Cambio climático: agua y ecosistemas

El cambio climático es uno de los temas de mayor relevancia en la actualidad y que definirá en gran medida cual será el nuevo clima para nuestra generación y las generaciones futuras. En estos días culminó la conferencias de las partes denominada COP21 en la cual los países lograron un acuerdo vinculante que permite limitar la emisión de gases de efecto invernadero y dar lugar a una reducción progresiva de Gases de Efecto Invernadero (GEI) que impida el incremento de más de 2°C en promedio de la temperatura a nivel mundial. El cambio climático es un proceso complejo y que se presente de diferentes maneras alrededor del mundo. El clima históricamente ha cambiado y seguirá cambiando como lo ha hecho por millones de años, lo que tiene de particular el cambio climático actual es la velocidad a la cual está ocurriendo. A partir del inicio de la revolución industrial en el siglo XIX las concentraciones de CO2 se han incrementado hasta alcanzar este año un valor de 400 ppm. Esto no se había registrado en los últimos 800 mil años y de acuerdo a los registros realizados, el incremento de la concentración de CO2 está directamente relacionado al incremento de la temperatura global.

Incremento de concentración de CO2 en el observatorio Mauna Loa en Hawaii. Fuente: NOAA

Sin embargo, un tema de análisis para la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad y la repercusión en la disponibilidad de agua en las diversas regiones del mundo, es justamente entender que significa un aumento de temperatura y concentración de CO2 en los ecosistemas y como medirlo. La temperatura y la precipitación junto con característticas geográficas han determinado la distribución de los ecosistemas a nivel mundial. Las zonas ubicadas en la zona tropical del planeta como es el caso del Ecuador, presenta una estabilidad de temperatura a lo largo del año por lo que no se presentan estaciones climáticas marcadas como en las zonas templadas del mundo. La cantidad de lluvia que recibe nuestro país está estrechamente relacionada a la presencia de las corrientes marinas cálida tropical del Pacífico y la fría de Humboldt que viene desde el sur del continente. Adicionalmente, las grandes masas de humedad generadas en la Amazonía y arrastradas por el viento hacia los Andes provoca gran cantidad de la lluvias que ocurren sobre nuestro país. En este sentido el rol de la Amazonía sobre la disponibilidad de agua en Ecuador se visualiza en el siguiente video elaborado por la NASA en base a las observaciones del satélite de la misión GPM (Global Precipitation Measurement). En este caso el rol del ecosistema amazónico es clave en la actualidad para mantener las lluvias, en un escenario de cambio climático con un incremento de 1 o 2°C el ciclo del agua en la Amazonía se vería afectado y por consiguiente un cambio en la humedad amazónica tendría consecuencias adversas sobre la disponibilidad de agua en Ecuador. 

 

Fuente: Misión GPM NASA.

La respuesta de los ecosistemas al aumento de temperatura y de CO2 es aun un tema de debate debido a la falta de investigaciones a largo plazo en los ecosistemas de interés. En general, se considera que los ecosistemas ampliarían o reducirían sus rangos de distribución dependiendo de su ubicación y del grado de fragmentación  en el que se encuentren. En Ecuador, un ecosistema crítico para la provisión de agua para las comunidades locales es el páramo. Este ecosistema tiene una alta capacidad de regulación del ciclo del agua, es decir almacena agua en las épocas lluviosas para liberar el agua en épocas secas. Sin embargo, esta capacidad está relacionada en gran parte a la baja temperatura del páramo lo que limita la evaporación y evapotranspiración del agua y por tanto favorece un menor consumo de agua por parte de la vegetación de páramo. En un escenario de cambio climático considerando exclusivamente un incremento de temperatura, esto llevará a un mayor consumo de agua por parte de la vegetación del páramo y también a un proceso de cambio en la composición de especies, reemplazando paulativamente los pajonales por arbustos y árboles en las zonas más bajas del límite del páramo. A mediano y largo plazo, este incremento adicional en el consumo de agua por parte del ecosistema páramo debido al aumento de la temperatura, reducirá la cantidad de agua disponible para las comunidades que dependen del páramo para su provisión de agua. Este es solamente un ejemplo de los potenciales efectos de un incremento de temperatura en un ecosistema emblemático de los Andes ecuatorianos. 

En el otro extremo, en el ecosistema manglar, las consecuencias del cambio climático están relacionadas principalmente al aumento del nivel del mar, la acidificación del océano y el aumento de la temperatura del agua. La combinación de estos tres factores pone a este ecosistema en alto riesgo de permanencia a largo plazo, un aumento del nivel del mar significa un cambio paulatino en las condiciones de salinidad de los estuarios, es decir, cada vez el agua en esta zona costera cambiará de su condición habitual. Las especies que han evolucionado a estas condiciones son muy frágiles y su permanencia depende de un equilibrio entre el agua salada y dulce que se mezcla en esta zona. Un cambio en la acidez del agua hacia un pH más ácido siginifica un cambio en la capacidad de las especies marinas para crear sus caparazones. Como responderán las especies de plancton y fitoplancton a la combinación de estos tres factores en la zona marina es aun un tema en estudio.    

Los retos de información

El punto más importante para entender los potenciales efectos del cambio climático sobre los ecosistemas, las especies y el agua es la limitada información con la que se cuenta al momento de tratar de entender estos impactos. Los datos hidrometeorológicos fundamentales para diferenciar la variabilidad climática normal del cambio climático son muy escasos y de difícil acceso. Si a esto le sumamos la falta de estudios sobre ecología funcional y que sean a largo plazo, las observaciones de los impactos se dan más por percepciones de los habitantes locales que visualizan cambios en los ecosistemas que por una recopilación sistemática de información. En este punto es importante un compromiso de establecer estudios a largo plazo para determinar el efecto de las variables climáticas sobre el comportamiento de las especies y sobre su capacidad de adaptarse a las nuevas condiciones.

Los Andes, un laboratorio para el cambio climático

Si bien los ecosistemas de montaña son vulnerables a los efectos del cambio climático, también brindan una oportunidad para establecer sitios de monitoreo permanente para observar los cambios en los ecosistemas. La alta variabilidad altitudinal y de los patrones de precipitación permiten contar con diferentes combinaciones de precipitación, altitud y temperatura. Esto permitiría comparar las condiciones actuales con las que muestran los escenarios obtenidos de los modelos de circulación global. Esta alta varibilidad permitiría visualizar en la actualidad potenciales condiciones futuras y servirían para adoptar medidas de adaptación adecuadas al cambio climático.

De la capacidad que tengamos para medir los impactos del cambio climático sobre el agua y los ecosistemas dependerán las medidas que se adopten para la conservación de los ecosistemas y los servicios ambientales que estos proveen a las comunidades locales.

Calles, J. (Fecha de visita). Cambio climático: agua y ecosistemas. Obtenido de: http://www.agua-ecuador.blogspot.com/2015/12/cambio-climatico-agua-y-ecosistemas.html Blog Agua en el Ecuador.

Proyecto PACC Gobernabilidad del agua Ecuador

Con el apoyo del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) y como parte del Proyecto de Adaptación al Cambio Climático (PACC) del Ministerio del Ambiente, se impulsaron medidas de adaptación al cambio climático en las cuencas de los ríos más vulnerables del Ecuador. En el siguiente video pueden ver un resumen de esta iniciativa implementada en diversas zonas del Ecuador que busca medidas de adaptación al cambio climático para las comunidades locales.

Volcán Cotopaxi

La naturaleza y su fuerza.

Los retos de aplicar el caudal ecológico

Para la mayoría de nosotros el término caudal es bastante familiar e incluso podríamos definirlo sin mucha dificultan. Y básicamente se refiere a la cantidad de agua que pasa por un punto determinado en un tiempo conocido, de hecho, escuchar la medida de litros por segundo es comprensible para la mayoría de nosotros. Sin embargo, cuando hablamos de caudal ecológico la definición no es simple y su cálculo es aún más complejo. El término caudal ecológico o ambiental se lo comenzó a usa en los años 60's o 70's del Siglo XX y se desarrolló principalmente en los países desarrollados en donde la mayoría de sus ríos fueron fragmentados por la construcción de represas para generación eléctrica y riego. La alta fragmentación de los ríos provocó que muchas especies migratorias de peces como los salmones no pudrieran alcanzar sus zonas de puesta de huevos en las regiones más altas de los ríos. El siguiente video muestra como pequeñas cascadas son un verdadero reto para la migración de los peces, pueden imaginar lo que significa la presencia de represas de varios metros de altura.

 A pesar de la importancia de considerar los caudales ecológicos/ambientales en el diseño y construcción de nueva infraestructura en los ríos la mayoría de las construcciones se realizan aun sin contar con infraestructura específica, como escaleras de peces. En Ecuador, la legislación ambiental comenzó a exigir la definición de un caudal ecológico en la construcción de proyectos hidroeléctricos en Ecuador a partir del año 2007 (Registro Oficial No. 41. 14 marzo 2007). Esta normativa establecía algunas condiciones para la definición del régimen de caudal ecológico en el área de influencia de la construcción de centrales hidroeléctricas. La norma establecía que se tome como referencia al menos el 10% del caudal medio anual para el cálculo del caudal ecológico.
 
Desde el año 2008, la Constitución de la República del Ecuador puso en tercer orden de prelación al Caudal ecológico (luego del consumo humano y riego para soberanía alimentaria) y desde ese año el Ministerio del Ambiente y especialmente la Secretaría del Agua (SENAGUA) ha efectuado varios talleres, reuniones y consultorías para definir los alcances del caudal ecológico para el Ecuador. En agosto de 2014 se aprobó La Ley de Recursos Hídricos Usos y Aprovechamiento del Agua del Ecuador y su Reglamento en el mes de marzo de 2015. Esta ley y el reglamento definen al caudal ecológico de la siguiente manera:

"Caudal ecológico es la cantidad de agua, expresada en términos de magnitud, duración, época y frecuencia del caudal específico y la calidad del agua expresada en términos de rango, frecuencia y duración de la concentración de parámetros que se requieren para mantener un nivel adecuado de salud en el ecosistema".

Las metodologías para su implementación están aun pendientes de ser construidas por la Secretaría del Agua (SENAGUA) y el Ministerio del Ambiente de Ecuador. Hasta que se desarrolle esta norma, el reglamento de la Ley de recurso hídricos del Ecuador define el caudal ecológico como el 10% del caudal medio mensual multianual.

En una condición ideal el caudal ecológico debería permitir el funcionamiento y mantenimiento de los ecosistemas acuáticos, mantener el sustento de comunidades locales que depende de peces para su alimentación, no afectar las necesidades de agua para riego y consumo humano y permitir el desarrollo de actividades como la generación hidroeléctrica. Por estas razones, la complejidad de la determinación del caudal ecológico requiere de un extenso conocimiento sobre la hidrología, hidraúlica, ecología de paisaje, ecohidrología, ecología acuática, biología de especies acuáticas y desarrollo de infraestructura de captaciones de agua. Sin embargo, lo más complejo es entender las interrelaciones entre la cantidad de agua (caudal) y su influencia sobre las características físicas, químicas y biológicas de los ríos. Esta es una de la razones por la cuales no es tan sencillo establecer exclusivamente un porcentaje del caudal medio anual o mensual como caudal ecológico. La imágen mostrada aquí muestra un típico comportamiento de un río con un caudal pico en el mes de abril y los caudales menores en los meses de agosto y septiembre. La pregunta de cual es el caudal ecológico para un río como el mostrado aquí es compleja de responder ya que los picos de caudales en los ríos tienen importancia para la remoción de sedimentos, sirven como señal para iniciar las migraciones de peces, inundan zonas de las orillas, ayudan a la dispersión de semillas en el caso de la amazonía. Por otro lado, los caudales bajos son importantes para el crecimiento de los juveniles, y sirven para los sitios de recreación de las poblaciones. Sin embargo, en Ecuador el cálculo del caudal ecológico no puede basarse exclusivamente en los parámetros hidrológicos (cantidad de agua) ya que la diversidad biológica es muy grande y por tanto la complejidad de los ecosistemas acuáticos debe representarse en el caudal ecológico.      

Ejemplo del caudal del río Chimbo, provincia de Bolívar año 2012. Fuente: INAMHI.

En Ecuador, la contaminación de los ríos limita el cálculo tradicional del caudal ecológico, ya que el deterioro de los ríos impide la presencia de especies acuáticas de interés y por tanto utilizar peces u otros indicadores como macroinvertebrados acuáticos resulta complejo. Por lo que la contaminación de los ríos y su capacidad de recuperación es un tema crítico para determinar el caudal ecológico en Ecuador.

Los objetivos de su aplicación:
En los países templados la aplicación del caudal ecológico se relaciona principalmente al mantenimiento de las rutas migratorias de peces como habíamos mencionado. Sin embargo, las condiciones ecológicas de Ecuador son muy diferentes y los objetivos de mantener un caudal ecológico van más allá de mantener el hábitat de una especie. En Ecuador, ante la ausencia casi total de sistemas de tratamiento de aguas residuales, la cantidad de agua presente en los ríos garantiza o al menos reduce la carga de contaminantes y permite que los ciclos de reciclaje de nutrientes se mantenga y finalmente se logre la depuración parcial de nuestros ríos. Por tanto, un objetivo adicional a los reconocidos internacionalmente para el caso del Ecuador es mantener un caudal que permita la recuperación de los ecosistemas acuáticos. 

¿Dónde se puede aplicar?
La aplicación del caudal ecológico se lo ha realizado principalmente en las zonas templadas del planeta y específicamente para centrales hidroeléctricas. Sin embargo, en el Ecuador existen cientos de obras de captación para agua potable, riego y otros usos desde los 4500 metros de altitud hasta las zonas bajas de la costa. Esto en algunos casos dificulta determinar en qué casos se debería aplicar o medir el caudal ecológico sobre todo cuando exista competencia entre el caudal ecológico y el caudal cuyo objetivo sea diferente a agua potable y agua para seguridad alimentaria. En la mayoría de los ríos de las provincias de la sierra ecuatoriana por debajo de los 3000 metros de altitud existe un déficit generalizado de agua para los diferentes usos. En estas condiciones, ¿es posible mantener un caudal ecológico sin comprometer las necesidades de agua para las poblaciones locales y sistemas productivos para soberanía alimentaria?. Por otro lado, en la costa ecuatoriana, las grandes obras de infraestructura están orientadas principalmente a satisfacer las necesidades de agua para riego para cultivos de exportación. Es un reto conocer el efecto de estas obras sobre la biodiversidad acuática y sus requerimientos.     

¿Qué medir?
Considerando las condiciones ecológicas de los ríos en el Ecuador en donde la gran mayoría de ellos se encuentra contaminado principalmente por agua residuales urbanas y con alta carga de sedimentos provenientes desde áreas agrícolas, la determinación del caudal ecológico debería considerar el aporte del mismo a los procesos de depuración naturales. Por tanto, medir los procesos de recuperación de los parámetos físicos, químicos y biológicos de los ríos se debe complementar con el registro diario de los caudales de los ríos.   

¿El costo de dejar un caudal ecológico?
Cuando de cantidad de agua e infraestructura se trata, la cantidad de agua que corre por los ríos se refleja en dólares. Cada metro cúbico de agua que se deja de captar para agua potable o para generación hidroeléctrica representan menores ingresos para las empresas operadoras. A pesar de que se reconocen los beneficios ambientales de mantener un caudal ecológico, el dejar una cantidad de agua que fluya en los sitios de captación representan potenciales pérdidas económicas o siginifica compensar el caudal que se deja de captar a través de nuevos puntos de captación. Incorporar el caudal ecológico en la planificación de las obras de agua potable, riego y energía es una tarea pendiente en el país.    

¿Y el cambio climático?
Uno de los mayores retos para la conservación de los ecosistemas y el desarrollo de los sistemas productivos humanos es el cambio climático. Se predicen alteraciones en el régimen de precipitaciones a nivel mundial y en Ecuador. Estas alteraciones contribuirán a incrementar la incertidumbre en cuanto a la toma de decisiones sobre el manejo y operación de las represas y obras de captación de agua. Las necesidades de agua para riego se incrementarán y por tanto se incrementará la necesidad de efectuar nuevas obras de riego para satisfacer estas necesidad e implicará construcciones en ríos que por ahora se mantienen en buenas condiciones ecológicas. 

La información como limitante
El Ecuador tiene un gran déficit de información hidrológica en la mayoría de los ríos del país. La información disponible es escasa con muchos vacíos y no es fácilmente accesible. Muchos de los ríos amazónicos no poseen información sobre caudales y por otro lado en los ríos en los cuales se miden los caudales su interpretación es muy compleja por la alta intervención en los ríos y alta desviación de los caudales para usos productivos y de agua de consumo humano.

El bajo conocimiento sobre la biología de la especies acuáticas vuelve aún más complejo determinar los efectos del caudal sobre las especies. En algunos casos apenas conocemos los nombres de las especies pero desconocemos su hábitat, ciclos reproductivos, calidad de agua que necesitan, o si son o no especies migratorias.

El caudal ecológico y su determinación es una gran oportunidad para vincular a los tomadores de decisiones, investigadores y comunidades en la conservación de los ríos y su manejo. Se debe aprovechar este tema como un elemento que permita integrar a estos tres componentes para mejorar la manera como se definen los sitios de construcción de obras de riego, multipropósito, o hidroeléctricas. 


Citar como:
Calles, J. (Fecha de visita). Los retos de aplicar el caudal ecológico. Obtenido de: http://www.agua-ecuador.blogspot.com/2015/07/los-retos-de-aplicar-el-caudal-ecologico.html