos o hipereutróficos en su mayoría), la probabilidad de que el
aumento de la estabilidad favorezca la aparición de cianobacterias y la extensión de la anoxia es elevada.
El verdadero problema: la futura escasez de los caudales y el aumento de la anoxia hipolimnética
Que el aumento de la temperatura del aire no haya de tener un reflejo claro en la calidad del agua de los embalses
no implica en absoluto que estos sistemas sean insensibles al cambio climático. El hecho de que los embalses
sean sistemas con tiempo de residencia relativamente corto hace que respondan de manera muy rápida a las
variaciones de caudal. Ello, tal como veremos, los convierte en sistemas que padecerán variaciones muy acusadas
en la calidad del agua si las predicciones del GIECC relativas a la precipitación y a la evapotranspiración en la
península Ibérica se cumplen (véanse los capítulos 7 y 8).
El vínculo que relaciona directamente las predicciones del cambio climático con la calidad del agua en los embalses
es el control que ejerce el caudal que entra en el sistema sobre la extensión de la anoxia en el hipolimnion (Marcé
et al., 2008). En resumen, existe una relación lineal entre la extensión de la anoxia en el hipolimnion con el
caudal del río que entra en el embalse y la concentración de materiales orgánicos en el río. Conviene destacar
que aunque la dependencia de la anoxia en la concentración de materia orgánica en el río varía de un embalse a
otro, la dependencia de la anoxia respecto al caudal parece una constante en prácticamente todos los embalses
(Marcé et al., 2008).
Por ejemplo, en Sau se puede relacionar el factor de anoxia estacional (AF, una medida normalizada de la extensión
de la anoxia en un lago o embalse) con el caudal del río y la concentración de carbono orgánico disuelto (DOC)
que contiene:
AF = 52,22 – 57,37*caudal + 0,18*DOC (n = 11, r2 = 0,85, p = 0,002)
En esta regresión, el caudal presenta una r2 parcial de 0,82, es decir: que su peso en la explicación de la varianza
de la AF es muy importante. Así pues, y a la espera de los resultados que confirmarán los mecanismos concretos
de la dependencia de la anoxia respecto al caudal, tenemos una relación empírica que nos relaciona uno de los
principales parámetros que definen la calidad del agua en los embalses con la cantidad de agua que entra en
estos sistemas.
A partir de estos resultados, el vínculo entre el cambio climático y la calidad del agua en los embalses catalanes
es directo. Si se cumplen las predicciones del GIECC, en Cataluña podemos padecer una reducción de las
precipitaciones de hasta el 12 % en el período 2080-2099, valor muy similar al que se ha pronosticado para
Cataluña en el capítulo 7. Ello, combinado con el aumento de la evapotranspiración provocado por la subida de
las temperaturas, podría comportar una reducción de los caudales en los ríos de entre el 20 y el 40 %, la cual se
sumaría a las reducciones ya detectadas durante las últimas décadas. Asumiendo que las relaciones lineales que
se han presentado anteriormente se pudieran mantener, ello implicaría un aumento del factor anóxico de entre
el 12 y el 25 %. En términos más intuitivos, ahora mismo el 59 % del volumen almacenado durante un verano
medio en Sau es anóxico. En el nuevo escenario tendríamos una media de entre el 66 y el 74 % de agua anóxica
en el pantano durante el verano. Si pensamos que la disminución del caudal comportará asimismo una mayor
presión de los vertidos urbanos e industriales en el río Ter, es muy probable que el DOC aumente si no se adoptan
medidas, de tal manera que los resultados anteriores podrían considerarse una estimación conservadora. Con un
aumento de un modesto 15 % en las concentraciones de DOC en el río Ter, el volumen anóxico en verano podría
224
situarse entre el 75 y el 82 %. Ello implicaría volver a las situaciones vividas durante las década del 1980, cuando
la prensa escrita se hizo eco de la pésima calidad del agua en el pantano.
Un efecto añadido al citado, pero también íntimamente ligado a períodos con escasa entrada de caudal en el
pantano es la desaparición de la mezcla invernal. Durante los otoños y los inviernos secos y con temperaturas
suaves, el embalse de Sau no se mezcla de manera efectiva hasta el fondo, a raíz de lo cual se establece una
situación meromíctica que se puede alargar hasta el establecimiento de la nueva termoclina durante la primavera/
verano siguiente. Evidentemente, ello implica una acumulación de agua anóxica durante períodos muy largos,
que puede acarrear muchos problemas cuando finalmente se mezcle con el agua superficial. Un ejemplo extremo
ha sido la evolución del embalse de Sau desde el otoño del 2006, cuando no se produjo la mezcla y, como
resultado, la capa profunda se mantuvo hasta el verano siguiente. Puesto que el otoño del 2007 tampoco tuvo
lugar la mezcla, el embalse ha mantenido una capa anóxica durante prácticamente dos años enteros (figura 3).
La gama de colores representa la concentración de oxígeno en mg/L (véase la escala de la derecha), mientras
que el área gris delimita el fondo del pantano, variable a lo largo del tiempo. Puede observarse que, en otoño
del 2006 y del 2007, el embalse no se mezcló totalmente, con una capa anóxica (<1 mg/L) profunda que se ha
mantenido durante dos años.
Por tanto, en el futuro, la combinación de menos lluvia y una evapotranspiración elevada (véase el capítulo 10)
hará que los ríos catalanes arrastren un caudal escaso, que, a la vez, impedirá la dilución de los vertidos urbanos
e industriales en los ríos, con el previsible aumento de las concentraciones de carbono orgánico en sus cauces.
Todo ello afectará de manera muy apreciable al contenido de oxígeno en los embalses (figura 4), en especial si
no se anticipan medidas apropiadas para paliar la pérdida de la capacidad de dilución de los vertidos de origen
humano en los ríos.
Figura 3. Evolución en profundidad del oxígeno en el embalse de Sau desde el año 2005
-60
-40
-20
0
Dep
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m)
2005 2006 2007
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0.9
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Los efectos en los embalses y su relevancia en la cantidad y en la calidad delagua para la garantía del recurso
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El recorte de la precipitación y el aumento de la temperatura provocarán un descenso de los caudales en los ríos.
A su vez, ello puede conllevar un incremento de las concentraciones de DOC en los ríos por falta de dilución de
los vertidos humanos en los cursos fluviales. Está empíricamente demostrado que la disminución de caudales y
el aumento de la concentración de DOC significaría un mayor volumen de agua anóxica en los embalses (flechas
gruesas). Por otro lado, el aumento de la temperatura puede contribuir directamente al aumento de la anoxia
a causa de la intensificación de la estratificación en los pantanos, pese a que, como se señala en el texto, la
importancia de este efecto es incierta y más probable en embalses pequeños.
Los efectos del cambio global ya son cuantificables en Sau
Como en otros lugares de Cataluña, el cambio climático es un hecho incontrovertible en la cuenca del Ter; así
pues, ya se puede cuantificar cuál ha sido el efecto de las variaciones de la temperatura e hidrológicas en la
calidad del agua del embalse de Sau durante las últimas décadas.
La temperatura media anual del aire en la cuenca del río Ter (a partir de datos de un número importante de
estaciones climáticas repartidas por la cuenca) muestra un aumento de cerca de 1 ºC desde el 1964 (fecha en que
se llenó por vez primera Sau). En el mismo período, el coeficiente de escorrentía (es decir: la fracción de agua de
lluvia que acaba circulando de manera efectiva por los ríos de la cuenca) ha disminuido de manera significativa
(figura 5). Dado que la precipitación en la cuenca no ha mostrado ninguna tendencia significativa durante los
últimos cincuenta años y que las captaciones de los abastecimientos de agua están muy equilibradas con los
correspondientes vertidos de aguas residuales, la importante reducción del coeficiente de escorrentía (que en
principio pasa de una media de valores de entre el 30 y el 40 % a valores inferiores al 25 %) tiene que responder
a un aumento importante de la evapotranspiración en la cuenca.
Figura 4. Esquema de la cascada de efectos provocada en la calidad del agua de los embalses por un probable aumento de la temperatura y descenso de la precipitación.
226
+ t
erm
ocl
ina?
Descenso de la precipitación Aumento de la temperatura
Aumento de la evapotranspiración
Descenso de caudal en los ríos
Aumento de la concentración de DOC en los ríos
Aumento de la anoxia en los embalses
Con los datos disponibles en la actualidad resulta muy difícil dilucidar si el aumento de la evapotranspiración se ha
debido a una subida de las temperaturas, o si la causa ha sido una proliferación de las masas boscosas motivada
por el abandono de los terrenos agrícolas y de actividades tradicionales como el carboneo (capítulo 8). Lo más
probable es que ambos factores hayan contribuido a ella de manera significativa, junto con los incrementos de
ciertos consumos (crecimiento de los regadíos sin retorno de caudales al sistema), posibles cambios en el régimen
de aportaciones nivales, etc.
Aparte de la disminución de la cantidad de agua disponible como recurso, hemos comprobado que el caudal
controla en gran parte el estado de oxidación del agua del embalse. A partir de las relaciones lineales presentadas
anteriormente, se puede cuantificar cuál ha sido el efecto de la disminución del caudal en la cantidad de oxígeno
estival en el embalse. Ahora bien, esto no supone una predicción de los efectos futuros del cambio climático, sino
la caracterización empírica de los efectos del cambio global ya acontecidos en la calidad del agua del pantano.
Mientras que el volumen medio de agua anóxica durante la última década ha sido del 59 %, si el caudal del río Ter
hubiera sido el de los valores de referencia en la década del 1960, el volumen medio de agua anóxica se situaría
en torno al 41 %, es decir: un tercio menos de volumen anóxico si se contara con las aportaciones medias de
hace unos 30 o 40 años. Si pensamos que la concentración de DOC en el río seguramente sería más baja a causa
de la dilución, esta disminución se puede considerar una estimación conservadora.
La conclusión es que el cambio climático desde la década del 1960 ha empeorado la calidad del agua en el
embalse de Sau (medida como el volumen de agua anóxica) como mínimo el 40 %. Dicho de otra manera:
los beneficios del establecimiento de los planes de saneamiento en la cuenca del Ter han sido contrarrestados
en gran parte por el cambio global. Ello marca una prioridad clara para el futuro: el control de los vertidos de
materia orgánica en los ríos. Puesto que no podemos influir directamente en la cantidad de agua que entra en
los embalses (salvo si consideramos la disminución de la masa boscosa, actuación con resultados inciertos y que
requeriría una evaluación precisa caso a caso), solo podemos intentar paliar los efectos del cambio climático
Figura 5. Tendencias de la temperatura del aire media anual en la cuenca del Ter y del coeficiente de escorrentía anual (es decir: la proporción de precipitación que acaba fluyendo de manera efectiva en el río Ter) desde el 1964 hasta la actualidad. Las líneas punteadas son regresiones lineales añadidas a modo de referencia.
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
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Tem
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0
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19701960 1980 1990 2000 2010
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8
8,5
9
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en la calidad del agua de los embalses ejerciendo un control estricto sobre los vertidos urbanos e industriales.
Ello probablemente implicaría un cambio en la legislación sobre las concentraciones máximas permitidas en los
vertidos y la necesidad de redimensionar o rediseñar muchas EDAR en nuestro país.
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228
¿Cómo afecta el cambio climático a los peces continentales?
Los peces presentan ventajas y desventajas como indicadores ecológicos (Simon y Lyons, 1995) con respecto a
otros grupos taxonómicos. Una de las principales ventajas es que, por el hecho de ser organismos más grandes
que viven en una escala temporal y espacial superior, integran mucho las perturbaciones y, por tanto, pueden
ser especialmente sensibles (aunque menos específicos) al cambio climático. La otra ventaja principal es que son
muy visibles para la sociedad y, por consiguiente, conforman una herramienta excelente para que esta entienda
la problemática del cambio climático y la necesidad de mitigar sus efectos.
Los trabajos científicos que revisan o modelan el impacto del cambio climático en peces continentales son
relativamente escasos y en su inmensa mayoría se concentran en Norteamérica y en los salmónidos, de manera
que los resultados no son muy extrapolables a nuestras latitudes (donde tenemos menos riqueza de peces y
especies diferentes) y al caudal de los ríos mediterráneos. Las excepciones principales son los trabajos en el
Ródano (Daufresne [et al.], 2003; Daufresne y Boët, 2007, y la modelización de Xenopoulos [et al.], 2005), que
incluye datos del Duero y del Guadiana. Los trabajos que consideran ríos mediterráneos más pequeños son
contados y las únicas revisiones generales sobre el efecto del cambio climático en la península Ibérica que tienen
en cuenta los peces son Moreno [et al.] (2005) y Elvira (2007).
Las conclusiones de estos trabajos se pueden resumir en los puntos siguientes:
1) La temperatura es un factor determinante en la conocida distribución altitudinal de los peces y afecta
de muchas maneras a los peces y a muchos otros animales poiquilotermos (de sangre fría), ya sea a su
metabolismo, a su actividad, a la tasa de alimento, a la digestión o incluso a la selección de microhábitat y a
la competencia entre las especies (Ficke [et al.], 2007; Rahel y Olden, 2008).
2) Lógicamente, las especies de peces de aguas frías como las truchas y otros salmónidos serán las más
perjudicadas, mientras que otras especies de aguas más cálidas se verán favorecidas por el aumento de la
temperatura. En el Ródano, por ejemplo, se ha demostrado un aumento de la abundancia del barbo (Barbus
barbus) y del cacho (Squalius cephalus) y una disminución de dos especies de ciprínidos (carpas) de aguas
más frías (el alburno [Alburnus alburnus] y el leucisco común [Leuciscus leuciscus]) (Daufresne [et al.], 2003),
relacionados con la subida de la temperatura (figura 1).
18. Impacto en los peces continentalesEmili Garcia-BerthouInstituto de Ecología Acuática, Universidad de Girona
Impactos en los ecosistemas acuáticos
impacto en los peces continentales
229
3) En Estados Unidos se ha estimado que el hábitat para las especies de aguas frías o frescas (por ejemplo,
salmónidos) podría reducirse hasta el 50 % a causa del cambio climático (Eaton y Scheller, 1996).
4) Dado que la riqueza de peces depende de la superficie de la cuenca y aún más de su caudal medio (figura 2),
el modelo de Xenopoulos [et al.] (2005) pronostica la extinción local de muchas especies de peces en ríos de
latitudes comprendidas entre los 42° N y 42° S, donde está previsto que el caudal se reduzca.
Figura 1. Tendencia durante 20 años de abundancia (CPUE: capturas por unidad de esfuerzo) en el Ródano. Arriba, especies más termófilas como el cacho (Squalius cephalus = Leuciscus cephalus) o el barbo (Barbus barbus) han aumentado bastante, mientras que otras de aguas frías (como el alburno [Alburnus alburnus]) han disminuido (Extraído de Daufresne [et al.], 2003).
230
Med
ia a
nu
al d
e C
PUE
Leuciscus cephalus
Año biológico
Año biológico
Med
ia a
nu
al d
e C
PUE
Med
ia a
nu
al d
e C
PUE
Barbus barbus
Chondrostoma nasus
Gobio gobio
Alburnus alburnus
Leuciscus leuciscus
Alburnus alburnus
Leuciscus leuciscus
Chondrostoma nasus
Rutilus rutilus
Alburnoides bipunctatus
Gobio gobio
Barbus barbus
Leuciscus cephalus
Año biológico
0 (1977-1978) 10 (1987-1988) 20 (1997-1998)
0 (1977-1978) 10 (1987-1988) 20 (1997-1998)
0 (1977-1978) 10 (1987-1988) 20 (1997-1998)0
1
2
3
0
1
0
1
2
3
0,8
0
-0,8
5) En algunas regiones, estas extinciones locales aumentan a causa de los escenarios de más uso humano del
agua. Por ejemplo, en el Duero y en el Guadiana, Xenopoulos [et al.] (2005) predicen la extinción de entre el
0 y el 8 % de las especies nativas de peces, considerando solo el aumento de la temperatura, y entre el 4 y
el 18 % si se incluyen también mayores detracciones de agua (tabla1).
6) En algunos puntos del Ródano de los cuales se dispone de series temporales largas (Daufresne [et al.], 2003; Daufresne
y Boët, 2007) se ha observado un aumento de la abundancia total de peces, sobre todo de las especies termófilas,
y una disminución de la equitatividad (es decir: un aumento de la dominancia de unas cuantas especies).
7) Dado que las diferentes especies responderán de distinta manera al cambio climático y alterarán su abundancia
y distribución, ello afectará a sus interacciones bióticas y se producirán nuevas asociaciones de especies (Ficke
[et al.], 2007) y ecosistemas «noveles» o «emergentes» (Hobbs [et al.], 2006).
Figura 2. Relación entre la riqueza (número de especies) de peces y el caudal medio para 237 cuencas situadas entre los 42° N y 42° S, latitudes entre las cuales se prevé una reducción del caudal (> 10 % el 2070) (extraído de Xenopoulos et al., 2005).
Río (n = riqueza actual cambio climático cambio climático y cambio climático Canvio climático y de peces) consumo de agua consumo de agua
Ave-Duero (n = 16) –5% (7) –14% (7) 0% (7) –4% (7)
Guadiana (n = 16) –8% (10) –18% (10) –3% (10) –13% (10)
Se muestra el porcentaje (%) de especies extinguidas (y el intervalo de confianza del 95 %, entre paréntesis) y el número aproximado de especies nativas actuales (n).
Tabla 1. Predicción de extinción de especies en las cuencas del Duero y del Guadiana, según dos escenarios del GIECC 2001 (A2 y B2) para el año 2070, incluyendo solo el efecto del cambio climático y también el consumo futuro de agua (extraído de Xenopoulos [et al.], 2005).
B2A2
Impactos en los ecosistemas acuáticos
impacto en los peces continentales
231
Riq
uez
a d
e es
pec
ies
de
pec
es
Descarga anual media (m3 s-1)
8) Muchas de las especies que se introducen son más bien termófilas y limnófilas (de zonas con poca corriente),
de manera que el cambio climático en general favorecerá a las especies invasoras (Zambrano [et al.], 2006;
Sharma [et al.], 2007; Rahel y Olden, 2008; Sharma y Jackson, 2008) y posibilitará el establecimiento de
nuevas especies (por ejemplo, tropicales o subtropicales) y propiciará la ampliación de su distribución (Clavero
y García-Berthou, 2006; García-Berthou, 2007) (figura 3).
El caso de Cataluña
En el caso de Cataluña, los efectos más verosímiles de un aumento de la temperatura y de una reducción y una
irregularidad más acentuada de caudales producidos por el cambio climático en los peces continentales son los
siguientes:
1) En el caso de Cataluña, las especies de agua fría más perjudicadas serían la trucha (Salmo trutta) y el coto
común (Cottus gobio), este último solo presente y autóctono en el Val d’Aran (Garona). Otras especies que
se encuentran río abajo, como las madrillas (Chondrostoma miegii, Chondrostoma arcasii) y las especies
pequeñas de barbos (Barbus meridionalis, Barbus haasi), también resultarían perjudicadas. La trucha es una
especie de agua fría que, según Sostoa [et al.] (1990), en Cataluña se encuentra básicamente en altitudes
superiores a los 500 m, donde la temperatura media máxima del aire no sobrepasa los 22 ºC (figura 4). En
cambio, otras especies como el barbo de montaña (B. meridionalis) y en especial el barbo colirrojo (B. haasi)
tienen una distribución delimitada tanto por encima como por abajo, puesto que no viven más allá de los
1.000 m, pero tampoco si la temperatura media del aire es superior a 24 ºC (Sostoa [et al.], 1990). Por tanto,
en principio se puede prever que la trucha y el coto común disminuyan su área de distribución, mientras que
los barbos pequeños la reajustarán, con más problemas para el B. haasi, que tiene una distribución general
más amplia en la península Ibérica, pero que, según parece, posee un nicho ecológico menos amplio que el
B. meridionalis.
Figura 3. Ejemplo de cómo una especie tropical (la piraña Pygocentrus nattereri) introducida en el sur de Estados Unidos probablemente ampliará su área invadida (extraído de Rahel y Olden, 2008).
232
Supervivencia invernal en la actualidad
Supervivencia invernal con un calentamiento de 2 °C
2) Por tanto, las poblaciones de trucha y otras especies reducirán su distribución, la fragmentarán y algunas se
extinguirán localmente (Hauer [et al.], 1997). La fragmentación ya existente en muchos de nuestros ríos, sin
pasos de fauna adecuados (salvo los que últimamente promueve la Agencia Catalana del Agua), hará que las
posibilidades de adaptación (por ejemplo, desplazarse río arriba) sean limitadas.
3) En cambio, otras especies como el cacho (Squalius laietaunus) (figura 5) y, sobre todo, muchas especies exóticas
invasoras termófilas como la carpa (Cyprinus carpio), la perca americana (Micropterus salmoides) o la gambusia
(Gambusia holbrooki) se volverán más abundantes y ampliarán su distribución, en especial porque también
se verán favorecidas por un caudal más reducido de los ríos. También otras especies subtropicales que hasta
ahora no establecían poblaciones reproductoras porque las temperaturas eran demasiado bajas, ahora se podrán
establecer y volver invasoras (figura 3). Algunos ejemplos podrían ser numerosas especies de cíclidos, como
Figura 4. Distribución en los Países Catalanes de las especies de peces más de montaña (extraído de Sostoa [et al.], 1990).
El límite inferior de la distribución altitudinal de la trucha (Salmo trutta) concuerda bastante con la isoterma (temperatura media máxima del aire) de 22 ºC, mientras que los del barbo de montaña (Barbus meridionalis) y el colirrojo (Barbus haasi) concuerdan más con la de 24 ºC.
Impactos en los ecosistemas acuáticos
impacto en los peces continentales
233
Australoheros facetus (= Cichlasoma facetum), que hasta la fecha solo se encuentra en el Guadiana y en Portugal
(Doadrio; 2002; Ribeiro et al., 2007), pero también otras especies seguramente más perjudiciales, como las
tilapias (Oreochromis niloticus y Oreochromis mossambicus), con un fuerte impacto ecológico bien conocido.
4) Cabe esperar que muchos de estos cambios sean más importantes en la península Ibérica que en otros
países europeos, teniendo en cuenta el caudal más reducido y más alterado de nuestros ríos. De hecho, tal
como muestran Xenopoulos [et al.] (2005), es previsible que el efecto directo de la subida de la temperatura
sea muy inferior al efecto de un caudal más reducido en los ríos producido por menos precipitación, más
evapotranspiración y la notable extracción de agua que ya padecen y que se podría incrementar en el futuro.
Si se tiene en cuenta el elevado número de especies endémicas de peces de la península (Doadrio, 2002), el
impacto en términos de pérdida de biodiversidad también será superior al de otros países europeos.
Figura 5. Distribución en los Países Catalanes de las especies nativas de peces más abundantes de los tramos bajos de nuestros ríos (extraído de Sostoa [et al.], 1990).
El límite superior de la distribución altitudinal del cacho (Squalius laietaunus) parece concordar con la isoterma (temperatura media mínima del aire) de 2 ºC.
234
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236
Introducción
El cambio climático afecta a los componentes del ciclo hidrológico desde hace aproximadamente 30 años (véanse los
capítulos 8, 10 y 13) y es bastante probable que, si continúa la tendencia actual, siga afectándolos severamente a lo
largo del siglo XXI (Milly et al., 2002). Esta alteración de los componentes del ciclo hidrológico no es banal, ya que la
incidencia en la disponibilidad de recursos hídricos, tanto en cantidad como en calidad, influye de manera evidente
en los ecosistemas acuáticos. Como se ha visto en capítulos anteriores, los cambios que pueden registrarse en los ríos
mediterráneos son de diversa índole. A modo de resumen puede sintetizarse que los efectos principales provocarán una
reducción de los caudales circulantes y el incremento de la variabilidad de su régimen, lo cual implica que aumentarán
los episodios de sequía, combinados con fuertes crecidas (Katz, 1999; Karl y Knight, 1998; Karl y Trenberth, 2003;
Ludwig [et al.], 2004; Eisenreich, 2005). Sea como fuere, estas alteraciones afectarán de distinto modo según el tipo
de sistema fluvial. Por un lado, en los ríos de montaña, de régimen nival, se podría reducir la magnitud y la duración
de la crecida de deshielo a causa de la innivación más escasa causada por el cambio climático, e incluso la propia
innivación, que de manera habitual tiene lugar a principios y mediados de primavera, podría avanzarse a finales de
invierno y verse gravemente atenuada. En el caso de los ríos que dependen sobre todo de las aguas subterráneas,
podrían manifestar una reducción significativa del caudal base y un incremento de la temporalidad, sobre todo en los
períodos más secos, puesto que los niveles freáticos podrían verse gravemente afectados y, por ende, se reducirían los
caudales de las fuentes y de los manantiales (Eisenreich, 2005; Mas-Pla, 2005). El efecto más dramático seguramente
tendrá lugar en los ríos temporales o intermitentes, habitualmente de poco caudal circulante, los cuales podrán llegar
a secarse en períodos más dilatados de tiempo (Arnell [et al.], 1996; Bonada [et al.], 2007a).
La temporalidad es una situación que actualmente ya se produce en muchos ríos de régimen mediterráneo por causas
naturales (ríos pequeños con poca lluvia y mucha evapotranspiración) (Gasith y Resh, 1999), pero se ha visto agravada
por el incremento de la explotación y la captación que el ser humano hace del agua superficial, de los acuíferos, de las
fuentes y de los manantiales. Las comunidades biológicas que habitan en estos ambientes temporales presentan una
cierta singularidad, por su adaptación a las características de estos sistemas (Moreno [et al.], 1996; Williams, 1996).
La comunidad de invertebrados está estrechamente relacionada con la disponibilidad de los caudales circulantes y
el hábitat disponible (Blinn [et al.], 1995; Gallardo-Mayenco [et al.], 1995; Boix [et al.], 2001). Así, hay comunidades
adaptadas a condiciones de flujo relativamente elevado en períodos de caudal continuado en las cuales son habituales
las especies de invertebrados que emergen antes de la vuelta al estiaje. En cambio, en los períodos más secos aparecen
comunidades biológicas adaptadas a condiciones leníticas, con poco oxígeno disuelto a temperaturas elevadas o
con estrategias que permiten resistir la sequía, sea dispersándose activamente o adoptando formas de resistencia o
diversas estrategias. De una manera sintetizada, es posible diferenciar tres tipos de adaptaciones que las comunidades
biológicas pueden desplegar para amoldarse a los períodos secos (extraído de Williams, 1996):
• De comportamiento: Algunos invertebrados con fases adultas acuáticas o algunos vertebrados, se pueden dispersar
hacia tramos permanentes en busca de refugio en pequeños pozos donde se protegen de la fuerte insolación. En
otros casos, sobre todo de algunos invertebrados, se produce un fenómeno de diapausa estival y se refugian en
cuevas donde temporalmente soportan la falta de caudales en el cauce. Otros invertebrados y pequeños vertebrados
19. Caudales escasos y más temporalidad en los ríosNarcís Prat, Universidad de BarcelonaAntoni Munné, Agencia Catalana del Agua
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Caudales escasos y más temporalidad en los ríos
237
presentan la habilidad de enterrarse en el barro o de refugiarse entre detritus o vegetación donde encuentran un poco
de humedad para soportar el período de sequía, si bien en este último caso algunos expertos discuten el éxito real de
esta estrategia en condiciones extremas.
• De ciclo biológico: Son estrategias consistentes en sincronizar el ciclo de vida con la temporalidad del
hidroperíodo fluvial. Así por ejemplo, la mayoría de los invertebrados en ríos temporales presentan un
crecimiento inicial rápido para poder llegar a adultos con tiempo suficiente antes de que comience el período
de sequía. Ello permite que se puedan producir diversas generaciones al año si la fase húmeda se prolonga.
La desincronización entre el ciclo biológico y el hidroperíodo o la pérdida de caudal puede condicionar la
supervivencia de determinadas especies y el buen estado del sistema.
• De maneras de resistencia: Algunos invertebrados y pequeños vertebrados son capaces de desarrollar formas
de resistencia que permitirán su supervivencia durante el período de sequía, como la quiescencia o la diapausa.
Algunos adultos pueden desovar en lechos totalmente secos y los huevos permanecen en diapausa hasta que el
caudal se restablece. Otros son además capaces de desarrollar capas protectoras durante las fases larvarias tardías
que les permitirán vivir en diapausa durante el período seco. Esta estrategia permite sobreponerse a sequías más
o menos puntuales, aunque no ofrece garantías en períodos secos continuados o excesivamente prolongados.
La reducción del caudal base y el incremento de los períodos secos pueden afectar gravemente a las comunidades
existentes ya adaptadas al clima mediterráneo hasta el punto de alterar su composición y abundancia. Mientras que
la capacidad de recuperación de las comunidades ante estas sequías estacionales es conocida, la prolongación de
las sequías tiene efectos menos predecibles, muy distintos según cada caso, y puede condicionar la supervivencia
de una gran proporción de la biota presente en la actualidad (Lake, 2003).
Evidentemente, los efectos del cambio climático serán diferentes en los ríos regulados por embalses o pantanos
que en los que no lo están, y dependerá también del tipo de ríos de que se trate y de su situación en el territorio
(los ríos de montaña probablemente quedarán menos afectados que los más mediterráneos). Los cambios que
se han de producir serán similares a los descritos en otros países (véase Closs y Lake, 1994; Williams, 1996; Bond
[et al.], 2008). Según Eisenreich (2005), en la escala temporal de los programas de medidas previstos por la
Directiva Marco del Agua, se esperan cambios considerables en el clima, y ello afectará también a las condiciones
de referencia, que no podrán ser mitigadas con ningún tipo de medida, de manera que los valores de referencia
deberán ajustarse en función de su evolución temporal y, por tanto, no podrán considerarse estáticos, pues
variarán como consecuencia de los efectos que el cambio climático tiene sobre las condiciones fisicoquímicas de
las masas de agua. La revisión de la caracterización de las cuencas cada seis años, tal como impone la Directiva
Marco del Agua, permitirá reevaluar las condiciones de referencia. En consecuencia, los objetivos de los planes de
medidas (para alcanzar el buen estado ecológico) exigirán una revisión periódica.
En este capítulo se analizan los posibles efectos del cambio climático en los sistemas fluviales de Cataluña y las
comunidades biológicas que los habitan, con excepción de la comunidad de peces, que se trata en un capítulo
aparte (capítulo 18). La información previa que poseemos sobre las comunidades de organismos de los ríos de
Cataluña proviene tanto de los datos del documento IMPRESS (Agencia Catalana del Agua, 2005) como de los
numerosos trabajos de investigación que hacen referencia a la calidad ecológica de los ríos e incluso de algunos
trabajos que aportan información sobre cambios en el ciclo vital de algunas especies.
Efectos del incremento de la temperatura en los ríos
El aumento de la temperatura del aire a causa del aumento de gases de efecto invernadero implicará un aumento
directo de la temperatura del agua, que variará en función de diversos factores (véase figura 1 del resumen inicial
de este bloque sobre ecosistemas acuáticos). En los ríos con una buena cobertura arbórea, el hecho de que no
238
penetre radiación solar directa provocará que la temperatura suba menos, si bien, al mismo tiempo, en estos
lugares la mayor evapotranspiración y la menor pluviometría pueden hacer que el caudal del río se vea menguado,
de manera que el agua podría calentarse más. La conexión o no del río con las aguas subterráneas también será
un factor a tener en cuenta; cuanto más importante sea el flujo de agua subterránea, más constante tenderá a
ser la temperatura. En los ríos temporales, cuando el caudal se reduce a un conjunto de lagunas desconectadas,
la temperatura puede sufrir fluctuaciones importantes similares a las del aire (diferencias importantes entre día
y noche), cosa que afectará al equilibrio de producción/respiración en estas lagunas y, por consiguiente, a la
posibilidad de alternancia de fases anóxicas con episodios de hiperoxigenación. Esta situación ya se da en muchos
ríos donde el descenso de caudal responde a la explotación abusiva de las aguas superficiales o subterráneas.
Con el incremento de la temperatura del aire como posible consecuencia del cambio climático, lo que podemos
esperar es que esta situación sea más habitual en todo el territorio.
Existen diversas evidencias de que la temperatura de los ríos ha aumentado en los últimos años. La más completa
procede de un trabajo reciente (Prats [et al.], 2007) y de ella se deduce que la temperatura del agua del río Ebro
en Escatrón (antes de los grandes pantanos de Mequinenza y Riba-roja) ha aumentado 2,5 ºC entre el año 1949
y el 2000. Aguas abajo de los embalses (pese a los cambios que estos producen en las temperaturas y pese a la
presencia de la central nuclear de Ascó), las diferencias en la temperatura entre la década de 1980 y el año 2005
también son claras, pese a que la falta de datos detallados antes del año1995 dificulta establecerlo con más
precisión (Cid [et al.], en prensa).
Uno de los efectos directos del aumento de la temperatura en las comunidades biológicas que habitan en los
ríos es la alteración del ciclo de vida, que se puede acelerar y, por consiguiente, la productividad biológica puede
aumentar de manera moderada en aguas frías, pero de manera importante en lugares donde la temperatura
media ya sea elevada (por el incremento más fuerte de la respiración con respecto a la asimilación). Por ejemplo,
el ciclo biológico del efemeróptero Ephoron virgo en el Ebro inferior, cerca de Tortosa, se ha visto alterado
en el poco tiempo transcurrido entre el año 1989, cuando se estudió por primera vez, y la actualidad. Este
organismo tiene un ciclo biológico muy marcado por una diapausa invernal en la eclosión de los huevos: una vez
la hembra los ha depositado en las gravas del río, las larvas no aparecen hasta la primavera siguiente, cuando la
temperatura roza los 14 ºC. La diapausa obligada de este insecto se aprecia claramente en el hecho de que se
puede interrumpir en el laboratorio si los huevos se guardan en la nevera a temperaturas cercanas a los 4 ºC y
al cabo de unos días se exponen a temperaturas más elevadas: los huevos se abren. Los datos recientes de Cid
[et al.] (en prensa) indican que, en este organismo, la eclosión de los huevos en el Ebro inferior se ha avanzado
prácticamente un mes en los últimos 18 años. Ello implica que el desarrollo es más rápido y podría hallarse en la
raíz del adelanto de la emergencia de los adultos. Pese a que otros factores (como la presencia de macrófitos a
densidades muy elevadas) pueden haber influido en los cambios en su ciclo, el aumento de la temperatura es el
factor que se presenta como más importante en los cambios (Cid [et al.], en prensa).
Otro de los efectos de los incrementos de temperatura es el desplazamiento en altitud de algunas especies o la
llegada de especies de ambientes más cálidos. No tenemos constancia (de una manera detallada) de que esto
haya ocurrido con los organismos acuáticos (invertebrados), sobre todo por el poco conocimiento que se tiene
de su distribución altitudinal como especie, pero lo que sí se ha constatado es el cambio en la distribución de
especies propias de ambientes estrechamente vinculados a condiciones de temperatura especiales, las cuales
pueden ver amenazado su hábitat. Especies hoy en día distribuidas en determinadas zonas de altitud elevada
(ambientes fríos) de Cataluña, sobre todo en el prelitoral o en el Prepirineo, pueden reducir drásticamente sus
áreas vitales, con la posibilidad de llegar a una situación de aislamiento e inviabilidad por falta de espacio y de
conectores adecuados que posibiliten el desarrollo normal y la viabilidad de la especie. Por ejemplo, Baetis alpinus
(un efemeróptero) se encuentra sobre todo a partir de 1.000 metros en el Montseny y necesita ríos de aguas frías.
Si la temperatura del agua sube, las poblaciones seguro que se refugiarán cada vez a más altitud. Desconocemos
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Caudales escasos y más temporalidad en los ríos
239
hasta qué punto esto puede afectar a su viabilidad futura por pérdida de hábitat y por reducción del número
efectivo de individuos total en la zona, pero los conocimientos que se tienen de otros organismos indican que
este puede ser un mecanismo de extinción local de poblaciones de especies propias de aguas frías.
Efectos de los cambios del clima en el régimen de caudales en los ríos
En Cataluña encontramos muchos tipos de ríos, desde ríos permanentes de aguas frías en las montañas
hasta ríos que no llevan agua casi nunca o lo hacen de manera intermitente. En estudios de evaluación de
las condiciones ambientales y de contexto morfogeológico se han diferenciado doce tipos de ríos en
Cataluña (Munné y Prat, 2002, 2004; Agencia Catalana del Agua, 2005) (figura 1). Una de las características
principales que se han utilizado para establecer estas tipologías ha sido precisamente el régimen de caudales.
Uno de los tipos definidos ha sido el de los ríos intermitentes, que únicamente fluyen una parte del año y que
en Cataluña corresponden a un total de 33 masas de agua (9 %) y 489 km de lechos fluviales. Estos ríos están
repartidos por distintas zonas del territorio, si bien una parte importante se concentra cerca de la costa y más bien
hacia el sur (figura 1). Pese a quedar secos (o reducidos a simples lagunas) durante buena parte del año, estos ríos
cuentan con una fauna y una flora variadas, e incluso con una biodiversidad mayor que la de los ríos permanentes,
tal como han demostrado algunos trabajos (véase Bonada [et al.], 2007b). Su preservación es importante, ya que,
si el tiempo durante el cual el río se seca es demasiado largo, la mayor parte de esta biodiversidad puede sufrir
daños, tal como ilustró el estudio anterior realizado en el Parque Natural de Sant Llorenç del Munt i l’Obac.
Precisamente, los efectos del cambio climático, con la disminución de lluvias y el aumento de la evapotranspiración,
Figura 1. Tipos fluviales definidos en las cuencas de Cataluña en función de criterios fisiográficos, hidrológicos, climáticos y de contexto morfogeológico (Munné y Prat, 2002, 2004; Agencia Catalana del Agua, 2005).
240
Ejes principales
Grandes ejes mediterráneos
Grandes ríos poco mineralizados
Grandes ríos poco mineralizados
Ríos de montaña húmeda silícea
Ríos de montaña mediterránea caliza
Ríos de montaña mediterránea de caudal elevado
Ríos de montaña mediterránea silícea
Ríos de montaña mediterránea silícea
Ríos mediterráneos silíceos
Torrentes litorales
Ríos con influencia de zonas cársticas
Límite de las cuencas principales
Límite autonómico
Embalses
Cuencas internas
Cuencas intercomunitarias
apuntan a una intermitencia más acentuada en ríos que ya son temporales; por tanto, es importante saber cuáles
son los efectos de la falta de caudal, sobre todo en los ríos que ya son temporales y también en los de régimen
mediterráneo de caudal más variable (colores azul y verde claro en la figura 1), para poder saber qué puede pasar
de manera más generalizada en el futuro en las comunidades de organismos que habitan en ellos.
La importancia de las sequías
Lo que resulta clave para los organismos acuáticos no es solo el caudal medio circulante, sino especialmente
los cambios a lo largo del año, y aún más los cambios radicales, es decir: las grandes avenidas y las sequías
extremas, que provocan profundas alteraciones en las comunidades y explican en gran parte su evolución en
el tiempo. Estos cambios, que pueden ser naturales, pueden verse fuertemente agravados por la acción del
ser humano. Un ejemplo de los cambios a medio plazo que pueden sufrir los organismos que viven en los ríos
se refleja en la variación a lo largo de los años del valor del índice biológico IBMWP (índice de valoración de la
calidad del agua), calculado en las comunidades de macroinvertebrados presentes en tres ríos mediterráneos de
cabecera alimentados por pequeñas fuentes (figuras 2, 3 y 4). En estos gráficos se aportan dos datos para cada
año: el primero hace referencia al muestreo de primavera y el segundo al de verano; en caso de que se incluya
una tercera, corresponde al período de otoño. En los mismos gráficos también se indica la relación entre EPT/
(EPT+OCH). Mientras que EPT es el número de tasa (a nivel de familia) de los órdenes Plecoiptera, Ephemeroptera
y Trichoptera (organismos reófilos que viven en lugares con corriente de agua), OCH representa los órdenes
Odonata, Coleoptera y Heteroptera (organismos propios de lagunas y caudales lentos). El índice tiende a ser
alto en ríos permanentes que siempre llevan agua y tienen corriente y piedras en abundancia, y bajo en aquellos
lugares donde predominan las lagunas y el río tiene un caudal bajo o muy bajo, y dispone de un sustrato de grava
o roca. Su utilidad para caracterizar estas situaciones quedó demostrada en Bonada [et al.] (2007 b).
En la figura 2 se muestra la variación de los dos parámetros citados en un pequeño río de cabecera (la riera de
Gallifa), cuya cuenca no experimenta perturbaciones antropogénicas y que se nutre de una pequeña fuente
que se agota en los períodos de sequía. En la figura se observa que los datos del verano son muy variables y en
algunos años el río incluso quedó totalmente seco y no había macroinvertebrados acuáticos (años 1999, 2005,
2006 y 2007). Pero también se aprecia claramente cómo el efecto de la sequía estival es casi irrelevante en lo que
a la biodiversidad y a la calidad del agua de la primavera siguiente respecta, y muestra la rápida capacidad de
recolonización que tienen estos tipos de ecosistemas en su respuesta a la sequía.
También se aprecia cómo la comunidad se recupera rápidamente del grave incendio forestal que afectó a la
estación de Gallifa el verano del 2003. Pese a que después del incendio los macroinvertebrados prácticamente
desaparecieron, las lluvias relativamente abundantes del otoño del 2003 y de la primavera del 2004 hicieron que
al cabo de unos cuantos meses la comunidad alcanzara de nuevo el número de taxones habituales en el río y el
valor del IBMWP fuera similar al que el río presentaba antes del incendio (Vila-Escalé [et al.], 2007). Como se ve
en la figura, las comunidades de organismos de los ríos mediterráneos se recuperan con bastante celeridad de los
incendios y las sequías, salvo si estos son recurrentes a corto plazo (anual o bianualmente), ya que, si la frecuencia
o la intensidad de las perturbaciones aumenta, la biodiversidad disminuye (Townsend, 1989).
El mismo tipo de análisis (variación de la comunidad de macroinvertebrados en los últimos doce años) puede
hacerse en el caso de dos pequeños ríos de la cuenca del Foix, también sin perturbaciones importantes en la
calidad del agua, si bien uno de ellos experimenta una explotación del agua subterránea y superficial más intensa
(figuras 3 y 4). Como se aprecia en los gráficos, mientras uno de los puntos no se seca (excepto en el año 2007) y la
calidad biológica siempre es muy buena (independientemente de la época del año), en el otro las sequías son más
habituales e incluso algunas primaveras el río está completamente seco. La calidad biológica cuando el río fluye no es
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Caudales escasos y más temporalidad en los ríos
241
Figura 2. Cambios en el índice de calidad IBMWP y en la relación EPT/EPT+OCH en la riera de Gallifa a lo largo de varios años.
Para cada año puede consignarse más de una fecha. Se indican los años en los que el río permaneció seco en verano. Datos del grupo de investigación FEM (Freshwater, Ecology and Management). (Disponible en: www.ecostrimed.net)
Figura 3. Evolución de la calidad biológica y del índice EPT/(EPT+OCH) en el torrente de Albereda, en la cuenca del Foix.
Datos del grupo de investigación FEM (Freshwater, Ecology and Management). (Disponible en: www.ecostrimed.net)
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IBMWP
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(EPT
+O
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1995 1995 1997 1997 1999 1999 2003 2003 2003 2003 2005 2005 2007 2007
1996 1996 1998 1998 2000 2000 2002 2002 2004 2004 2006 20060,00
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EPT/(EPT+OCH)
IBM
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EPT/
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+O
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IBMWP EPT/(EPT+OCH)
1997 1997 1999 1999 2001 2001 2003 2003 2005 2005 2007 2007
SEC
SEC
SEC
SEC
SEC
mala, pero los valores absolutos son menores que en el río donde el caudal es más constante. Es interesante
comprobar que en ambos casos el índice EPT/(EPT+OCH) puede alcanzar valores muy bajos, de solo 0,2. Por debajo
de valores de 0,5, los ríos son más parecidos a una sucesión de balsas que a un río con agua corriente.
La importancia de las sequías para las comunidades de macroinvertebrados fue analizada por Biosca (2007). En
este trabajo se estudiaron en detalle las comunidades de macroinvertebrados en 15 estaciones de referencia de
diversos ríos de las cuencas del Besòs y del Llobregat, mayoritariamente de cabecera. Ni el régimen hidrológico
de estas estaciones ni su calidad fisicoquímica estaban alterados de manera significativa por el hombre. Gracias
a que se dispone de datos de los mismos puntos tomados dos veces al año a lo largo de más de diez años, esta
constituye una de las pocas series relativamente largas de cambios en las comunidades en el tiempo (si bien a nivel
de familia y no de especie) que refleja los cambios «naturales» en las poblaciones sin mezclarse con la intervención
del hombre. En este estudio se pudo relacionar la lluvia con algunas mediciones de datos indicadores de la calidad
y de las características de los macroinvertebrados. De los diez años, solo dos fueron catalogados como húmedos
(precipitación por encima de la media del período, el 1997 y el 2004), mientras que cuatro fueron claramente secos
(1999, 2001, 2002 y 2005) (Biosca, 2007).
En cuanto a las comunidades de invertebrados, en verano no se detectaron diferencias significativas en las
mediciones comparadas (diversos ríos se secan de manera natural la mayoría de los años, como hemos visto con
anterioridad), pero sí en primavera (tabla 1). Es interesante ver cómo el análisis constata que no existen diferencias
ni entre verano e invierno ni entre años secos y húmedos en cuanto al valor del índice biológico o el número
de taxones a nivel de familia, pero sí en cambio en la composición y en los taxones que predominan. Así se ve
claramente reflejado en las diferencias significativas que hay en el cociente EPT/(EPT+OCH). En la tabla 1 se observa
Figura 4. Evolución de la calidad biológica y del índice EPT/(EPT+OCH) en la riera de Pontons de la cuenca del Foix.
Datos del grupo de investigación FEM (Freshwater, Ecology and Management). (Disponible en: www.ecostrimed.net)
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Caudales escasos y más temporalidad en los ríos
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IBM
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IBMWP EPT/(EPT+OCH)
1998 1998 2001 2001 2003 2003 2005 2005 2007 2007
1997 1997 1999 1999 2002 2002 2004 2004 2006 2006
SEC
SEC
SEC
SEC
SEC
SEC
SEC
SEC
que las mediciones sensibles a la contaminación, como los índices IBMWP o IASPT, no son significativamente
diferentes en los cambios de caudal del río, tal como habíamos visto en las figuras 3, 4 y 5 para los datos de la riera
de Gallifa o de la cabecera del Foix (riera de Pontons).
En resumen, en años secos se da un cambio de comunidad importante indicado por el índice EPT/(EPT+OCH). Por
tanto, en el futuro, si a causa del cambio climático aumenta la frecuencia de años secos y en última instancia la
situación se vuelve permanente y en primavera el río no fluye como mínimo varios meses (como ya ha ocurrido
por la acción antrópica en muchos lugares, como la riera de Pontons, figura 4), ello podría implicar una pérdida de
biodiversidad importante, ya que desaparecerían muchas especies propias de los ríos con caudales más regulares.
Entre estas especies figuran la mayoría de los plecópteros, muchos efemerópteros y también algunos de los
tricópteros más particulares de los ríos mediterráneos, de donde nace la preocupación por estos cambios futuros.
El efecto de las avenidas
Con respecto al efecto de otras perturbaciones intensas, como las crecidas, en la figura figura 5 se observa la
evolución de los mismos parámetros medidos en pequeños ríos mediterráneos en los mismos años. Los resultados
muestran que el valor mínimo del índice de calidad en un punto bajo del embalse de La Baells, no sometido a
contaminación, se da en el año 1994, justo después de las fuertes inundaciones que se produjeron en este período,
y que hay que aguardar hasta 1997 (en 1996 también hubo fuertes inundaciones) para volver a encontrarse
valores cercanos a la media del período. Obsérvese que, en este caso, la relación EPT/(EPT+OCH) casi siempre
presenta valores superiores a 0,5, como corresponde a un río de caudal permanente y abundante.
FBILL IBMWP IASP N.º de taxones EPT/(EPT+OCH)) (EPT/(EPT+OCH)) (familias) abundancia
Primaveras secas vs
primaveras húmedas
Llobregat
Besós
Llobregat + Besós
Veranos secos vs
veranos húmedos
Llobregat
Besós
Llobregat + Besòs
Se ve que algunas no cambian de manera significativa (color rojo), otras cambian pero no de manera significativa (color naranja) y otras cambian de manera significativa (color verde) (extraído de Biosca, 2007).
Tabla 1. Cambios que se producen en las diferentes métricas de evaluación de la calidad biológica del agua utilizando macroinvertebrados en años secos respecto a años más húmedos.
244
Así se aprecia también en el punto de Gallifa (figura 6), donde el valor mínimo del índice biológico IBMWP a lo
largo de la serie también se registra en otoño de 1994. Ello incita a pensar en un impacto grave de las crecidas
catastróficas, que serían más relevantes para la recuperación de la biodiversidad que las sequías. En el caso de
un aumento de la frecuencia de las crecidas inducido por el cambio climático, por tanto, podríamos pronosticar
un impacto grave en las comunidades de organismos si entre crecida y crecida disminuyera mucho el tiempo de
recurrencia.
En el caso de Gallifa, si observamos lo ocurrido entre agosto de 2003 (cuando un incendio forestal afectó a toda
la cuenca) y otoño del 2005, también comprobamos un patrón muy interesante (figura 6). Después del incendio
y con las primeras lluvias, el río queda casi sin fauna macroinvertebrada por la enorme perturbación que supone
una crecida cargada de ceniza y de otros materiales procedentes de la vegetación quemada en la cuenca. Ahora
bien, también se observa cómo poco a poco se recupera la biodiversidad y, transcurrido menos de un año, la
calidad biológica es muy similar a los valores previos a la perturbación, si bien la composición no es igual y, de
hecho, algunas especies que antes del incendio abundaban no se recuperaron hasta transcurridos unos cuantos
años.
Figura 5. Cambios en los valores del índice biológico IBMWP y de la métrica EPT/(EPT+OCH) a lo largo del tiempo bajo la presa de La Baells, en el río Llobregat.
Datos del grupo de investigación FEM (Freshwater, Ecology and Management).
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Caudales escasos y más temporalidad en los ríos
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IBM
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EPT/(EPT+OCH)
La situación bajo los embalses
En los ríos regulados, la situación puede ser harto distinta. En ellos, el régimen de caudales es menos variable y
las crecidas, menos habituales. Aquí los efectos del cambio climático se pueden derivar de la disminución de los
caudales, del incremento de la temperatura del agua y de una concentración de nutrientes más elevada (capítulo
17). Si con el cambio climático la regulación de los ríos se vuelve aún más uniforme y los caudales se controlan
en torno a ciertos valores, cabe esperar que suceda lo que ha sucedido en el Ebro inferior y en el Ter inferior: por
un lado, se ha producido una estabilización del número de taxones, que puede ser alto si la calidad del agua es
buena (véase, por ejemplo, la figura 5, donde se aprecia el efecto de la regulación de La Baells sobre el río); por
otro lado, al eliminarse las crecidas y liberarse nutrientes desde los pantanos, la biomasa vegetal puede aumentar
(como ocurre en el Ebro inferior [Ibáñez [et al.], 2008]) y de este modo se incrementa la presencia de macrófitos.
Ello implica cambios en el ecosistema (con especies que resultan favorecidas respecto a otras) y puede aumentar
la probabilidad de éxito en la aparición de especies exóticas (hecho sobre todo muy importante en el caso de los
peces). En los últimos años, el incremento de Potamogeton pectinatus en el Ebro inferior ha provocado, junto con
otros factores, una mayor abundancia de la mosca negra (Simulium erytrocephalum), que hoy constituye ya una
auténtica plaga que se combate con insecticidas por los problemas que ocasiona. Si aumenta la regulación de los
ríos y los caudales reducidos (por la falta de aportaciones a los ríos a causa del cambio climático) y se eliminan
aún más sus crecidas, estos problemas irán al alza.
Figura 6. Cambios en el número de la tasa de macroinvertebrados después del incendio acaecido en la riera de Gallifa en agosto del 2003 (datos de Vila-Escalé et al., 2007).
246
días antes y después del incendio
Div
ersi
dad
de
fam
ilias
50
40
30
20
10
0
-100 0 100 200 300 400
Diversitat de famílies
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248
Introducción
Hasta la fecha no se ha encontrado ningún estudio dedicado a analizar los impactos ambientales del cambio
climático en los deltas y las lagunas litorales de Cataluña, de manera que lo que se puede afirmar en la actualidad
es todavía mera especulación y debe sustentarse en otros estudios efectuados en ecosistemas similares, como
por ejemplo las lagunas mediterráneas, pese a que los pocos trabajos existentes en torno a ellas también son
harto preliminares. Con relación a los deltas, los escasos estudios realizados se circunscriben al delta del Ebro
y se centran básicamente en las repercusiones de la subida del nivel del mar, uno de los efectos más directos e
importantes del cambio climático (Ibáñez y Canicio, 1994; Day [et al.], 1995; Ibáñez [et al.], 1997; Sánchez-Arcilla
[et al.], 1996, 2005, 2007, 2008).
Un estudio bibliográfico encargado por la Unión Europea, con el título de Cambio climático y la dimensión
europea del agua (Eisenreich [et al.], 2005), dedica un apartado a analizar los efectos del cambio climático en la
cuenca del Ebro y su delta. Las conclusiones principales de este estudio son las siguientes:
• LosmodelosaplicadosmuestranqueenlacuencadelEbrolatemperaturaaumentaráentre2y3ºCenel
transcurso de este siglo (Alcamo et al., 1996). Ello provocará pérdidas de agua por evaporación y más demanda
de agua para los cultivos y la vegetación natural, así como para otras actividades humanas.
• Laprecipitacióndisminuiráentreel5yel20%,segúnelGobiernoespañol(PHN,2003).Ayala-CarcedoeIglesias
(2000) calculan para el 2050 una reducción del 16 % en la disponibilidad de recursos hídricos en la cuenca.
• Contodaprobabilidadseregistraránacontecimientosextremos(sequías, inundacionesyolasdecalor)con
mayor frecuencia.
• Contodaprobabilidadseregistraránacontecimientosextremos(sequías, inundacionesyolasdecalor)con
mayor frecuencia.
• La disminución del caudal fluvial implicará unamenor dilución de contaminantes y un incremento de la
salinidad.
Con relación al último informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (GIECC,
2007), los principales efectos previstos en el sur de Europa son los siguientes:
• temperaturasmásaltasysequíasmásintensas,
• disponibilidadreducidadeaguaymenorgeneraciónhidroeléctrica,
• descensodelrendimientodeloscultivosyconsecuenciasnegativasparaelturismo,
• incrementodelasolasdecalorymayorfrecuenciadeincendiosforestalese
• impactosenlossistemascosterosacausadelasubidadelniveldelmar.
A continuación analizamos los principales efectos del cambio climático en los deltas y las lagunas litorales de
Cataluña: la subida del nivel del mar y el incremento de la temperatura.
20. Ecosistemas de riesgo elevado: los deltas y las lagunas litoralesCarles Ibáñez, Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentarias
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Ecosistemas de riesgo elevado: los deltas y las lagunas litorales
249
La subida del nivel del mar
Las predicciones formuladas en el último informe del GIECC (2007) indican que para finales del siglo XXI se
producirá un incremento medio del nivel del mar de entre 18 y 59 cm, dependiendo de los distintos escenarios
de emisión de gases de efecto invernadero. Las repercusiones del aumento del nivel del mar variarán en función
del lugar y obedecerán a la magnitud de tal aumento, a la morfología/topografía costera y a las modificaciones
humanas. Estos impactos podrán ser especialmente graves en las regiones donde las variaciones intermareales
son pequeñas. En general, cuanto más pequeña es la zona intermareal, mayor es la susceptibilidad a una subida
del nivel del mar. En este sentido, las costas mediterráneas y bálticas tienen poca amplitud de variación mareal (<
1 m), un factor que sugiere que estas regiones serán altamente vulnerables a la subida del nivel del mar, como es
el caso del delta del Ebro o del Llobregat, con un bajo rango mareal (20 cm).
En los deltas, la subida del nivel del mar es más crítica que en otras zonas litorales, por diversos motivos:
• subajaelevación(0-3m),quehacequeelriesgodeinundaciónseaalto;
• lapérdidadeelevacióndelosdeltasporcomparación(subsidencia),quehayquesumaralasubidarealdel
nivel del mar; la suma de ambas variables se conoce como subida relativa del nivel del mar (SRNM);
• lafuertedependenciadelasaportacionesdeaguaysedimentosdelacuenca,quealmenguaracausadelos
regadíos, los pantanos y otros usos acentúa la subsidencia, la regresión y la salinización de la llanura deltaica.
En el caso del delta del Ebro, el único sistema costero de Cataluña del que se dispone de datos y estimaciones
(Ibáñez [et al.], 1997), la situación es la siguiente:
• lastasasdesubsidenciaestimadassonde1a5mm/año,enfuncióndelascaracterísticaslocales;
• latasadesubidadelniveldelmaractualesdeunos3mm/año,ycontinuarácreciendoeneltranscursodeeste
siglo;
• lasubidarelativadelniveldelmarprevistaparafinalesdelsigloXXIsesitúaentre0,6y1m,detalmaneraque
el 50 % del delta estará bajo el nivel medio del mar, y
• latasaderetrocesodelacosta(porfaltadesedimentos)essuperioralos2-3m/añoenlamayoríadeloscasos,
si bien se desconoce la parte atribuible a la SRNM (pese a que se estima un orden de magnitud inferior).
La subida de la temperatura
La subida de la temperatura del aire en Cataluña es un hecho contrastado en la mayoría de los observatorios, si
bien se desconocen las implicaciones reales de dicho aumento en los ecosistemas acuáticos litorales.
La temperatura en la superficie del Mediterráneo aumentó 0,75 ºC entre el 1993 y el 2003, cifra que quintuplica
la media del resto de mares y océanos del planeta, según un estudio del Laboratorio de Geodesia Espacial de la
Universidad de Alicante realizado en colaboración con la NASA (Vigo [et al.], 2005; García [et al.], 2006). También
se ha registrado una subida de la temperatura en las masas de aguas litorales de Cataluña, si bien las series
de datos largos corresponden a mar abierto (por ejemplo, a L’Estartit). En el caso de sistemas más confinados
(lagunas y bahías), donde cabe esperar un impacto térmico mayor por la poca profundidad que tienen, los datos
son más puntuales en el espacio y en el tiempo, de manera que no se dispone de información suficiente para
valorar la evolución del aumento de temperatura del agua en estos ecosistemas. Probablemente la serie de datos
de un sistema costero parcialmente confinado más larga, que puede ser representativa de la tendencia en las
lagunas litorales, sea la de las bahías del delta del Ebro (los Alfacs y el Fangar).
250
En el caso de la bahía de los Alfacs se ha estimado un incremento cercano a 2 ºC para el período 1990-1998 en
el agua de fondo, a 6 m de profundidad (De Pedro, 2007). Este aumento es muy pronunciado, pese a que la serie
de datos probablemente no es lo bastante larga como para extraer conclusiones definitivas acerca de la magnitud
de la tendencia. En los años 2003 y 2006 se registraron temperaturas máximas bastante elevadas en las bahías
del delta del Ebro (figuras 1 y 2), que produjeron mortalidades de bivalvos (Fernández-Tejedor [et al.], 2008). En
el 2003 el mejillón quedó totalmente extinguido en ambas bahías a causa del aumento y de la persistencia de
las elevadas temperaturas del agua. En los Alfacs, las temperaturas pasaron de los 28 ºC (del 14 de julio al 25 de
agosto) a un máximo de 30,9 ºC. En el Fangar también aumentaron de los 28 ºC (en las mismas fechas) a una
máxima de 29,9 ºC registrada en los muestreos rutinarios del Programa de seguimiento de la calidad de las aguas,
los moluscos y el fitoplancton tóxico en las zonas de producción de marisco del litoral catalán que lleva a cabo
la Dirección General de Pesca de la Generalitat. En el año 2006, en la bahía de los Alfacs volvió a producirse una
mortalidad total del mejillón durante el verano a causa de las elevadas temperaturas (Fernández [et al.], 2008). En
el año 1994 ya se había producido un episodio de mortalidad de bivalvos provocada por las altas temperaturas en
la bahía de los Alfacs. Tanto el crecimiento como la mortalidad de Mytilus galloprovincialis en la bahía del Fangar
están fuertemente afectados por las elevadas temperaturas de julio y agosto (Ramón [et al.], 2007).
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T e m p e ra tu ra ºC 0 ,5 m
T e m p e ra tu ra ºC 6 m
Figura 1. Temperaturas en la estación central de la bahía de los Alfacs a las profundidades de 0,5 m y 6 m entre el 1992 y el 2007.
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Ecosistemas de riesgo elevado: los deltas y las lagunas litorales
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ALFACS CENTRAL
Efectos previsibles y posibles escenarios futuros
En este apartado analizamos efectos que aún no se han contrastado, pero que son previsibles a raíz de las
constataciones en otros sistemas similares o de acuerdo con las predicciones de la teoría ecológica.
Los principales impactos previstos en los ecosistemas litorales de Cataluña (deltas y lagunas) son los siguientes:
• cambios en elmetabolismo de los ecosistemas: aumentomás elevado de la respiración con relación a la
fotosíntesis (aumento del grado de heterotrofia), con la disminución consiguiente de la producción primaria
neta:
• cambiosenlacomposiciónyenladiversidaddelascomunidadesbiológicas:mayordesarrollodelasespecies
adaptadas a temperaturas elevadas;
• mortalidaddeespeciessensiblesatemperaturasextremasymáshipoxia,especialmentepecesybivalvos;
• cambiosenlahidrologíayenlasalinidaddelaslagunasylasbahías,y
• retrocesodelacostaypérdidadeextensióndelosecosistemaslitorales.
A continuación analizamos más detalladamente los efectos previsibles del cambio climático en las lagunas litorales
(Hoepffner, 2006).
Figura 2. Temperaturas en la estación central de la bahía del Fangar a las profundidades de 0,5 y 6 m entre el 1992 y el 2007.
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TemperaturaºC 0,5 m
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FANGAR CENTRAL
a) Por aumento de la temperatura:
•cambiosenelmetabolismodelosorganismosyenladistribucióndelnichoecológico,
•cambiosenlasinteraccionesentreespeciesyensudistribución,
•cambiosenlaestructuradelaredtróficayenlosciclosbiogeoquímicos,y
•cambiosenlosprocesosecológicos,enespecialenlaproducciónprimariayenladescomposición.
b) Por cambios en el régimen de precipitaciones:
•alteracióndelbalancehídricodelosecosistemaslitorales;
•alteracióndeltransportedenutrientesdisueltosdesdelacuencahidrográficahastalosecosistemaslitorales,y
•cambioseneltransportedesedimentosdesdelacuencahidrográficaydesdeelmar.
c) Por la subida del nivel del mar:
•aumentodelaprofundidaddelalaguna;
•alteracióndelacirculacióndelagua;
•cambioseneltransportedesedimentosyenelequilibrioerosión-sedimentación,e
•incrementodelainundacióndelasciénagaslitoralesconaguasalada.
d) Por aumento de la radiación ultravioleta:
•sehademostradoquelaradiaciónultravioleta(RUV)tieneefectosdeletéreosennumerososorganismosy
procesos planctónicos;
•enalgasmarinas,fanerógamasyfitoplancton,laRUVpuedeinhibirlafotosíntesis;
•laRUVaumentalamortalidadbacterianaydelfitoplancton,sobretodoenlosprimeros5mdecolumna
de agua, y
•aRUVpuedemodificarlaestructurayladinámicadelaredtróficapelágica,quederivahaciaunared
trófica microbiana.
Impactos en los ecosistemas acuáticos
Ecosistemas de riesgo elevado: los deltas y las lagunas litorales
253
Figura 3. Síntesis de los posibles impactos del cambio climático en la cuenca del Ebro y el delta
Figura 4. Síntesis de los impactos relacionados con el cambio climático en el delta del Ebro (efectos directos y efectos combinados con otras causas).
254
Subida nivel del mar
Incremento de la temperatura del agua
Aumento de tormentas
Regresión de la costa
Pérdida de humedales
Incremento salinidad de agua y suelo
Daños en los cultivos
Daños en la acuicultura
Daños al turismo
Incremento de temperatura
Descenso de precipitación
Incremento de demanda de agua (vegetación)
Descenso caudales fluviales y reservas de pantanos
Descenso recursos hídricos subterráneos
Estrés hídrico (vegetación)
Conflictos hídricos (usos)
Pérdida de biodiversidad
Ecosistemas terrestres como fuente limpia de CO2
Incremento salinidad suelo que afecta a los cultivos
Disminución caudales fluviales y sedimentos
Subsidencia del suelo de 3 mm/año
Tº estival de la bahía hasta 30 ºC
Zonas urbanizadas en riesgo
Regresión costera de 10 m/año
Subida nivel del mar de 3 mm/año
Hipoxia estival y mortalidad de moluscos
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Impactos en los ecosistemas acuáticos
Ecosistemas de riesgo elevado: los deltas y las lagunas litorales
257
258
Introducción
A las incertidumbres que generalmente se asocian a los efectos del cambio climático en los ecosistemas, en el mar
se añaden otras relacionadas con las características de los océanos respecto a las masas continentales. En efecto, el
impacto del cambio climático en el medio marino es difícil de determinar porque, para comenzar, el ambiente marino
todavía nos es mucho menos conocido que el terrestre; en lo tocante a las series temporales de temperaturas, por
ejemplo, rara vez se remontan a más de tres décadas y en general están limitadas a aguas litorales.
A ello se añade que las características físicas, las respuestas biológicas y los equilibrios químicos de los océanos están
sujetos a dinámicas que se extienden por buena parte del océano mundial (recuérdese la «cinta transportadora
oceánica»; Broecker, 1991), desde la superficie hasta el fondo y por un medio que tiene una inercia (térmica, por
ejemplo) notable. A ello se añade que apenas comenzamos a conocer la dinámica de fenómenos a macroescala
oceánica, como el caso de El Niño, o el funcionamiento de áreas que hasta ahora no habían estado suficientemente
estudiadas, como el océano Austral y la Antártida. Y por si todo esto no fuera poco, se suman a esta sinergia,
los efectos de otros impactos antrópicos, que pueden enmascarar o potenciar algunos de estos efectos, desde la
contaminación hasta la sobrepesca.
En cualquier caso, ya comienzan a tenerse bastantes indicios, en algunos casos certezas (Levitus [et al.], 2000;
Duarte y Tintoré, 2001; Cicerone [et al.], 2004; Harley [et al.], 2006), de que el impacto del cambio climático
se notará en el mar, y que sus repercusiones serán aún más variadas, impactantes y preocupantes de lo que se
preveía hace lustros (Fields [et al.], 1993). A continuación se revisarán estas repercusiones, tanto a escala oceánica
global como centrada en el Mediterráneo, diferenciando las que afectan básicamente al medio físico y al paisaje
de las que tienen impactos en los organismos y en las comunidades que forman; aunque como el propio cambio
climático es de naturaleza física, ambos grupos de efectos se refuerzan mutuamente, o se confunden: un aumento
del nivel del mar no solo provoca alteraciones en la línea de la costa, sino que también lo hace en las especies y
en las comunidades litorales, y los cambios en la distribución y la abundancia relativa de determinadas especies se
trasladan por toda la red trófica e inciden de manera inmediata en el aspecto del paisaje litoral y marino.
Alteraciones en el medio físico y en el paisaje
Temperatura
A pesar de la inexistencia de series largas de temperaturas en casi todos los mares, hoy ya puede afirmarse que en
el último medio siglo las aguas oceánicas superficiales (entre 0 y 300 m de profundidad) han experimentado un
aumento medio de 0,31 ºC (Parrilla [et al.], 1994; Gouretski y Koltermann, 2007; MacKenzie y Schiedek, 2007).
En el norte del Mediterráneo occidental, tres series de datos (de L’Estartit, de la isla del Levante, en las islas de
Hyères, y en Vilafranca de Mar, las dos últimas en la costa francesa) se remontan a algo más de treinta años y son
las más extensas que existen (Francour [et al.], 1994; Romano [et al.], 2000; Salat y Pascual, 2006). El resumen
de lo que indican es claro: en este tercio de siglo, la temperatura de las aguas superficiales del Mediterráneo
occidental septentrional ha subido en torno a 1 ºC de media; el mayor aumento se ha dado alrededor de los 20
21. El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climáticoJoandomènec Ros, Universidad de Barcelona
Impactos en los ecosistemas acuáticos
El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climático
259
m de profundidad (1,2 ºC) e incluso en las aguas situadas a 80 m la temperatura ha subido unos 0,7 ºC (figura 1).
A causa de la gran inercia térmica del mar, en especial en aguas profundas, el efecto del calentamiento es notable
y sus impactos pueden ser muy importantes, tanto en lo relativo al aumento de volumen de la masa de agua y a
la disminución de la densidad del agua del mar (y a su papel en la circulación geostrófica) como a la fisiología, la
fenología, la ecología y la distribución de los organismos marinos (véase el apartado 2).
pH
En el mar, el pH es ligeramente alcalino y bastante constante, entre 8 y 8,3, y solo se producen desviaciones de este
rango en función de la variación de la concentración de dióxido de carbono y de oxígeno: en aguas superficiales
bien iluminadas, cuando hay poco CO2 (porque lo usan las algas como materia prima para la fotosíntesis) y
mucho O2 (producido por estas plantas), el pH puede ascender ligeramente, hasta 9, y alcalinizar el agua del mar.
En aguas profundas, donde la materia producida en superficie se va descomponiendo y, al hacerlo, consume
oxígeno, el pH puede descender a 7,6. Esta gama no es tan extensa como en las aguas continentales.
El pH depende de la cantidad de CO2 del agua, en equilibrio con la de la atmósfera. El dióxido de carbono se
disuelve bien en agua (donde su concentración es unas cien veces superior a la de la atmósfera) y forma ácido
carbónico, que se disocia rápidamente en ión bicarbonato y, si las condiciones son alcalinas, en carbonato,
liberando hidrogeniones en cada caso; el carbonato, en condiciones más ácidas, vuelve a bicarbonato; es el
sistema carbónico-carbonatos, responsable del equilibrio dinámico del carbono disuelto. Si, alcanzado un
determinado equilibrio, la cantidad de CO2 aumenta en el agua, crece la acidez (la concentración de hidrogeniones)
e inmediatamente se favorece que los hidrogeniones se combinen con los carbonatos y se pase de carbonato a
bicarbonato, y de bicarbonato a ácido carbónico. Si la cantidad de dióxido de carbono disminuye, el sistema lo
compensa descomponiendo bicarbonato en carbonato más hidrogeniones y manteniendo el equilibrio.
Figura 1. Aumento de la temperatura del agua a distintas profundidades en dos localidades del Mediterráneo noroccidental, L’Estartit (EST) y Vilafranca de Mar (VIL, Alpes Marítimos), en el transcurso de casi un tercio de siglo (Fuente: Salat y Pascual, 2006).
260
tendencia en 29 años (°C)
pro
fun
did
ad (
m)
EST
VIL
La alcalinidad o acidez de las aguas naturales reviste importancia porque de ella depende el equilibrio entre
precipitación y disolución de algunos compuestos, y la capacidad de la propia agua para mantener el equilibrio
en cuestión de disociación iónica, la capacidad tampón. Cuando el carbonato de calcio precipitado (en forma de
calcita o aragonita) en el caparazón de un molusco o de un crustáceo o en el esqueleto de una madrépora coralina
pasa a bicarbonato, la estructura se disuelve. La capacidad de mantener en las aguas estructuras esqueléticas a
base de carbonato depende, por tanto, del pH. En ciertas condiciones naturales (aguas frías, polares o profundas)
es difícil formar caparazones o esqueletos calcáreos: no hay corales polares o abisales, los moluscos no tienen
concha o la tienen delgada (o blanda), etc. La situación es exactamente la contraria para los esqueletos formados
por silicio: en estos casos, las aguas frías propician la precipitación de silicatos y las cálidas, su disolución.
Como consecuencia del incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera por causas antrópicas, también ha
aumentado la entrada de este gas en el mar y ha comenzado a acidificarlo, entre 0,1 y 0,3 de pH (Caldeira y Wickett,
2003; Sabine [et al.], 2004; Orr [et al.], 2005; Blackford y Gilbert, 2007; Gazeau [et al.], 2007). Si no se actúa por
reducir la entrada de CO2 en los océanos, el pH del agua de mar puede reducirse en 0,5 unidades a finales del siglo
XXI (Royal Society, 2005). (El mismo calentamiento del agua de mar está ralentizando la entrada de más CO2 en los
océanos, puesto que la solubilidad de este gas y otros es función inversa de la temperatura; Lefèvre [et al.], 2004.)
La acidificación del agua marina puede comportar un trastorno enorme a muchos organismos de una gran
importancia ecológica y económica. Entre los planctónicos destacan los cocolitóforos, los foraminíferos y los
terópodos (uno de los alimentos predilectos de las ballenas; Riebesell [et al.], 2004). Muchos organismos bentónicos,
moluscos, crustáceos y equinodermos, entre otros, tienen esqueletos calcáreos (Bibby [et al.], 2007; Gazeau [et
al.], 2007; Miles [et al.], 2007). No obstante, quizá los más afectados serán los corales formadores de arrecifes,
en especial los de aguas superficiales y cálidas (Hughes [et al.], 2003; Baker [et al.], 2004; Hoegh-Guldberg
[et al.], 2007; Turley [et al.], 2007; Fine y Tchernov, 2007; NOAA, 2008). Sus esqueletos, a cuya construcción
contribuyen las algas simbiontes, encontrarán dificultades para mantenerse intactos en aguas más ácidas, y la
gran biodiversidad que hospedan los arrecifes coralinos resultará gravemente perjudicada.
Algunos de estos efectos ya han comenzado a notarse en alta mar, si bien con resultados contradictorios (últimamente
hay indicios de que las aguas más ácidas propician la proliferación de cocolitóforos; Iglesias-Rodríguez [et al.],
2008), y tanto los experimentos de laboratorio como el estudio de fuertes gradientes de pH naturales (alrededor
de surgencias de gases en fondos de regiones volcánicas del Mediterráneo; Hall-Spencer [et al.], 2008) indican un
impacto evidente en las algas calcáreas, los madreporarios y los equinodermos, entre otros.
Determinadas comunidades mediterráneas dependientes de organismos calcificados (el trottoir mediolitoral de
Lithophyllum byssoides y, en especial, la comunidad circalitoral de coralígeno; Ros [et al.], 1985; Ballesteros,
2006) pueden resultar profundamente afectadas. Se prevé que la capacidad tampón de los océanos pueda
quedar afectada a medio plazo.
Nutrientes
El cambio climático en sí no implica variaciones en la cantidad de nutrientes del mar y el litoral, si bien algunos
procesos generados o favorecidos por dicho cambio pueden comportar modificaciones en el régimen habitual de
aportación de nutrientes y, por tanto, en la producción primaria; y el descenso del pH puede movilizar determinadas
formas iónicas raras en la alcalinidad normal del océano. En los escenarios de aumento del nivel del mar (véase el
apartado 1.6) se calcula que bastantes comunidades litorales, tanto sumergidas (praderas de fanerógamas, etc.)
como emergidas (vegetación de marismas, etc.), sufrirán una reducción de la radiación incidente (en el límite inferior
las primeras) y/o una inmersión continua (las segundas), cosa que propiciará la muerte de las plantas constituyentes
y la descomposición de la materia orgánica, con la consiguiente liberación de nutrientes.
Impactos en los ecosistemas acuáticos
El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climático
261
No obstante, todo ello sucederá a un ritmo bastante lento para que no comporte ningún impacto notable, y lo mismo
puede afirmarse de los episodios de lluvias torrenciales, que podrán implicar avenidas más frecuentes y aportación
de sedimentos y nutrientes al litoral. Otro aspecto, aún poco estudiado, es el papel que pueden desempeñar los
organismos fijadores de nitrógeno atmosférico en un océano más rico en dióxido de carbono; los primeros indicios
apuntan hacia un aumento de la entrada de nitrógeno en el mar (Barcelos e Ramos [et al.], 2007; Levitan [et al.],
2007). Tal como se ha podido establecer en comunidades terrestres, para el bacterioplancton y el fitoplancton marinos
la subida de temperatura implica un mayor consumo de dióxido de carbono y de oxígeno (Vázquez-Domínguez [et
al.], 2007), de manera que no está claro que la producción primaria de los océanos en general y del mar Mediterráneo
en concreto se pueda beneficiar de este incremento de CO2, de nitrógeno fijado (ni si es cierto que aumentarán los
episodios de vientos del sur, con carga de polvo sahariano; véase el apartado 1.4), de fósforo y de hierro.
Lo que sí es seguro es que un aumento del ritmo de deshielo de los casquetes polares y una mayor frecuencia de
desprendimiento de los icebergs conllevará un aumento de la entrada de sedimentos y nutrientes en los mares de latitudes
altas (Smith [et al.], 2007), pero ignoramos qué impacto puede tener ello allende los mares regionales afectados.
Regímenes de vientos
Se ha sugerido que una de las alteraciones asociadas al cambio climático global será el aumento de episodios
catastróficos de circulación atmosférica, desde los ciclones y los huracanes tropicales hasta los vientos regionales
asociados al tiempo meteorológico. Muchas incertidumbres rodean aún este punto, pero cabe recordar al menos
tres aspectos de la biología marina en los cuales los vientos desempeñan un papel destacado.
En primer lugar, los afloramientos inducidos o reforzados por vientos litorales (como los del golfo de León, por indicar
el más cercano) pueden verse afectados en cierta medida por cambios eventuales en el régimen de vientos (y por el
calentamiento concomitante del agua). En segundo lugar, y con independencia de cuál sea la causa de la sobreabundancia
de medusas y sifonóforos que últimamente se registra cerca del litoral (Mills, 2001; Attrill [et al.], 2007; Ros, 2007), los
organismos del macroplancton y en especial del neuston dependen enormemente de las corrientes y de los vientos para
sus movimientos poblacionales pasivos. Cuando soplan vientos de levante, el litoral catalán recibe un mayor número
de estos visitantes de alta mar que en otros regímenes de vientos, con los problemas asociados conocidos (Gili y Pagès,
2005). Por último, los vientos procedentes del norte de África aportan al Mediterráneo (y a otras áreas estudiadas,
como las Canarias) polvo sahariano, con una carga notable de materiales susceptibles de actuar como nutrientes para
los productores planctónicos (fósforo, hierro) o, alternativamente, de gérmenes (véase el apartado 2.4).
Regímenes de corrientes
Más preocupante que el posible efecto en el régimen de vientos resulta el impacto del cambio climático en las
corrientes marinas. Estas corrientes son más el resultado del equilibrio dinámico entre masas de agua según su
densidad (circulación geostrófica) que el efecto de los vientos en el océano, y está demostrado que el calentamiento
global provoca que la densidad del agua marina cambie regionalmente, en unas áreas con una mayor aportación de
agua dulce (por fusión del hielo terrestre; Holland [et al.], 2007; Howatt [et al.], 2007) y en otras por una reducción
de estas entradas (aumento de la evaporación y descenso de la precipitación). Ello ha provocado que el énfasis del
impacto más notable del cambio climático en el mar se haya puesto en la posible alteración del sistema de corrientes
tal como lo conocemos ahora (Broecker, 1991; Alley, 2007), con consecuencias bruscas y catastróficas.
Efectivamente, el escenario que plantea de manera esquemática la película Pasado mañana (The day after
tomorrow) (2004), sobre una alteración repentina del sistema de circulación superficial y profunda del Atlántico
Norte, con efectos inmediatos en el clima regional y la desviación de corrientes (entre ellas la del Golfo, que
262
calienta Europa), no parece imposible, y menos a tenor de los episodios de cambios climáticos acaecidos en
alguna época histórica (la Pequeña Edad de Hielo). Estas y otras modificaciones (por ejemplo, las de las corrientes
del Mediterráneo) pueden modelarse, pero el margen de incertidumbre es demasiado grande para hacer
afirmaciones concretas. Muchas especies aprovechan las corrientes para sus movimientos migratorios, que, en
consecuencia, pueden alterarse.
Subida del nivel del mar
Seguramente uno de los efectos más conocidos del cambio climático sea la subida del nivel del mar como
consecuencia de, como mínimo, dos efectos: la dilatación de la masa de agua por efecto del calentamiento (veáse
el apartado 1.1) y la aportación diferencial del agua continental por fusión incrementada del hielo de los glaciares,
los casquetes polares y el hielo terrestre en general (la del hielo marino no hace variar el nivel del mar). Según las
distintas proyecciones y su revisión constante, en los escenarios más negativos la subida estimada del nivel del mar
se sitúa en torno al metro a lo largo del siglo XXI, equivalente al total de lo que ha ocurrido en las costas europeas y
norteamericanas, donde los registros son fiables, durante los últimos dos o tres siglos (Rahmstorf, 2007).
Aunque este aumento pueda parecer moderado, muchas regiones de costas bajas (áreas de deltas y estuarios,
islas oceánicas coralinas, etc.) están amenazadas tanto por la subida del nivel del mar como por la incidencia de
episodios de tormentas y otras adversidades cuyo aumento también se ha pronosticado. En Cataluña, los deltas
(sobre todo el del Ebro) y las zonas de humedales y marismas, además de las urbanizadas cercanas a la línea
litoral, peligran en caso de que se materialice o agrave este escenario. Pese a que se han preparado simulaciones
bastante realistas del efecto que esta subida del nivel del mar puede tener en las áreas litorales más pobladas
y urbanizadas (como la que hizo Greenpeace en el 2007, que puede llevar a esta ONG ante los tribunales por,
supuestamente, atentar contra el futuro económico de la región de Murcia), simulaciones que destacan los daños
a los bienes urbanos (McGranahan [et al.], 2007; Bosello [et al.], 2007; etc.; véase el apartado 2.9), seguramente
el mayor impacto sea ecológico.
Efectivamente, la subida del nivel del mar inundará áreas naturales que hoy en día (aunque dañadas en parte
por las actividades humanas) proporcionan servicios ecosistémicos notables: la filtración de las aguas fluviales
contaminadas que realizan los humedales; la elevada producción primaria de las poblaciones de algas fotófilas
y de las praderas de fanerógamas marinas (especialmente, en el Mediterráneo, de Posidonia oceanica), y el
papel de áreas de cría y alimentación para aves, peces e invertebrados en general de estas comunidades, que, si
quedan cubiertas por las aguas en ascenso, difícilmente se podrán restablecer en áreas ahora ya muy alteradas
o urbanizadas.
Cambios en la biota y en las comunidades
De un modo casi imperceptible hemos pasado de las repercusiones para el entorno físico a las repercusiones
para las especies de organismos y las comunidades que forman. A continuación se analizan de una manera
más concreta estos efectos más claramente ecológicos y las consecuencias para la biodiversidad y para nuestra
especie.
Cambios en las pautas de distribución geográfica y batimétrica
El primer efecto que detectamos a la hora de plantear el futuro de las poblaciones bacterianas, vegetales y animales
en un mar más cálido es que algunas especies podrán adaptarse mejor o peor a los cambios (básicamente, al
aumento de la temperatura de las aguas) y mantendrán o expandirán su distribución actual, mientras que otras
Impactos en los ecosistemas acuáticos
El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climático
263
no lo harán y reducirán esta distribución e incluso desaparecerán, a ritmos que solo se han podido establecer
para contadas especies (Bames [et al.], 2001; Sabatés [et al.], 2006; Mackas [et al.], 2007; Lima [et al.], 2007;
Mackenzie [et al.], 2007; Mieszkowska [et al.], 2007; Jagtap y Nagle, 2007; Simmonds y Isaac, 2007; etc.).
En términos generales (Hughes, 2000), las especies monotípicas y adaptadas estrictamente a determinadas condiciones
térmicas serán las más afectadas, mientras que las monotípicas con más facilidad de adaptación y, en especial, las
politípicas, divididas en diferentes poblaciones adaptadas a regímenes térmicos también diferentes, serán las que se
podrán adaptar con menos dificultades al calentamiento generalizado de su hábitat, gracias a la resistencia y a la
expansión de sus poblaciones más termófilas, en detrimento de las que lo son menos. Los sistemas de dispersión de
huevos, larvas y propágulos en general, muy ligados al sistema oceánico de corrientes, de alcance mundial, deberá
favorecer más que en los ecosistemas terrestres esta redistribución según los nuevos escenarios térmicos.
Actualmente, algunas especies de amplia distribución, que en mares más fríos (como los marginales del océano
Atlántico) son propias de aguas superficiales, se suelen encontrar en el Mediterráneo en aguas profundas; puesto que
el Mediterráneo tiene temperaturas más altas tanto a lo largo del ciclo anual como siguiendo un perfil batimétrico
(la temperatura profunda de este mar no baja nunca de los 12 ºC, en clara contraposición con las aguas oceánicas,
que a partir de algunos centenares de metros ya alcanzan los 4 ºC), estas especies buscan su óptimo térmico, que
puede diferir mucho en poblaciones de la misma especie a un lado y otro del estrecho de Gibraltar, por ejemplo. Es
evidente que este «hundimiento» en busca de temperaturas más propicias no podrá producirse mucho más allá si la
masa de agua en general, y no solo las aguas superficiales, se calienta. Además, será necesario que las especies de
las cuales dependen las que modifiquen su hábitat también lo hagan; en caso contrario se pueden dar situaciones
de falta total o parcial de correspondencia entre depredador y presa, o pueden resultar alteradas otras relaciones
(Durant [et al.], 2007; MacLeod [et al.], 2007; Freitas [et al.], 2007; etc.).
Asimismo, históricamente en el Mediterráneo ha habido un claro gradiente latitudinal: las especies más termófilas,
tanto las pelágicas como las bentónicas, se encontraban limitadas a las costas norteafricanas y levantinas
(Mediterráneo oriental), mientras que las más capaces de tolerar temperaturas bajas eran más propias de las
costas europeas, en especial del Mediterráneo occidental. Era posible encontrar adecuadamente distribuidas
en función de los gradientes térmicos mencionados a las especies que habían entrado en el Mediterráneo,
una vez restablecida la conexión de este mar con el Atlántico hace unos cinco millones de años, en las épocas
glaciales (especies de afinidades templadas y boreales, más propias de las aguas septentrionales y profundas del
Mediterráneo) y las que habían entrado en épocas interglaciales (especies de afinidades tropicales y subtropicales,
más propias de las aguas meridionales y superficiales del Mediterráneo).
Últimamente, algunas de estas especies mediterráneas de afinidades tropicales o termófilas han ampliado
su distribución: el raor (Xyrichtys novacula), el pez verde (Thalassoma pavo) y el mero moreno (Epinephelus
marginatus), por ejemplo, entre los peces, son ahora comunes en aguas catalanas, mientras que hace pocas
décadas eran raros y únicamente se encontraban en abundancia en áreas más meridionales (por ejemplo, en
las Islas Baleares). Parablennius pilicornis (un blénido), Scorpaena maderensis (el rascacio) y Pomadasys incisus
(pez roncador), entre otros, se han detectado recientemente en las costas catalanas y francesas, mucho más
septentrionales que su área de distribución habitual. Es muy probable que esta situación sea más general, pero
hay pocas especies tan fáciles de observar y tan conocidas como los peces.
Asimismo, en las aguas más cálidas de las Baleares, en concreto, se han encontrado en los últimos tiempos especies
ajenas procedentes de la migración lessepsiana (Por, 1978) o de otros orígenes (véase el apartado 2.6). Así ocurre
con algunas especies de peces (como Siganus rivulatus) y con muchas especies de algas (Asparagopsis taxiformis,
Womersleyella setacea, Lophocladia lallemandii, Caulerpa racemosa, C. taxifolia, Acrothamnion preissii, etc.),
ausentes desde hace dos décadas y que hoy predominan en el paisaje submarino de algunos lugares de las Islas
(Ballesteros, com. pers.; Patzner, 1998; Ballesteros [et al.], 2007; etc.).
264
Uno de los pocos estudios que demuestran claramente el cambio en la distribución de una especie es el de
Sabatés [et al.] (2006) sobre la alacha (Sardinella aurita). El trabajo analiza los cambios en la abundancia y en la
distribución de esta especie termófila en el transcurso de las últimas décadas y establece una correlación positiva
entre las anomalías térmicas y las capturas: las abundancias de un año dependen de las temperaturas registradas
en la época de maduración del anterior. Simultáneamente, el límite septentrional de los huevos y las larvas de la
alacha ha pasado de la latitud aproximada del delta del Ebro de hace veinte años a la latitud de Blanes de hoy en
día: el calentamiento progresivo de las aguas superficiales ha permitido la extensión hacia el norte de la especie,
y no debe de ser la única (Brunel y Boucher, 2007).
Sea como fuere, si las especies de afinidades tropicales podrán ampliar su área de distribución en un escenario
de calentamiento del Mediterráneo, ¿qué ocurrirá con las especies de afinidades boreales, constituyentes de
las llamadas «faunas frías» (Pérès y Picard, 1964), muchas de las cuales se encuentran arrinconadas en aguas
profundas o localidades muy septentrionales de este mar, donde forman reductos o relictos? No es difícil
pronosticar que el ritmo de reducción de su área de distribución continuará, un proceso que seguramente se
inició con la propia introducción en aguas mediterráneas, hace ahora varios millones de años, desde las frías
aguas del Atlántico durante los períodos glaciales.
Es lo que parece ocurrirles, entre otras especies, a los moluscos Cyprina (Arctica) islandica y Buccinum undatum y
a los peces Platichthys flesus y Raja clavata. Algunos descensos importantes en las poblaciones de determinadas
especies (por ejemplo, de fucales; Thibaut [et al.], 2005) podrían deberse, entre otros impactos, al calentamiento
creciente de nuestras costas.
Cambios en la fenología
El cambio térmico no solo afecta a la distribución: algunas especies ven alteradas pautas biológicas y ecológicas
de toda clase, que van desde la variación en la disponibilidad del alimento hasta la proporción entre los sexos,
que en los peces depende mucho de la temperatura (Mora y Ospina, 2001; Navarro [et al.], 2005). El efecto
demográfico a medio plazo de estos cambios puede ser harto importante. Asimismo, tal como se ha establecido
en los ecosistemas terrestres, en los marinos puede darse un decalaje en las épocas de freza y reproducción en las
especies con una fuerte dependencia de la temperatura, en lugar de seguir una pauta más ligada al calendario
(Høye [et al.], 2007; Greenwood, 2007; Hawkes [et al.], 2007; etc.).
Uno de los cambios más espectaculares, además de los relacionados con la variación de la proporción sexual en
algunas especies de peces, corresponde a la parada nupcial y el desove del mero moreno (Epinephelus marginatus),
observados por vez primera en aguas catalanas (de las islas Medas) hace una década (figura 2; Zabala [et al.], 1997).
La reproducción de esta especie termófila no se había registrado nunca en una latitud tan alta, donde solo llegaban
alevines salidos del huevo en aguas meridionales del Mediterráneo. Y seguro que este no es el único caso.
Estrés fisiológico
Los organismos no responden como máquinas de todo o nada al cambio climático: la temperatura me conviene y
me quedo o no me conviene y me voy. Las nuevas condiciones pueden comportar modificaciones en la fisiología,
desde una menor cantidad de oxígeno disponible para las actividades normales (Morán [et al.], 2006; Portner y
Knust, 2007; Michaelidis [et al.], 2007; Anestis [et al.], 2007; etc.) hasta una menor capacidad competitiva con
relación a las otras especies en las nuevas condiciones, que se añaden a las limitaciones en las disponibilidades
alimentarias ya mencionadas. La adaptación a las nuevas condiciones, por tanto, comporta cambios notables en
la biología de las especies y en la ecología de las comunidades.
Impactos en los ecosistemas acuáticos
El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climático
265
Enfermedades
Algunos de estos cambios caen dentro del apartado de las enfermedades: el estrés fisiológico debilita a unas
especies y aumenta su morbididad, y las nuevas condiciones facilitan la proliferación de otras causantes de
enfermedades. Buenas parte de los casos de enfermedades y mortalidades masivas (véase el apartado 2.6) están
relacionados con altas temperaturas episódicas o duraderas (Harvell [et al.], 1999; Lafferty [et al.], 2004; Bruno
[et al.], 2007; Bally y Garrabou, 2007; etc.). Cabe interpretar «enfermedades» en un sentido muy amplio, que
engloba desde la proliferación de gérmenes (a causa del aumento de la temperatura o de otros efectos sinérgicos,
como, por ejemplo, el incremento de nutrientes; véase el apartado 1.3) hasta la sobreabundancia de especies
Figura 2. Representación esquemática de un episodio de freza del mero moreno, según lo observaron y describieron por vez primera en las islas Medas Zabala [et al.] (1997). No todas las consecuencias del cambio climático en el Mediterráneo son tan interesantes.
266
termoclina
tóxicas, básicamente dinoflageladas y otras algas causantes de proliferaciones nocivas (Gómez y Claustre, 2001;
Vila y Masó, 2005). Las características ambientales que facilitan esta proliferación (aguas tranquilas, cálidas y ricas
en nutrientes) parecen ser cada vez más frecuentes en áreas abrigadas del litoral mediterráneo.
Huelga decir que el uso de antibióticos, una práctica común en la acuicultura extensiva, ha comportado la
generación de resistencia a muchos patógenos, cosa que se suma a los efectos del calentamiento citados
anteriormente, en un claro ejemplo de sinergia entre diferentes impactos antrópicos (véase el apartado 2.6).
Episodios de mortalidades en masa y a gran escala
De todos los efectos catastróficos relacionados con el cambio climático, el que hasta el momento parece mejor
establecido y ha producido unos resultados más espectaculares (por negativos) y catastróficos (por su alcance)
es la serie de condiciones oceanográficas y de otro tipo que provocan episodios de mortalidad en masa a gran
escala. Estos episodios no son desconocidos en el medio marino (Korringa, 1973) y últimamente han proliferado
como consecuencia de las fuertes presiones sobre los arrecifes de coral y otros ecosistemas oceánicos (Hughes [et
al.], 2003; McClanahan [et al.], 2007; Hoegh-Guldberg [et al.], 2007; etc.), pero en el Mediterráneo noroccidental
nunca se habían documentado tan bien como en el transcurso de la última década.
En las postrimerías del verano del 1999 se observó un episodio de mortalidad en masa sin precedentes a lo
largo de centenares de kilómetros de las costas de Provenza y Liguria (Perez [et al.], 2000; Cerrano [et al.], 2000;
Romano [et al.], 2000; Garrabou [et al.], 2001; etc.). Las especies afectadas fueron sobre todo invertebrados
sésiles y suspensívoros de la comunidad del coralígeno (Ros [et al.], 1985; Ballesteros, 2006), situados entre los 10
y los 40 m de profundidad: esponjas (Hippospongia communis y Spongia officinalis, etc.), cnidarios (en especial
los antozoos Corallium rubrum, Paramuricea clavata, Eunicella cavolinii, E. singularis y Cladocora caespitosa),
moluscos bivalvos, briozoos y ascidias. El sentido de propagación de la mortalidad fue de este a oeste. El resultado
fue una pérdida de biomasa estimada en el 50 % de la propia de esta comunidad (entre 150 y 1200 g (p. s.) m–2),
debida a la necrosis de los tejidos de las colonias, con posterior desprendimiento u ocupación de las colonias por
parte de las especies epibiontes.
El año 2003 se repitió este episodio, con una notable expansión hacia el sur de las áreas afectadas: casi toda la
costa italiana desde el mar Tirreno hasta el golfo de Nápoles, Córcega, el estrecho de Bonifacio, Cataluña, Menorca
y los Columbretes (figura 3). En el 2006 se registró un nuevo episodio de mortalidad masiva de suspensívoros,
aparentemente con un impacto menor que el de tres años atrás. El episodio del 1999 pudo detectarse y evaluarse
porque en algunas áreas protegidas de la zona se estaban llevando a cabo estudios de seguimiento de las
comunidades, y en los años posteriores se procedió a realizar el seguimiento del impacto y de la recuperación
posterior de las poblaciones de las especies de suspensívoros afectadas. Puesto que las mortalidades se han
repetido en años sucesivos, se ha puesto en funcionamiento un programa internacional de detección precoz,
evaluación e identificación de las causas (Medchange).
Impactos en los ecosistemas acuáticos
El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climático
267
Figura 3. Extensión de los dos episodios de mortalidad masiva (EMM) del 1999 y el 2003. (Fuente: Perez [et al.], 2000; Garrabou [et al.], 2001; etc.)
Figura 4. Importancia de las afectaciones por el episodio de mortalidad en masa del 1999 (porcentaje de tejido necrosado con respecto al total) en la gorgonia Paramuricea clavata a lo largo de tres transectos en la isla de Port-Cros.
Hasta los 30 m de profundidad, la afectación supera en todos los casos el 70 % de las colonias, mientras que por debajo de los 40 m es muy reducida. (Fuente: Linares [et al.], 2005
268
Profundidad (m)
Transecto 2
Transecto 3
Transecto 1
Alc
ance
del
dañ
o (
%)
Monitoreo T aguas marinas
Zonas de estudio Área afectada por EMM 2003
Área afectada por EMM 1999
El impacto de estos episodios ha sido enorme, tanto por alcance geográfico como por el número de especies
afectadas, por la incidencia en las poblaciones (en total se calcula que la pérdida ha representado el 50 % de
la biomasa de estas especies, con un claro gradiente batimétrico, ya que las poblaciones más superficiales han
sido las más afectadas: figura 4; Perez [et al.], 2000; Cerrano [et al.], 2000; Romano [et al.], 2000; Garrabou
[et al.], 2001; Linares [et al.], 2005), por la dificultad de recuperación (algunas de estas especies son de biología
parsimoniosa: la gorgonia Paramuricea clavata, por ejemplo, crece cerca de 1 cm anual, de manera que recuperar
la complejidad estructural de las comunidades de coralígeno afectadas, aunque sea solo parcialmente, puede
llevar décadas), por el impacto en la biodiversidad asociada a los «bosques» de suspensívoros afectados, etc.
El efecto no ha sido el mismo en todas las áreas geográficas ni en todas las poblaciones, ni en los diferentes años
en que se ha detectado el fenómeno (figura 5). La causa principal ha sido la prolongación, más allá de lo habitual,
del período de mantenimiento de la termoclina estival, que separa las aguas cálidas superficiales de las frías
profundas. Efectivamente, durante los estudios de los años mencionados, esta termoclina, en lugar de romperse y
permitir la mezcla de las dos masas de agua superficial y profunda al final del verano, como acostumbra a ocurrir,
se mantuvo aproximadamente otro mes, con lo cual las aguas superficiales del Mediterráneo noroccidental
disfrutaron de una temperatura excepcionalmente elevada y estable (23-24 °C) a lo largo de toda la columna de
agua, hasta los 40 m de profundidad.
El efecto sobre las especies de suspensívoros puede haber sido directo (por una inadaptabilidad a las condiciones
térmicas estivales prolongadas, quizá mediante un mecanismo fisiológico, véase el apartado 2.3) o indirecto (por
la falta de alimento [plancton] que la estratificación y, por tanto, el retraso en la mezcla otoñal impide proliferar);
por el efecto de gérmenes patógenos favorecidos por las temperaturas elevadas (Martin [et al.], 2002; Bally y
Garrabou, 2007); por el efecto sinérgico de tóxicos en el agua procedentes de la contaminación, etc.
Casi todas estas hipótesis tienen sus defensores y habrá que esperar a resultados más concluyentes para aceptarlas
o descartarlas, pero la repercusión de estos episodios es innegable y catastrófica. Como sea que los diferentes
escenarios de cambio climático plantean un aumento de la temperatura a lo largo del siglo XXI, los episodios de
calentamiento de las aguas superficiales de Mediterráneo pueden dejar de ser fenómenos excepcionales y volverse
habituales, con las implicaciones de pérdida regional de biodiversidad previsibles (Coma [et al.], 2006; etc.).
Impactos en los ecosistemas acuáticos
El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climático
269
Figura 5. Frecuencia media de colonias afectadas de las cuatro especies de gorgonias afectadas por el episodio de mortalidad en masa del 2003.
Zona 1: Baleares; zona 2: Cataluña y Cataluña Norte; zona 3: Alpes Marítimos; zona 4: Liguria; zona 5: Córcega y norte de Cerdeña; zona 6: golfos de Gaeta y de Nápoles. (Fuente: Garrabou [et al.], 2001; Coma [et al.], 2006)
Frec
uen
cia
(%)
Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 Zona 5 Zona 6
Sinergia con otros impactos (contaminación térmica, especies alóctonas, etc.)
Ya se han mencionado las dudas en torno a las causas últimas de las mortalidades catastróficas inducidas por
el calentamiento prolongado del Mediterráneo noroccidental: pueden ser diversas. Lo mismo puede afirmarse
de otras situaciones en las cuales el calentamiento global propicia y magnifica otros impactos; a continuación
citaremos un par de ellas. Las áreas litorales cerradas (puertos, lagunas, etc.), con aguas más cálidas, son reservas
de especies exóticas, entre las cuales figuran las de afinidades tropicales, aportadas en el pasado o en la actualidad
mediante el transporte en el agua de lastre de los barcos o en el fouling de sus quillas. La subida de la temperatura
de las aguas del Mediterráneo puede comportar la «liberación» de algunas de estas especies arrinconadas en
las citadas áreas restringidas, que podrán ocupar áreas más extensas. Así ha ocurrido recientemente con el
coral Oculina patagonica, hasta hace poco restringido al puerto de Alicante y ahora extendido por los fondos
superficiales de muchas localidades del Mediterráneo occidental. Una situación similar se produce con las entradas
en el mar de agua sobrecalentada procedente de los sistemas de refrigeración de centrales térmicas y nucleares,
que son también núcleos potenciales de dispersión de especies termófilas, aunque la inercia térmica del mar es
muy grande y el alcance de este impacto, reducido.
Se ha aludido ya a la entrada en el Mediterráneo y la posterior expansión de especies exóticas lessepsianas o
de otros orígenes, una expansión que está favoreciendo el aumento de temperatura y puede hacerlo más en el
futuro inmediato (Occhipinti-Ambrogi, 2007).
También cabe hacer referencia a la situación de erosión de la biodiversidad, de agotamiento de las reservas
pesqueras, y de alteración de las aguas y de los fondos por la contaminación y otras actividades de origen
antrópico, que se añaden sinérgicamente a los impactos derivados del cambio climático. El resultado es una
fuerte repercusión en los hábitats y en las especies.
Impactos en la biodiversidad, en los servicios ecosistémicos y en los recursos apropiados para el ser
humano
Todos estos impactos, entre otros, se traducen en una pérdida notable de la biodiversidad, si bien algunos
fenómenos (como la incorporación de especies alóctonas) inducirían a pensar lo contrario. La notable biodiversidad
marina del Mediterráneo (Pérès y Picard, 1964; Ros [et al.], 1985; Giaccone y Geraci, 1989; Bianchi y Morri,
2000; Boudouresque, 2004; Boudouresque [et al.], 2004; etc.) experimenta en los últimos tiempos alteraciones
importantes como consecuencia del cambio climático y otras actividades antrópicas; algunas son de alcance
mundial y se producen a un ritmo conmensurado, mientras que otras son de alcance regional y muy rápidas.
Tales alteraciones poseen dos características comunes: a) la eliminación masiva de las especies más frágiles y
longevas, de biología parsimoniosa y más adaptadas, muchas de las cuales son endémicas y/o relictas, y la
persistencia y la expansión de especies banales, pioneras y en gran medida alóctonas; b) la «tropicalización» de
la biota: no solo las especies autóctonas favorecidas son las más termófilas, sino que tanto las que entran de
manera natural a través de Gibraltar como las migradoras lessepsianas, y buena parte de las que penetran gracias
al transporte humano (en el fouling o en el lastre de los barcos), son de afinidad subtropical o tropical.
Resulta difícil evaluar cuáles pueden ser los efectos de estos cambios en la biodiversidad a la escala de todo el
Mediterráneo, pero como se trata de un mar muy diverso, es seguro que el empobrecimiento de unos actores
y la expansión de los otros mediante impactos directos o inducidos, a través de efectos (Sala [et al.], 1998;
etc.) y de inversiones en los equilibrios poblacionales y ecosistémicos «naturales» (hasta donde sea posible
esta denominación; Jackson y Sala, 2001; Jackson [et al.], 2001), provocarán alteraciones importantes en la
biodiversidad y en la ecodiversidad (sensu Margalef, 1997).
270
Así está sucediendo en otros mares regionales (Jackson [et al.], 2001; Hughes [et al.], 2003; Sala y Knowlton,
2006; Clarke [et al.], 2007; Aronson [et al.], 2007; Jagtap y Nagle, 2007; etc.). El resultado en todos estos mares
es una simplificación de las comunidades marinas mediante diversos mecanismos: reducción acelerada de la
biodiversidad marina; hundimiento de poblaciones y extinciones de especies; homogeneización y banalización de
las comunidades; reducción de la estructura tridimensional biogénica; simplificación de las redes tróficas; dominio
de los controles desde abajo (bottom up) de las redes tróficas con relación a los controles desde arriba (top-
down); incremento de la inestabilidad y disminución de la capacidad de recuperación; reducción de la biomasa
total; aumento del cociente P/B; reducción de la producción total y de la disponible para los seres humanos.
Todo ello tendrá (ya está teniendo) consecuencias a escala ecosistémica, pero también en la provisión de servicios
ecosistémicos (Worm [et al.], 2007), algunos de los cuales son fundamentales, como la obtención de proteína en
forma de pescado y marisco (Cury [et al.], 2008).
Quizá el mar Mediterráneo no dejará de ser oligotrófico (Margalef, 1985) ni biodiverso, quizá no acabará
«tropicalizándose» (Bianchi, 2007), quizá las algas frondosas no serán sustituidas por corales (Ballesteros y Zabala,
1989), pero seguro que será muy distinto a como lo describieron los investigadores marinos de los siglos XIX y
XX y los poetas de todos los tiempos.
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Impactos en los ecosistemas acuáticos
El mar y las costas de Cataluña ya notan el efecto del cambio climático
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Documentos del Cambio Climático
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