El efecto de la sequía en los ecosistemas costeros de Puerto Rico

El efecto de la sequía en los ecosistemas costeros de Puerto Rico

El efecto de la sequía en los ecosistemas costeros
de Puerto Rico
Ricardo J. Colón-Rivera, PhD
Programa del Estuario de la Bahía de San Juan
Sequías  Humedales costeros
• Bosque de Pterocarpus de la Reserva Natural de
Humacao
• Reserva Nacional de Investigación Estuarina de la
Bahía de Jobos
• Estrategia de adaptación
¿A dónde se va el exceso de calor?
Cortesía de Skeptical Science
El aumento en el nivel de mar y las sequías
prolongadas son factores principales
Patrones
de lluvia
Cambios en el
nivel del mar
Servicios de los humedales costeros
Canarios en la Cueva
Riñones del litoral
Protección contra inundaciones
Sumideros de Carbono
Humedales costeros de la Reserva Natural de Humacao
Cocal en transición
Manglar
Pterocarpus officinalis
Hierbazal
Simplificado de
Collins et al. 2011
Front. Eco. Env.
Sequías vs. Servicios
Se afecta el crecimiento
de las plantas y su
capacidad de atrapar CO2
Altera la distribución
espacial de las diferentes
comunidades
Se afecta la capacidad del
sistema de retener
nutrientes
Fomenta mortandad
masiva y pérdida de
cobertura vegetal
Pérdida de resiliencia en el sistema
Pérdida de
servicios
Menor
Resiliencia
Mayor
exposición a
riesgos
Mayor
vulnerabilidad
¿Cuál es el proceso principal de intrusión de agua
salada al bosque? ¿Es la marea (nivel del mar) o la
lluvia (periodos secos)?
¿Cuál es la fuente de agua principal para la
transpiración en Pterocarpus officinalis?
Bosque de Pterocarpus officinalis de la
Reserva Natural de Humacao
Bosque de
Pterocarpus
Humedal boscoso de
agua dulce más grande
de Puerto Rico
Río Antón Ruiz
Canal Cuerpo de Ingenieros
Pterocarpus officinalis … el pantano Caribeño
Raíces de
contrafuerte
Montículos
Piscinas
Especie principal en humedales boscosos de agua dulce
en el Caribe
Pterocarpus officinalis es extremadamente
sensible a aumentos en la salinidad del sistema
Eusse and Aide 1999 Plant Ecology
Rivera-Ocasio et al. 2007 J. Tropical Ecology
Mortandad de Pterocarpus por intrusión del mar
en la Reserva Natural de Humacao
Punta Santiago
Métodos: Medidores de marea/salinidad
Se instalaron 4 medidores en los
antiguos meandros del Río Antón Ruiz
Bosque de
Pterocarpus
Registran salinidad y nivel
de agua cada hora
Canal
Cuerpo de
Ingenieros
-J -J
an an
-1 -1
01 01 1 1
-F -F
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2 2
(psu)
01 01
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Water column
above
diver
Salinity
(psu)
Salinity
(psu)
0(cm)
Water
column
Rainfall
(mm)
Rainfall
(mm)
above
diver
(cm)
120
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360
3
304
80
2
248
1
182
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1
126
6
000
36
30
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0
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1155
00
110040
00
5500
35000
0
3120
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0036
25 0
03
20804
02
80
15
018
1040
012
40
50 6
0000
01
Water
Watercolumn
column
Rainfall
(mm)
above
diver
(cm)
above
diver
(cm)
Salinity
(psu)
50
Tidal Gauge 3
#2
#4
Ciclo mareal
Tidal Gauge 4
#3
Huracán
Irene
-F
e
-J
a
b11
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-M
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-1
1
01
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01
01
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Salinity 0(psu)
1Ja
Water column
above
diver
(cm)
Salinity
(psu)
0
Water column
Rainfall (mm)
above
diver
(cm)
Salinity
(psu)
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0
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0
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0
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0
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0
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0
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40
12
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0
0
36
30
24
18
12
6
0
#2
Dilución por lluvia
#3
Mareas “vivas”
#4
Cuña de agua salada “estancada”
La influencia de la marea en la salinidad es momentánea,
el efecto de los periodos secos es más prevalente.
Durante periodos secos, la cuña de agua salada puede penetrar
hacia el bosque por el canal del río.
Métodos: Isótopos estables del agua
Los isótopos estables
del agua (2H,18O) son
marcadores ecológicos
Nos permiten identificar
el origen y la “historia”
de una muestra de agua
(evaporación, mezcla
entre fuentes de agua,
etc)
Tomamos muestras de lluvia, la quebrada y
el estuario
Quebrada Las Mulas
Boca del Río Antón Ruiz
Para identificar el origen del agua
extraída de los tejidos de Pterocarpus
Durante la época seca, el lado sureste del bosque
está dominado por influencia de la marea
La pasada deforestación del bosque crea un
“legado” en el ecosistema
Colapso de la capa
de materia orgánica
= menor elevación
Vías preferenciales
para el flujo
superficial del agua
Interpretación de lsótopos de Agua 101
Valor negativos de “delta” 18O indican
influencia de agua dulce
Lluvia y escorrentías 18O = -3.0 y -2.0
Valor cerca de cero, o
positivos indican influencia del
mar o evaporación
Playa 18O = -0.8
Las muestras de tejido y superficie muestran un
efecto de evaporación en el tejido leñoso del árbol
Mezcla
Evaporación
Sin importar la temporada (seca o
lluviosa), el agua presente en los
tejidos de Pterocarpus ha pasado
por evaporación
¿En dónde puede evaporarse el agua en un pantano?
Colón-Rivera et al. 2014 Estuarine, Coastal and Shelf Science
Discusión: Pterocarpus officinalis crea su propia zona vadosa para
uso de agua, en una variación de la hipótesis de Stenberg et al. 2007
El flujo estable de agua dulce es vital para la
hidrología de los Bosques de Pterocarpus
Múltiples canales de
riego abandonados
Cuenca hidrográfica
deforestada
Flujo alterado del río
Alteraciones hidrológicas
precipitadas
¿Cómo se afecta la estructura y
diversidad especial de los ecosistemas
costeros con cambios en el ciclo
hidrológico del agua?
¿Cuál es la persistencia del efecto
de una sequía en un humedal
costero?
Reserva de Investigación Estuarina de
la Bahía de Jobos
• Parte de una red de 28
reservas estuarinas a
nivel continental
• La única en el trópico,
en una isla
• La única con los
ecosistemas costeros
típicos del Gran Caribe
JoBaNERR como “NOAA Sentinel Site”
¿Cómo se afecta la distrubución espacial y la composición de las
comunidades costeras en respuesta a cambios discretos en la
hidrología?
¿Cómo se afectan en respuesta a eventos extremos?
¿Cómo responde la elevación del sedimento a estos cambios?
¿Cuál es el plan? – Precisión a largo plazo
RSET – Rod Surface
Elevation Table
RSET – Rod Surface Elevation Table
Adaptación basada en resiliencia
Cambios en el estado del sistema = cambios en los
servicios que ofrece
Gran escala, múltiples variables
www.oceantippingpoints.org
Escala local, pocas variables
Mar Negro, Bahía de Jobos, Salinas
Introducción
Estrategias de adaptación basada en
teoría de resiliencia
1. Maneja las variables “lentas”
i.
Eg. Uso de suelos
2. Fomenta el análisis de sistemas complejos
a largo plazo
i.
3.
Aumento de variancia en factores clave
puede anticipar cambios en el sistema
(Carpeneter & Brock 2007)
Mantén la conectividad, diversidad y la
redundancia de los componentes del sistema
Humedales como estrategia
de adaptación al aumento
del nivel del mar
Diseño de sistema de humedales
para mitigar pérdida de costa en el
área del Condado
Por: Arq. Carlos Mattei
Agradecimientos
Angel Dieppa
Edwin O. Rodríguez
Denny S. Fernández
Cedar I. García
Carlos Mattei
Humberto Figueroa
Rafael J Benítez
Dorimar Ortiz
Bill Gould
Elvira Cuevas
Yogani Govender
Manuel Piña
Ariel Lugo
Yoshua Cortés
Mara Torres
¡Gracias por su atención!
[email protected]
[email protected]