Dinámica de C, N, P y Fe en agua y sedimentos en el humedal natural Ciénega de Tamasopo, S.L.P.

Abstract

El humedal “Ciénega de Tamasopo”, sitio RAMSAR 1814, abastece de agua al menos a 14 comunidades, sostiene diversidad biológica con especies identificadas con alguna categoría de riesgo (NOM-059-SEMARNAT-1996), es un vaso captador de aguas pluviales que filtra y descarga en las corrientes naturales del arroyo El Trigo, contribuye a la regulación del clima en la región de esta microcuenca, es una fuente potencial de ingresos económicos para los habitantes de la región por la viabilidad de desarrollar actividades económicas y turísticas, por su valor paisajístico. La conservación de vegetación nativa hace del humedal un refugio regional para muchas especies de importancia en la zona de transición entre el Neártico y el Neotrópico. El objetivo de este trabajo es el estudio de la dinámica biogeoquímica de los elementos (C, N, P, Fe y S) entre el agua y el sedimento del humedal Ciénega de Tamasopo. Lo anterior permitirá inferir si ha ocurrido alteración en las tasas de sedimentación que modifiquen las funciones biogeoquímicas del humedal. Así mismo se determinó la calidad del agua en los manantiales (11) que alimentan el humedal. Para la caracterización del sedimento se realizaron dos campañas de muestreo de sedimentos en 5 sitios en el humedal (Noviembre 2010 y Septiembre 2012). En la primera colecta se caracterizó el sedimento respecto de P, Fe, Ca, Mg y Mn y en la segunda para determinar las concentraciones de C y N elemental e isotopos estables de C, N y S (13C, 15N y 34S). En el agua se realizaron tres campañas de muestreo (Noviembre 2011, Mayo 2012 y Noviembre 2012) en cinco sitios en el agua subyacente e intersticial y dos campañas (Noviembre 2010 y Mayo 2012) en los manantiales. En el agua, se determinaron in situ los parámetros pH, oxígeno disuelto, temperatura, turbidez, potencial redox, conductividad eléctrica y salinidad. En laboratorio se realizó un diseño experimental de columnas de sedimento y agua del humedal para comprender la influencia del pH, de las condiciones oxidantes / reductoras y de la concentración de fosfatos y hierro sobre la movilidad del fósforo para entender como ocurren estos procesos por el cambio en las condiciones del humedal. Los principales resultados de este trabajo indican en el agua del humedal pH cercano a la neutralidad (6.8 – 7.2; manantiales y humedal) y baja salinidad. La interacción entre el agua y el sedimento crea condiciones redox dinámicas que regulan la movilidad y el reciclamiento de nutrientes. Los manantiales tienen aguas de tipo bicarbonatada / sulfatada - cálcica, mientras que en el humedal es de tipo sulfatada magnésica. La calidad del agua en ambos medios, manantiales y humedal es dependiente de la estacionalidad (lluvias / post-lluvias) y de la localización del sitio de muestreo. Respecto de esto último, la calidad del agua de los manantiales difiere de la del humedal, esto es debido a la influencia de las actividades en la microcuenca (agricultura, ganadería, asentamientos humanos) y las características propias de los sitios de estudio en el humedal (vegetación y sustrato) y los manantiales. En el sedimento, las concentraciones de Corg, N, la relación C:N y la composición isotópica indican un enriquecimiento reciente en los sedimentos superficiales que puede ser de origen autóctono (plantas: S1 a S2); y de la contribución de fuentes externas de aguas residuales y lixiviados de tierras de cultivo (fertilizantes: S3 a S5). Las concentraciones de C, N elemental e isotópico y P (cuya disponibilidad es controlada por Ca y Fe) indican que el humedal sostiene una alta productividad (abundante vegetación). Así mismo, debido a este enriquecimiento de nutrientes el humedal muestra signos de eutrofización. En el agua intersticial el origen del Ca puede explicarse por la disolución de CaCO3(s) o CaSO4(s), aunque para esta fase se determinaron condiciones de in-saturación; promovida por neutralización de la acidez, y en menor medida por difusión desde el sedimento hacia la columna de agua. La persistencia de sulfuros en el agua intersticial indica que la degradación de la materia orgánica es mediada por sulfato reducción. La producción de sulfuros se debe a las condiciones anóxicas y la presencia de microorganismos con estas capacidades metabólicas, los cuales interactúan con compuestos de Fe unidos a P en el sedimento para producir FeSx. La precipitación de sulfuros disminuye la concentración de Fe promoviendo la movilización de los fosfatos pudiendo producir eutrofización. La persistencia de las especies de azufre indica que éste controla la dinámica de los demás elementos en el humedal en lugar del fosforo como planteamos en nuestra hipótesis. La retención o disponibilidad de los fosfatos determinada en laboratorio entre el agua y el sedimento se pueden explicar por su interacción con el Ca y el Fe. Las condiciones reductoras favorecen la movilidad de P en la solución por desorción a partir de la desestabilización química de los óxidos de hierro o disolución de compuestos con calcio. Con base en lo anterior, el conocimiento de la calidad del agua en los manantiales y el humedal, la caracterización del agua intersticial y de los sedimentos, permitieron definir la condición actual del humedal. Esto permite reconocer eventuales perturbaciones derivadas de la acumulación de sustancias naturales propias del humedal y perturbaciones externas provenientes de actividades antropogénicas, las cuales pueden constituir riesgos para la salud del ecosistema. El estado de conservación de los recursos naturales en la microcuenca Ciénega de Tamasopo, es dependiente de las actividades que se realizan en sus alrededores; debido a que estas ejercen cierta presión e impacto en la cantidad y calidad del agua. Por consiguiente, las medidas o estrategias de conservación y/o restauración que se realicen en la cuenca, tendrán impacto también en la calidad de vida de los pobladores de la cuenca.