Los ecosistemas acuáticos son componentes críticos del medio ambiente mundial. Además de contribuir de forma esencial a la biodiversidad y la productividad ecológica, también proporcionan una serie de servicios a las poblaciones humanas, como agua para beber y regar, oportunidades de recreo y hábitat para pesquerías de importancia económica. Sin embargo, los sistemas acuáticos se ven cada vez más amenazados, directa e indirectamente, por las actividades humanas. Además de los desafíos planteados por el cambio de uso de la tierra, la contaminación ambiental y el desvío de agua, se espera que los sistemas acuáticos comiencen pronto a experimentar el estrés añadido del cambio climático global.
«Los ecosistemas acuáticos y el cambio climático global» es el séptimo de una serie de informes que examinan los impactos potenciales del cambio climático en el medio ambiente de Estados Unidos. En él se detallan los impactos probables del cambio climático durante el próximo siglo en los ecosistemas acuáticos de Estados Unidos. Los autores del informe, los doctores N. LeRoy Poff, Mark Brinson y John Day, Jr. concluyen:
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El aumento de la temperatura del agua como consecuencia del cambio climático alterará los procesos ecológicos fundamentales y la distribución geográfica de las especies acuáticas. Estos impactos pueden verse mejorados si las especies intentan adaptarse migrando a un hábitat adecuado. Sin embargo, la alteración por parte del hombre de los posibles corredores migratorios puede limitar la capacidad de reubicación de las especies, aumentando la probabilidad de extinción de las mismas y la pérdida de biodiversidad.
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Los cambios en los patrones estacionales de precipitación y escorrentía alterarán las características hidrológicas de los sistemas acuáticos, afectando a la composición de las especies y a la productividad del ecosistema. Las poblaciones de organismos acuáticos son sensibles a los cambios en la frecuencia, la duración y el momento de las precipitaciones extremas, como las inundaciones o las sequías. Los cambios en el calendario estacional del deshielo alterarán los caudales de los arroyos, interfiriendo potencialmente en la reproducción de muchas especies acuáticas.
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Es probable que el cambio climático someta a un mayor estrés a los humedales sensibles de agua dulce y costeros, que ya se ven afectados negativamente por una serie de otros impactos humanos, como la alteración de los regímenes de flujo y el deterioro de la calidad del agua. Los humedales son un hábitat crítico para muchas especies poco adaptadas a otras condiciones ambientales y sirven como componentes importantes de las pesquerías costeras y marinas.
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Los ecosistemas acuáticos tienen una capacidad limitada para adaptarse al cambio climático. La reducción de la probabilidad de impactos significativos en estos sistemas dependerá fundamentalmente de las actividades humanas que reduzcan otras fuentes de estrés de los ecosistemas y mejoren la capacidad de adaptación. Esto incluye el mantenimiento de los bosques ribereños, la reducción de la carga de nutrientes, la restauración de los ecosistemas dañados, la minimización de la extracción de aguas subterráneas y la ubicación estratégica de los nuevos embalses para minimizar los efectos adversos.
Los autores y el Centro agradecen las aportaciones de los doctores Virginia Burkett, Judy Meyer, Elizabeth Strange y Alan Covich a este informe. El Centro también desea agradecer a Joel Smith, de Stratus Consulting, su ayuda en la gestión de esta serie de impactos ambientales.
Resumen ejecutivo
Un cambio climático de la magnitud prevista para Estados Unidos en los próximos 100 años provocará cambios significativos en los regímenes de temperatura y los patrones de precipitación en todo el país. Estas alteraciones del clima suponen graves riesgos para los ecosistemas de agua dulce interiores (lagos, arroyos, ríos, humedales) y los humedales costeros, y pueden afectar negativamente a numerosos servicios críticos que proporcionan a las poblaciones humanas.
Las áreas de distribución geográfica de muchas especies acuáticas y de humedales están determinadas por la temperatura. Se prevé que la temperatura media de la superficie mundial aumente entre 1,5 y 5,8oC para el año 2100 (Houghton et al., 2001), pero los aumentos pueden ser mayores en Estados Unidos (Wigley, 1999). Se espera que los aumentos previstos de la temperatura media en Estados Unidos alteren en gran medida las pautas actuales de distribución de plantas y animales en los ecosistemas de agua dulce y los humedales costeros. Por ejemplo, se prevé que los peces de agua fría, como la trucha y el salmón, desaparezcan de grandes partes de su actual área de distribución geográfica en el territorio continental de Estados Unidos, cuando el calentamiento haga que la temperatura del agua supere sus límites de tolerancia térmica. Las especies que están aisladas en hábitats cercanos a los límites de tolerancia térmica (como los peces de los arroyos de las Grandes Llanuras) o que ocupan hábitats raros y vulnerables (como los humedales alpinos) pueden extinguirse en Estados Unidos. Por el contrario, muchas especies de peces que prefieren aguas más cálidas, como la lubina y la carpa, ampliarán potencialmente sus áreas de distribución en Estados Unidos y Canadá a medida que se calienten las aguas superficiales.
La productividad de los ecosistemas interiores de agua dulce y de los humedales costeros también se verá alterada significativamente por el aumento de las temperaturas del agua. Las aguas más cálidas son naturalmente más productivas, pero las especies particulares que florecen pueden ser indeseables o incluso dañinas. Por ejemplo, cabe esperar que las floraciones de algas «molestas» que se producen en muchos lagos durante los periodos cálidos y ricos en nutrientes aumenten su frecuencia en el futuro. Los grandes depredadores de peces que requieren agua fría pueden perderse de los lagos más pequeños a medida que se calientan las temperaturas del agua superficial, y esto puede causar indirectamente más floraciones de algas molestas, que pueden reducir la calidad del agua y plantear posibles problemas de salud.
Se espera que el calentamiento en Alaska derrita las zonas de permafrost, permitiendo que los niveles freáticos de verano poco profundos desciendan; la consiguiente desecación de los humedales aumentará el riesgo de incendios catastróficos de turba y la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) y posiblemente de metano a la atmósfera.
Además de sus efectos independientes, los cambios de temperatura actuarán de forma sinérgica con los cambios en el calendario estacional de la escorrentía hacia los sistemas de agua dulce y costeros. En términos generales, es probable que la calidad del agua disminuya en gran medida, debido a las reducciones previstas de la escorrentía en verano y a las elevadas temperaturas. Estos efectos se trasladarán a las especies acuáticas porque los ciclos vitales de muchas de ellas están estrechamente ligados a la disponibilidad y al calendario estacional del agua procedente de las precipitaciones y la escorrentía. Además, la pérdida del manto de nieve invernal reducirá en gran medida una importante fuente de recarga de aguas subterráneas y de escorrentía estival, lo que dará lugar a una reducción potencialmente significativa de los niveles de agua en arroyos, ríos, lagos y humedales durante la temporada de crecimiento.
A continuación se resume el conocimiento actual sobre los posibles impactos del cambio climático en los ecosistemas acuáticos de Estados Unidos:
1. Los ecosistemas acuáticos y de humedales son muy vulnerables al cambio climático. Las tasas metabólicas de los organismos y la productividad general de los ecosistemas están directamente reguladas por la temperatura. Se espera que los aumentos de temperatura previstos alteren los patrones actuales de distribución de plantas y animales en los ecosistemas acuáticos. Los cambios en las precipitaciones y la escorrentía modifican la cantidad y la calidad del hábitat para los organismos acuáticos y, por lo tanto, influyen indirectamente en la productividad y la diversidad de los ecosistemas.
2. El aumento de la temperatura del agua provocará un cambio en la idoneidad térmica de los hábitats acuáticos para las especies residentes. El éxito con el que las especies puedan desplazarse por el paisaje dependerá de los corredores de dispersión, que varían regionalmente pero que generalmente están restringidos por las actividades humanas. Los peces de los arroyos y ríos de las tierras bajas que carecen de conexiones hacia el norte, y las especies que requieren agua fría (por ejemplo, la trucha y el salmón), son probablemente los más afectados. Algunas especies ampliarán sus áreas de distribución en Estados Unidos.
3. Los cambios estacionales en la escorrentía de los arroyos tendrán importantes efectos negativos en muchos ecosistemas acuáticos. Los arroyos, ríos, humedales y lagos de las montañas occidentales y de las llanuras septentrionales son los que más probablemente se verán afectados, ya que estos sistemas están fuertemente influenciados por el deshielo primaveral y el calentamiento hará que la escorrentía se produzca antes en los meses de invierno.
4. Es probable que la pérdida de humedales en las regiones boreales de Alaska y Canadá provoque emisiones adicionales de CO2 a la atmósfera. Los modelos y los estudios empíricos sugieren que el calentamiento global provocará el derretimiento del permafrost en los humedales del norte. La posterior desecación de estas turberas boreales hará que el carbono orgánico almacenado en la turba se libere a la atmósfera en forma de CO2 y posiblemente de metano.
5. Los humedales costeros son especialmente vulnerables a la subida del nivel del mar asociada al aumento de las temperaturas globales. La inundación de los humedales costeros por el aumento del nivel del mar amenaza a las plantas de los humedales. Para que muchos de estos sistemas persistan, es necesario un aporte continuado de sedimentos en suspensión procedentes de los arroyos y ríos afluentes para permitir la acreción del suelo.
6. La mayoría de las respuestas ecológicas específicas al cambio climático no pueden predecirse, porque las nuevas combinaciones de especies nativas y no nativas interactuarán en situaciones novedosas.Estas nuevas interacciones pueden comprometer la fiabilidad con la que los ecosistemas acuáticos y de humedales proporcionan sus bienes y servicios.
7. El aumento de la temperatura del agua y la reducción estacional de los caudales alterarán muchos procesos de los ecosistemas con posibles costes directos para la sociedad. Por ejemplo, es probable que las aguas más cálidas, en combinación con una elevada escorrentía de nutrientes, aumenten la frecuencia y la extensión de las molestas floraciones de algas, reduciendo así la calidad del agua y planteando posibles problemas de salud.
8. La forma en que los seres humanos se adapten a un clima cambiante influirá en gran medida en el estado futuro de los ecosistemas de agua dulce interior y de los humedales costeros. Minimizar los impactos adversos de las actividades humanas mediante políticas que promuevan una gestión de los recursos acuáticos más basada en la ciencia es el camino más exitoso para la salud y la sostenibilidad continuas de estos ecosistemas. Las prioridades de gestión deberían incluir el suministro de recursos acuáticos con una calidad y cantidades de agua adecuadas en los momentos apropiados, la reducción de las cargas de nutrientes y la limitación de la propagación de especies exóticas.
En general, estas conclusiones indican que el cambio climático es una amenaza significativa para la composición de las especies y la función de los ecosistemas acuáticos en los Estados Unidos. Sin embargo, existen incertidumbres críticas sobre la manera en que especies específicas y ecosistemas enteros responderán al cambio climático. Éstas surgen tanto de las incertidumbres sobre cómo cambiará el clima regional como de la forma en que responderán los complejos sistemas ecológicos. De hecho, a medida que el cambio climático altere la productividad de los ecosistemas y la composición de las especies, se esperan muchos cambios ecológicos imprevistos que pueden amenazar los bienes y servicios que estos sistemas proporcionan a los seres humanos.