Presiones antrópicas y eutrofización en la marisma de Doñana y sus cuencas vertientes

Resumen

Los humedales figuran entre los ecosistemas más complejos y productivos del mundo, son hábitats cruciales para la biodiversidad y proporcionan una amplia variedad de servicios ecosistémicos fundamentales para el bienestar humano. Sin embargo, desde mediados del siglo XX, la intensificación de la agricultura y el aumento de las aguas residuales han provocado que muchos humedales estén severamente afectados por un aumento de la contaminación y pérdida de la calidad de las aguas. La eutrofización, definida como el enriquecimiento excesivo de nutrientes en los sistemas acuáticos, es una de las causas principales de la contaminación del agua a nivel mundial y que provoca efectos negativos como la anoxia, mortalidad de peces y malos olores. En la región mediterránea, donde la combinación de las presiones humanas y el cambio climático está provocando una reducción alarmante en la disponibilidad y calidad del agua dulce, los humedales son especialmente vulnerables a los procesos de eutrofización. Doñana, situada al suroeste de España, es un conjunto icónico de humedales temporales reconocido como una de las áreas con mayor biodiversidad en Europa y la región del Mediterráneo. Sin embargo, tanto el área central protegida como Parque Nacional, Patrimonio de la Humanidad y Reserva de la Biosfera por la UNESCO, como los arroyos de las cuencas vertientes, también situados dentro de los límites de la Reserva de la Biosfera, están altamente amenazados por presiones humanas sobre la cantidad y calidad del agua. El fuerte desarrollo de la agricultura y las aguas residuales municipales pobremente tratadas son las principales causas de la pérdida de cantidad y calidad de las aguas, y del consecuente incremento progresivo de la eutrofización en este humedal a lo largo de las últimas décadas. Sin embargo, la escasa disponibilidad de datos históricos sobre la calidad de las aguas superficiales y la baja resolución espacio-temporal Resumen 2 de los mismos dificultan la posibilidad de realizar un análisis detallado del proceso de eutrofización. Además, hasta la fecha se dispone de muy poca información sobre el origen específico de los nutrientes. En este contexto, la presente Tesis contribuye a aumentar el conocimiento sobre los patrones espacio-temporales en las concentraciones de nutrientes y a identificar el posible origen de los nutrientes para abordar las causas de la eutrofización, tanto en la marisma del Parque Nacional como en los arroyos de las cuencas vertientes, mediante el análisis de concentraciones de nutrientes (nitrógeno y fósforo), clorofila-a, composiciones isotópicas del nitrógeno, oxígeno e hidrógeno en plantas acuáticas emergentes (castañuela -Bolboschoenus maritimus y espadaña -Typha domingensis) (δ15N), nitratos disueltos (δ15N, δ18O) y agua (δ2 H), y otros parámetros físico-químicos e hidrológicos del agua (ej. conductividad, profundidad de la columna de agua). Para ello, se usaron datos recogidos durante múltiples muestreos de campo entre 2013 y 2016, principalmente durante el periodo húmedo (octubre-junio) cuando la disponibilidad de agua fue mayor. Los resultados de esta Tesis muestran que, a pesar de las múltiples figuras de protección que se han ido implementado en Doñana con el objetivo de garantizar la protección de este sistema único, las actividades humanas en las cuencas vertientes se han intensificado a lo largo de las últimas décadas incrementando la presión antrópica sobre los humedales. Como ejemplo, nuestros resultados sobre la cuantificación de la evolución de cultivos bajo plástico demuestra que el área cubierta por invernaderos en las cuencas de la Rocina, los Sotos y el Partido aumentó un 487% desde 1995 hasta 2016. Esto explicaría que las concentraciones de nutrientes observadas en los arroyos sean consistentemente superiores que en la marisma. Esto no indica que en la marisma no exista un problema de eutrofización, sino que su intensidad es menor aunque no menos preocupante. El arroyo del Partido es con diferencia el que mostró los valores más altos de concentraciones de nutrientes, donde un 63% de las todas las muestras (n=91) se clasificaron dentro de las peores clases de calidad del agua según las referencias usadas en la presente Tesis. Concretamente, el Resumen 3 93% de las concentraciones de fosfatos (PO4 ) y fósforo total (TP), el 71% del nitrógeno total (TN) y el 69% de nitritos (NO2 ) superaron los niveles umbrales a partir de los cuales las condiciones no son aptas para la vida piscícola. Los arroyos en las cuencas de la Rocina y los Sotos presentaron valores más bajos que en el Partido, aun así, alrededor de un tercio de las muestras recogidas (n= 78) tampoco permitirían la vida piscícola. Las muestras recogidas en la cuenca del Guadiamar indicaron mejorar calidad del agua que los demás arroyos. Los resultados isotópicos confirmaron además que el nitrógeno en los arroyos y las entradas a la marisma tiene un origen principalmente antrópico (fertilizantes y aguas residuales urbanas), mientras que en el interior la marisma parece tener un origen más natural, proveniente del propio ecosistema, aunque sería necesario un estudio más detallado para confirmarlo. Además, los resultados isotópicos de N y O sugieren que la desnitrificación parece ser un proceso predominante en los puntos de arroyos y lagunas muestreados. Esto indicaría por un lado, que existe un mecanismo importante de atenuación natural de la eutrofización en el sistema, y por otro lado, que la cantidad de nitratos derivados de la contaminación difusa y puntual en la cuenca podría estar subestimada. Desde un punto de vista de la gestión, la presente Tesis arroja luz al problema de la eutrofización en Doñana desde una perspectiva amplia, integrando en un mismo estudio información espacio-temporal de la marisma del Parque Nacional y los arroyos vertientes, y abordando por primera vez la caracterización de las distintas fuentes de contaminación por nutrientes mediante las aproximaciones isotópicas. Esto último es esencial a la hora de determinar las actuaciones prioritarias que ayuden a reducir el exceso de nutrientes que reciben los ecosistemas acuáticos. Las actuaciones más relevantes podrían variar en función de si se determina que las fuentes de nutrientes principales provienen, por ejemplo, de la agricultura o las aguas residuales. Es necesario que trabajos científicos como esta Tesis sean tenidos en cuenta a la hora de elaborar medidas adecuadas para frenar el problema de la eutrofización, y de la calidad de las aguas en general, en Doñana y su entorno.