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La restauración de humedales

 

Roberto Lindig-Cisneros1 y Joy B. Zedler2

1Laboratorio de Ecología de Restauración, Facultad de Biología, UMSNH, Morelia, Michoacán. Apartado Postal 18, Admón 3, Santa María 58091, Morelia, Michoacaán, México lindig@zeus.umich.mx 2University of Wisconsin, Botany Department and Arboretum, 430 Lincoln Drive, Madison, WI 53706 jbzedler@wisc.edu

 

Características de los humedales

 

Los humedales presentan condiciones de saturación del suelo que van de estacionales a permanentes. Dicha saturación causa anoxia en el suelo lo que altera sus características químicas y biológicas y da como resultado que tanto su biota como la dinámica de muchos de sus procesos y su papel en la dinámica de los ecosistemas sea especial.

Existen diferentes definiciones de los humedales y distintas clasificaciones para distinguirlas dependiendo de la fuente de agua que los alimenta, de su posición en el paisaje y de otros factores. Por la presencia de un período seco se reconocen dos tipos de humedales: estacionales y permanentes. Los primeros se encuentran generalmente en depresiones del paisaje con suelos con drenaje pobre lo que produce acumulación de agua durante la época de lluvias. En ellos la dinámica a que da lugar la alternancia de períodos secos y húmedos produce la liberación de nutrientes lo que los convierte en ecosistemas muy productivos (Horn y Goldman, 1994; Maul y Cooper, 2000).

También ocupan diferentes posiciones dentro de las cuencas hidrográficas. Algunos humedales se encuentran en las partes bajas, como los asociados a lagos o las marismas que se localizan en estuarios. En otros casos podemos hallarlos en las partes altas de las cuencas, asociados a ríos o aisladas, sin una conexión aparente con ríos, lagos o lagunas. Sin embargo, esta apariencia de aislamiento puede ser engañosa, pues la mayoría de los humedales se encuentran relacionados con los cuerpos de agua a través del flujo sub-superficial de agua y los mantos freáticos. En muchos casos los humedales son comunidades transicionales entre los sistemas terrestres y los sistemas acuáticos.

Las plantas que habitan en los humedales han desarrollado una serie de adaptaciones que les permiten tolerar las condiciones especiales de este hábitat, en particular las bajas concentraciones de oxígeno en el suelo y en el caso de los estuarios la tolerancia a las altas concentraciones de sal. Entre las plantas de los humedales destacan aquéllas que emergen sobre la superficie del agua y que son el elemento dominante en muchos de ellos, como los tules (Typha spp.) o diferentes especies de árboles. El exceso de agua es una limitante porque reduce la disponibilidad de oxígeno para las raíces, debido a que la difusión del oxígeno en el agua es alrededor de 10,000 veces más lenta en el agua que en el aire y porque existen muchos compuestos químicos en el agua que al oxidarse consumen su oxígeno (Whitlow y Harris, 1979). Una de las adaptaciones a las condiciones de anegación es el aerénquima, tejido esponjoso que permite el intercambio gaseoso entre las partes aéreas de las plantas y las raíces. Una adaptación notable a las condiciones de anaerobiosis de los suelos de los humedales lo encontramos en los manglares, que presentan raíces aéreas.

Estos ambientes proporcionan servicios ecosistémicos de gran importancia (cuadro 1), entre los que destaca la capacidad de retener nutrientes y pequeñas cantidades de sedimento, lo que protege a los cuerpos y fuentes de agua. Esta capacidad de los humedales es resultado de las condiciones que se dan en el suelo anegado. Los suelos de los humedales pueden ser originariamente de naturaleza predominantemente mineral u orgánica, aunque con el tiempo las condiciones de anegación y anaerobiosis ocasionan que la materia orgánica se acumule. Por lo anterior estos suelos poseen una serie de características químicas especiales, entre las que destacan una alta eficiencia para atrapar muchos compuestos químicos, en particular metales pesados y fosfatos. Otra característica importante desde el punto de vista químico, es que presentan muchos estados de oxidación lo que favorece la transformación química de muchos compuestos. Las poblaciones microbianas tienen una gran influencia en la química de dichos suelos, siendo de particular importancia las transformaciones de los compuestos de nitrógeno que, como consecuencia de la actividad microbiana bajo condiciones anóxicas, dan como resultado la desnitrificación, es decir, la transformación de nitrato en nitrógeno molecular que es liberado a la atmósfera. Estas propiedades químicas y biológicas del suelo de los humedales actúan como “filtros”, reduciendo las concentraciones de nutrientes y otros compuestos químicos que son arrastrados de las partes altas de las cuencas, purificando el agua y, en muchos casos, protegiendo a los cuerpos de agua asociados de la eutrofización. Estas propiedades purificadoras se utilizan para el tratamiento de aguas residuales cuando se construyen humedales para este fin (Kadlec y Knight, 1996; Cronk, 1996; Hey, 2002).

 

Cuadro 1. Principales funciones y servicios que brindan los humedales

 

Función	Servicio
Regulación del régimen hidrológico	Control de inundaciones Recarga de acuíferos Protección de la línea costera
Retención de sedimento	Mejoramiento de la calidad del agua
Procesos relacionados con la química de los suelos hídricos: Adsorción de fósforo y metales pesados Desnitrificación Reducción de sulfatos
Hábitat de animales y plantas	Producción de madera Conservación y recreación Pesquerías y otros productos derivados de la explotación de especies silvestres.

Fuente: modificado de Cronk y Fennessy, 2001.

A pesar de la importancia ambiental de los humedales, históricamente han sido de las comunidades naturales más dañadas por las actividades humanas, masivamente drenados para crear terrenos agrícolas, zonas urbanas o como medida para reducir poblaciones de mosquitos. En muchos casos sufren los daños son indirectos como consecuencia de las actividades agrícolas, la explotación forestal u otros cambios de suelo en las partes altas de las cuencas. La agricultura, produce efectos nocivos al incrementar la escorrentía al dañar la estructura del suelo y reduce la infiltración de agua, lo que da lugar a mayores tasas de erosión con lo que incrementa la acumulación de sedimentos en los humedales. Otro impacto de gran importancia consecuencia de estas actividades es el aumento en el flujo de nutrientes y otros contaminantes hacia dichos ecosistemas.

Por su parte, la explotación forestal altera los regímenes hidrológicos al aumentar la escorrentía y disminuir el flujo subsuperficial de agua y al exponer comunidades rivereñas a condiciones extremas de insolación, altera las condiciones físicas del agua lo que afecta a los humedales. En otros casos, los humedales son sustituidos completamente, como cuando se construye en ellas granjas para la producción de camarones o se drenan y rellenan para crear zonas urbanas. Otro factor importante para la degradación de estas zonas ha sido la introducción de especies exóticas, muchas de las cuales forman manchones monoespecíficos que desplazan a las especies nativas y alteran la dinámica natural de las comunidades nativas (Zedler y Kercher, 2004).

 

La restauración ecológica de los humedales

En respuesta a las pérdidas de superficie y a la importancia de los humedales en términos ecológicos y sociales, su restauración es una prioridad en muchos países (Streever, 1999; SER, 2002). Como consecuencia, se han acuñado una serie de términos para describir una serie de actividades relacionadas con la creación de humedales que tratan de diferenciar tanto la motivación como las metas de los diferentes proyectos. Entre estos términos son de uso frecuente los de restauración, rehabilitación, construcción y mitigación. En general, cuando se habla de restauración la meta es lograr un humedal con la misma composición de especies y función que el original (que pueden ser, por ejemplo, las condiciones prevalecientes antes de la colonización europea de América) o que un humedal de referencia, y se limita a aquellos casos en los que se trabaja en un sitio en donde existía tal ecosistema (SER, 2002; Cronk y Fennessy, 2001). En el caso de la rehabilitación, lo que se busca es crear las condiciones adecuadas para que el humedal tenga funciones específicas; en cierto sentido se le puede considerar como una restauración parcial o incompleta. En la construcción se busca crear humedales en sitios en donde históricamente no los había con distintos fines dependiendo del proyecto, los que pueden incluir desde la creación de hábitat hasta el tratamiento de aguas residuales o lixiviados tóxicos. La mitigación, que puede implicar evitar, minimizar o compensar el daño a través de la restauración, la rehabilitación o la construcción de humedales, se lleva a cabo en casi todos los casos en respuesta a un mandato legal.

En términos prácticos, en particular cuando se plantean las metas de un proyecto que se llevará a cabo en un humedal natural degradado, que se logre la restauración o la recuperación depende de su nivel de degradación. En sitios poco degradados es posible llegar a la restauración en el sentido estricto; en sitios con niveles medios a altos es más realista plantearse la rehabilitación de algunos de los atributos, dependiendo de los recursos disponibles y de los valores sociales.

Diversos factores se pueden manipular para lograr la restauración o rehabilitación de un humedal; en términos generales, el primer factor que se busca controlar, por su importancia, es el régimen hidrológico. En muchos casos el daño causado se vincula con la alteración del régimen hidrológico, ya sea directamente o indirectamente, lo que tiene como consecuencia que se vean afectados la composición florística de los humedales y su calidad como hábitat para especies animales (Álvarez-Cobelas et al., 2001). El régimen hidrológico se altera de manera directa cuando se construyen diques que obstruyen el flujo de agua de y hacia los humedales, como ocurre en las zonas costeras (Portnoy, 1999). También es una alteración directa cuando estos ecosistemas se drenan por la construcción de canales o la instalación de tuberías perforadas para facilitar la desecación del suelo. Se modifica el régimen hidrológico de manera indirecta cuando se explotan acuíferos o manantiales, cuando se altera la cobertura vegetal en las partes altas de las cuencas, se reduce la infiltración y el flujo subsuperficial de agua y se incrementa la escorrentía. Cuando las alteraciones se llevaron a cabo de manera deliberada, en algunos casos es posible revertir el daño y recuperar el régimen hidrológico al eliminar las barreras (NRC, 1992). Otro factor que está relacionado con el régimen hidrológico es la calidad del agua; en muchos proyectos de restauración controlar las concentraciones de nutrientes en este medio es fundamental (Wilcox y Whillans, 1999), en particular, cuando se trata de restaurar humedales como los marjales que dependen de fuentes de agua ricas en calcio y bajas en nitrógeno y fósforo (Cronk y fennessy, 2001). Cuando las alteraciones hidrológicas son indirectas, en particular cuando se modifican los mantos freáticos y la descarga de manantiales, la recuperación del régimen hidrológico puede ser mucho más difícil de lograr (Hunt et al., 1999). Un problema adicional es que en general se desconocen las condiciones hidrológicas “naturales”, lo que dificulta identificar una meta clara para la restauración. Además, la variación que ocurre en períodos de diez, 50, 100 (como son las inundaciones catastróficas) o más años puede ser de gran importancia para el funcionamiento y estructura de los humedales (Middleton, 1999; Maul, 2000; Alvarez-Cobelas y Sanchez-Carrillo, 2001).

El aporte de sedimentos es un factor relacionado con las alteraciones del régimen hidrológico. En muchos casos los cambios en las partes altas de las cuencas causan un incremento considerable en las tasas de erosión, lo que aumenta el aporte de sedimentos en los humedales, en algunos casos la sedimentación puede ser de tal magnitud que los humedales quedan sepultados por varios metros de sedimento (Werner y Zedler, 2002; Callaway y Zedler, 2004). El aporte de sedimento en los humedales se puede reducir al incorporar a la restauración del humedal la recuperación o restauración de las partes altas de las cuencas, a través de la creación de una cubierta vegetal. En casos severos de deterioro de las comunidades terrestres asociadas con el humedal, se puede recurrir a la construcción de presas de gaviones u otras estructuras de retención del suelo. En otras situaciones será necesario lo contrario, quitar las presas que retienen el sedimento o la construcción de playas y dunas protectoras de marismas deberán ser construidas (Wilcox y Willans, 1999).

Una vez que el régimen hidrológico ha sido reestablecido en la medida de lo posible, particularmente si se desea maximizar la riqueza de especies en el humedal restaurado, se debe de considerar la microtopografía del sustrato (Larkin et al., en prensa). Las plantas de los humedales, o, algunas de sus especies, son susceptibles a las pequeñas diferencias de relieve del sustrato. Estas diferencias pueden ser tan pequeñas como unos cuantos centímetros (Collins et al., 1982, Titus, 1990; Vivian-Smith, 1997) o de algunos metros, como es el caso de la distribución de las diferentes especies presentes en las marismas que ocupan rangos altitudinales a lo largo de los canales intermareales y las zonas planas de las marismas (Zedler et al., 1999). Esto se debe a que una cantidad de factores varían con la posición microtopográfica, como son el potencial de óxido-reducción del sustrato o la temperatura (Ehrenfeld, 1995).

Una vez que los factores relacionados con el ambiente físico han sido considerados y corregidos hasta donde resulta posible, la vegetación característica de los humedales se podrá establecer en el sitio, Para lo cual existe una variedad de métodos que van de los de diseño a los de “autodiseño”. Este continuo va desde una selección de especies que se busca mantener en el sitio o dejar que los sitios sean colonizados por las especies vegetales que se logren establecer de manera natural. Sin embargo, lo más adecuado es experimentar para aprender cuáles especies necesitan ser plantadas y cuáles pueden colonizar por si mismas (Lindig-Cisneros y Zedler, 2002c).

En el caso del diseño de la vegetación se busca introducir una serie de especies seleccionadas y llevar a cabo las medidas necesarias para asegurar su permanencia. Cuando se utiliza este método se deben conocer con detalle las características de las plantas (Middleton, 1999). En el segundo caso, el del autodiseño, lo que se busca aprovechar es la capacidad de organización natural de las comunidades vegetales Mitsch y Wilson, (1996). Con este método, las plantas se establecen en el sitio de manera espontánea, ya que sus propágalos (semillas, rizomas, tallos u otras estructuras) son dispersados por el viento, el agua o los animales y su supervivencia depende de las condiciones del sitio. El autodiseño tiene sentido en humedales que se ven sometidos naturalmente a regímenes de perturbación severos, como los asociados a muchos ríos. Cuando se busca la restauración de este tipo de ecosistemas es viable dejar que la vegetación se propague sola dado que las especies vegetales de estos ambientes están adaptadas a colonizar sitios muy perturbados. Sin embargo, aun en estos sitios plantar algunas especies nativas puede limitar el establecimiento de especies exóticas (Zedler y Kercher, 2004); de hecho se ha encontrado que la introducción inicial de ensambles de especies nativas, independientemente de la identidad de las especies utilizadas, puede reducir el establecimiento de especies invasoras (Lindig-Cisneros y Zedler, 2002a), y mientras mayor sea la riqueza de especies más fuerte será la exclusión de las especies invasoras (Lindig-Cisneros y Zedler, 2002b)

El diseño de la comunidad vegetal de un humedal permite, si se cuenta con las técnicas de manejo adecuadas, mantener una riqueza de especies particular y conservar las que presentan un interés particular (por estar amenazadas, por crear hábitat para la fauna, etc.). En el caso de que se permita que las plantas se establezcan de manera espontánea en el humedal bajo rehabilitación o restauración, es posible que se obtengan comunidades ricas en especies (Cronk y Fennessy, 2001), aunque se ha encontrado que la variedad de especies de humedal de este tipo está relacionado con la cantidad inicial de especies introducidas, de hecho, es posible que cuando esto no suceda el humedal sea dominado por una o pocas especies muy competitivas (Reinartz y Warne, 1993). Sin embargo, la posición en el paisaje del humedal puede causar grandes diferencias en la riqueza de especies y en su identidad. Un problema potencial de los métodos de autodiseño es la dominancia de pocas especies, lo que se agrava cuando estas especies son invasoras, nativas o no, desplazan a las especies nativas y crean en muchos casos humedales monotípicos con poco valor en términos de biodiversidad. Los humedales asociados a ríos son más susceptibles de ser colonizados por un mayor número de especies que los que se encuentren aislados, como podría ser uno asociado a un manantial o los humedales estacionales en depresiones topográficas (Middleton, 1999). El efecto de la distancia a humedales naturales y su composición florística es de gran importancia para determinar la composición de humedales restaurados (Lindig-Cisneros y Zedler, 2002b).

Las semillas de las plantas que se desean introducir en un humedal bajo restauración pueden proceder de diversas fuentes: arribar de manera espontánea, ser colectadas de plantas en humedales naturales o restaurados, o, proceder del banco de semillas del suelo de humedales. En este último caso, de acuerdo con Cronk y Fennessy, (2001) hay una serie de factores que se deben considerar;

 

a) En los humedales forestales las especies arbóreas no se encuentran por lo general representadas en el banco de semillas, particularmente en manglares en donde la mayoría de las especies son vivíparas, es decir, que la semilla germina antes de desprenderse del árbol madre (Hogart, 1999).
b) Se deben de hacer pruebas de germinación para determinar la cantidad e identidad de las semillas presentes en el banco de semillas para determinar si son una fuente adecuada para los objetivos de la restauración.
c) Es posible utilizar bancos de semillas que sean relictos de humedales degradados, pero se debe considerar que las semillas de muchas especies pierden viabilidad con el paso del tiempo, lo que puede tener como consecuencia que la vegetación del humedal restaurado sea pobre en especies.

 

Es importante destacar que en muchas ocasiones el objetivo de los proyectos de restauración es crear hábitat para especies animales, en cuyo caso la selección de la flora dependerá de las necesidades de hábitat de los animales que se desean introducir o atraer hacia el nuevo hábitat. Otro factor importante que debe mencionarse es la restauración de las comunidades microbianas del suelo. Aunque se sabe que diversas especies de micorrizas se encuentran presentes en humedales, sus funciones no son aún entendidas, y por ello no se considera su introducción de manera tan frecuente como en la restauración de ecosistemas terrestres. Sin embargo, tiene sentido que “sembrar” los sitios muy perturbados con muestras de suelo de humedales naturales, para permitir que una diversidad de microbios se encuentren presentes en el nuevo sitio.

Un elemento fundamental en cualquier proyecto de restauración es el seguimiento del proceso de restauración y de sus resultados, el cual se puede llevar a cabo de dos maneras: por medio de una evaluación, que es la medición de atributos específicos del ecosistema en una sola ocasión, o a través del monitoreo, que es la repetición sistemática de la evaluación en el tiempo (Callaway et al., 2001). Esta última herramienta permite a los responsables del proyecto percatarse de cómo se aproxima la restauración a las metas establecidas, y en su caso, tomar las medidas correctivas necesarias. Además, dentro del contexto del manejo adaptable, que consiste en incorporar los resultados de la investigación científica al manejo, permite reducir costos y el tiempo de los proyectos de restauración. Existen múltiples parámetros que se pueden evaluar en un proyecto de este tipo, algunos de ellos relacionados con las características físicas y otros con las biológicas. Callaway et al., (2001) describen una serie de variables útiles para el monitoreo de marismas muchos de los cuales son aplicables a otros tipos de humedales (cuadro 2). Debido al gran número de aspectos susceptibles de ser medidos, es de gran importancia elegir aquéllos que sean relevantes para juzgar si se el proyecto está en camino de cumplir o ya cumple con los objetivos y metas que se plantearon originalmente. Por lo tanto, es de gran importancia elegir las variables que nos aporten la mayor información posible sobre los atributos que mejor reflejen las metas seleccionadas. En algunos proyectos el monitoreo de la calidad del agua podría ser suficiente si lo que se busca es que el humedal retenga nutrientes y proteja un cuerpo de agua. Si este es el caso, no es de interés la identidad de las plantas que se establezcan, siempre y cuando se cumpla con la meta establecida en términos de la remoción de nutrientes. En otros casos, el monitoreo del desarrollo de la vegetación, tanto en términos de la cobertura como de la composición de especies, nos permitiría evaluar un proyecto cuyo objetivo es incrementar el valor del sitio en términos de diversidad. Finalmente, es posible que nuestro interés radique en que el humedal restaurado proporcione hábitat para especies animales, en cuyo caso se pueden evaluar los atributos relevantes de la vegetación para las especies animales de interés (Lindig-Cisneros y Zedler, 2003).

 

Cuadro 2. Atributos susceptibles de ser monitoreados en un proyecto de restauración de humedales de acuerdo con Callaway et al., (2001).

 

Atributos	Variables
Hidrología y topografía	Régimen de inundación Nivel del manto freático Flujo de agua a través del humedal Desarrollo de canales Cambios en el nivel del humedales Sedimentación
Calidad de agua	Temperatura y oxígeno disuelto Salinidad y pH Atenuación de la luz y turbidez Estratificación de la columna de agua Concentraciones de nutrientes
Suelos: calidad del sustrato y dinámica de nutrientes	Contenido de agua (humedad del suelo) Densidad Textura Salinidad y pH Potencial de óxido-reducción Contenido de materia orgánica y de carbono orgánico Nitrógeno y fósforo Tasas de descomposición
Vegetación	Cobertura de la vegetación por especie Arquitectura de la vegetación Abundancia de especies particulares (especies raras, amenazadas o invasoras) Biomasa y productividad
Fauna	Identidad de las especies Abundancias, riqueza de especies y diversidad Estructuras poblacionales Tiempos de residencia (para animales que se desplazan es el tiempo que ocupa un hábitat)

 

Un ejemplo práctico: restauración de marismas en el estuario del río Tijuana, California

El estuario del río Tijuana se localiza en la frontera de los Estados Unidos de América y México, entre las ciudades de Imperial Beach en California y Tijuana en Baja California (32º34´N, 117º7´W). La mayor parte del estuario es propiedad pública (Ciudad de San Diego, Condado de San Diego, U.S. Fish and Wildlife Service, California Department of Parks and Recreation, U.S. Navy) y un área pequeña es propiedad privada. La mayor parte de la cuenca de este río, aproximadamente tres cuartas partes, se encuentra en México y el resto en los Estados Unidos, lo que crea una serie de circunstancias complejas desde el punto de vista social. De los 4,400 km2 de la cuenca la mayoría se encuentran cubiertos por vegetación natural o agricultura, sin embargo, el área circundante del estuario es urbana a ambos lados de la frontera y ha aumentado de 105 km2 en la década de 1970 a 308 km2 en 1994 (Ojeda, 2001). Debido a la alta densidad poblacional, a los suelos inestables y a la agricultura, el estuario del río Tijuana es y ha sido afectado por una serie de problemas que incluyen el aporte de aguas negras, contaminantes derivados de la actividad agrícola y sedimentación. Las aguas negras han ocasionado cambios en la composición de las comunidades del estuario, particularmente durante el período 1987 - 1988 cuando se presentó un aporte particularmente alto de aguas negras y, en consecuencia, las comunidades de peces y bivalvos sufrieron cambios importantes (Nordby y Zedler, 1991). La sedimentación ha sido severa en el estuario con aportes catastróficos de varios centímetros de sedimento en períodos muy cortos en algunas partes del estuario (Weis et al., 2001, Callaway y Zedler, 2004). Weis et al., 2001 midieron tasas de acumulación de 0.71 a 0.94 cm/año en la planicie de la marisma y basados en mediciones de 137Cs, estimaron tasas de acumulación de 1.06 a 1.23 cm/año para el hábitat de Spartina foliosa.

La restauración de los humedales del estuario de río Tijuana es una prioridad porque es el hábitat de un gran número de especies tanto animales como vegetales incluyendo varias raras o amenazadas. Además, debido a que es sometido a un programa de monitoreo de largo plazo por el Pacific Estuarine Research Laboratory (PERL) iniciado en 1986, se cuenta con información de las respuestas del sistema a varios cambios (sedimentación y aportes de agua dulce crecientes, efecto de aguas negras, cambios climáticos, tormentas e incremento en el nivel del mar, etc.).

El plan de restauración del estuario contempla una serie de etapas, en un esquema de manejo adaptable, a través de las cuales se irá aumentado el área restaurada y en donde se fomenta el análisis científico debido a que el estuario es una reserva de investigación. El primer paso fue la construcción de un canal en la parte norte para incrementar el área de humedales intermareales, al conectar una laguna de oxidación de aguas negras en desuso con el sistema natural de canales intermareales. Este proyecto proporcionó hábitat para peces e invertebrados, y condiciones para el establecimiento de diversas especies vegetales.

Con el financiamiento de la National Science Foundation de los Estados Unidos de América, se llevó a cabo un proyecto de investigación a lo largo de una de las orillas del canal construido cubriendo una superficie de 0.7 ha (figura 1), lo que permitió probar cuántas especies se necesitan para reestablecer la vegetación en una planicie intermareal recién escavada. Los resultados indican que utilizar sedimento fino y aditivos del suelo que incorporen materia orgánica acelera el desarrollo de la vegetación. También, se logró determinar que plantaciones ricas en especies incrementaron la acumulación de biomasa y la retención de nitrógeno, además de que formaron una estructura más compleja que la dominada por una sola especie (Keer y Zedler, 20002; Callaway et al., 2003). También se demostró que la mayoría de las especies características de este tipo de comunidad se deben de plantar en sitios de restauración para que se encuentren presentes al mediano plazo, es decir, que no son capaces de establecerse por si mismas en las condiciones características de los sitios de restauración (Lindig-Cisneros y Zedler, 2002c).

Para la planicie de las marismas dominadas por Spartina foliosa, se demostró que las especies invasoras no representan una amenaza porque la salinidad es muy alta. Las especies exóticas invasoras se encuentran en las partes altas de la marisma en donde la lluvia, entre períodos de marea alta, puede facilitar el establecimiento por semillas, pero no en la planicie en donde la inundación intermareal es frecuente. Este conocimiento adquirido a través de hacer de la investigación parte de la restauración fue incorporado a la siguiente etapa del proyecto, la creación del primer módulo de ocho ha que con el tiempo incluirá nuevos módulos de tamaño creciente hasta restaurar 200 ha de marismas en el estuario. Este primer módulo, llamado Friendship Marsh (figura 2) fue diseñado para poner a prueba el papel de los canales intermareales en la estructura y función del ecosistema. Fue escavado en un área del estuario en donde el sedimento se acumuló en la zona transicional, entre la marisma y las partes altas del estuario. Está dividido en seis secciones, tres de las cuales contienen una planicie de marisma, un canal principal y una red de canales intermareales, y las otras tres sin la red de canales pero reciben una lámina de agua procedente del canal principal. La excavación se terminó en enero del 2000 y se permitió el flujo de las mareas el 14 de febrero del mismo año. Spartina foliosa fue plantada en las elevaciones menores y especies de halófitas nativas que no reclutan de manera abundante, fueron plantadas en las partes altas. Los resultados de un experimento inicial en este módulo (Zedler et al., 2003), indican que el establecimiento de la vegetación es sensible al contexto del sitio, que a su vez afecta a las condiciones ambientales. Casi todas las plántulas colocadas en la planicie de la marisma murieron como consecuencia de alta sedimentación y condiciones de hipersalinidad. Una plantación posterior de cinco especies presentó una mayor supervivencia, pero el establecimiento y expansión fue mucho más lento de lo esperado (O’Brien y Zedler, en revisión). Debido a que el proyecto de restauración se estableció como un experimento para probar el efecto de los canales intermareales y de aditivos del suelo, fue posible atribuir el incremento en supervivencia a la composta de kelp y a las plantaciones densas y sólo se detectaron respuestas de menor intensidad de para algunas especies, en los canales intermareales. (O’Brien y Zedler, en revisión). Como predijeron Lindig-Cisneros y Zedler para este tipo de marismas (2002c), no fue necesario plantar individuos de Salicornia virginica. Esta especie oportunista, que coloniza a través de semillas, fue transportada por las mareas (Morzaria-Luna y Zedler, en rev.). No hay evidencias de que ninguna de las otras siete especies características de esta comunidad vegetal se puedan establecer en el módulo sin ser plantadas. Salicornia bigelovii, una especie anual, se volvió común una vez que las condiciones ambientales fueron adecuadas para su establecimiento a través de semillas, como predijeron Lindig-Cisneros y Zedler (2002c).

 

Figura 1. Experimento de restauración en una de las orillas del canal construido para permitir el flujo intermareal en la parte norte del estuario. Nótense los cuadros de los tratamientos en el primer plano. Fotografía del autor.

 

 

Figura 2. Canales intermareales excavados en el primer módulo de restauración de 8 ha conocido como Friendship Marsh. Fotografía del autor.

 

 

No fue sino hasta el cuarto año después de terminada la adecuación del módulo (2004), que las plantas de la marisma comenzaron a crear una comunidad más parecida a la de una marisma que a la de una planicie salada, debido sobre todo a la colonización abundante de Salicornia virginica y Salicornia bigelovii y en mucha menor cantidad de Suaeda esteroa, tres especies que son buenas colonizadoras cuando hay disponibilidad de semillas. Otras especies de halófitas nativas sólo se encuentran en los sitios en donde fueron plantadas. Batis maritima se ha expandido vegetativamente más que otras, con algunos clones que cubrían un área de más de un metro cuadrado en el verano de 2004. Durante ese mismo año, personal del area natural protegida registró el primer avistamiento en la marisma restaurada del ave Rallus longirostris. A diferencia de otros proyectos de restauración de marismas en el sur de California, Spartina foliosa crece de manera vigorosa lo que crea condiciones potencialmente favorables para la anidación de esta especie. Si esto es cierto, en este sitio se habrá logrado un objetivo de gran importancia, aun si la vegetación de la planicie está dominada por Salicornia bigelovii y Salicornia virginica, y en consecuencia no es tan rica en especies como se deseaba.

Estudios adicionales en proceso intentan documentar los cambios en la geomorfología de la marisma como consecuencia de la sedimentación, de la erosión y para poner a prueba qué tan efectivos son los canales intermareales y las pozas intermareales para permitir el crecimiento de algas, invertebrados y, por lo tanto, crear un hábitat de alimentación para peces. La restauración de los humedales en el estuario del río Tijuana es un proceso continuo en donde el conocimiento adquirido se aplica para la planeación e implementación de etapas subsecuentes. Una de las lecciones más caras de este proyecto de restauración es que el flujo futuro de sedimentos de las partes altas de la cuenca (Goat Canyon), en la frontera entre los Estados Unidos y México, requiere de control, porque cada inundación aporta cantidades adicionales de sedimento a los canales que fluyen hacia el sitio. La State Coastal Conservancy del estado de California construyó una serie de represas de control de inundaciones y retención de sedimento con un costo de ocho millones de dólares; desafortunadamente las represas se llenaron con sedimento durante la época de lluvias de 2004. Esto demuestra que, como en muchos proyectos de restauración de humedales, se deben corregir los regímenes hidrológicos en las partes altas de la cuenca, en muchos casos a distancias considerables del sitio de restauración a lo que, en este caso, deben sumárseles los problemas asociados a la frontera internacional.

Los módulos subsecuentes en el estuario del río Tijuana deben contemplar la extracción de más sedimento debido a que su acumulación es la forma más común de degradación para este estuario. El costo es una limitante importante debido a que el material extraído no puede ser depositado en la playa, a menos que sea arena gruesa, por o que la arcilla y el limo deben ser sacados del estuario con camiones. Para determinar en qué partes de las 250 ha designadas como área de restauración se han acumulado sedimentos arenosos, se toman muestras para determinar la distribución de los tamaños de partículas en los suelos. La localización exacta del siguiente módulo de restauración será determinada probablemente por el tamaño de dichas partículas y se les dará prioridad a los sitios con arena. Con la capacidad de convertir en fluidos a los sedimentos extraídos y bombearlos a la playa se podría restaurar, a un costo relativamente bajo un sitio de área considerable.

Aun cuando se cuente con un sitio adecuado de ocho a 24 ha, persiste la preocupación de los gastos de restaurar un sistema complejo que incluye desde el ecosistema terrestre hasta la planicie de la marisma. No solamente es caro plantar la vegetación característica de la marisma, también lo es reconstruir éstas últimas zonas topográficamente complejas, de forma que imite a los sistemas naturales.

Los resultados preliminares del módulo más reciente sugieren que es benéfico para los organismos de la marisma incluir canales intermareales en la planicie de la marisma. Esto requiere de recursos y tiempo adicionales, por lo que se lleva a cabo investigación para encontrar alternativas en este sentido.

Una idea que fue presentada a los administradores del estuario por Joy Zedler en 2003 es sobreexcavar el sitio dejando solamente “islas” de tamaño pequeño. El razonamiento es que los canales se formarán solos en situaciones submareales cuando la vegetación no se establezca para estabilizar el sustrato. Además, pequeñas islas dentro del rango intermareal resultarán menos propensas a formar costras salinas que las grandes secciones de suelo expuesto (como ocurrió en 2000 y 2001), y porciones pequeñas pueden ser plantadas densamente para crear sombra, lo que permitirá reducir aun más la acumulación de sal. Varias áreas de tamaño reducido son más fáciles y baratas de plantar y es más probable que se forme una cubierta densa de vegetación bajo estas circunstancias, como los sugieren pruebas de densidad de manchones de vegetación (O’Brien, 2003). Debido a que las plantas nativas de la marisma se propagan vegetativamente, un parche denso de vegetación será consecuencia del crecimiento de las plantas en los bordes de las islas, acumulando sedimento y creando con el tiempo nuevas áreas de marisma. Como consecuencia de este proceso, el sitio de restauración podría desarrollar una fisiografía similar a la natural, con canales intermareales y planicies a un costo menor a los 3.1 millones de dólares invertidos en el módulo de ocho hectáreas.

Las ideas antes descritas no han sido probadas, y por lo tanto sería mejor que el siguiente módulo se diseñe como un experimento, para comparar áreas con y sin excavación excesiva o islas de diferentes tamaños o plantaciones con y sin protección contra el viento. Es necesario utilizar la metodología de la restauración adaptable cuando se desconoce la metodología apropiada.

Las marismas de California no son muy eficientes para mejorar la calidad de agua o para control de inundaciones. El diseño de esta restauración como un experimento para poner a prueba el efecto de los canales intermareales en la estructura de la comunidad y el funcionamiento ecosistémico lo ha hecho particularmente útil desde el punto de vista científico y la ciencia ha permitido mejorar las recomendaciones para planear futuros proyectos de restauración.

 

Conclusiones

 

La restauración de humedales permite la recuperación de estas comunidades para diversos fines, conservación de la diversidad, creación de hábitat, mejoramiento de la calidad de agua, protección de zonas costeras e incluso proyectos productivos. Para algunos de estos fines el restablecimiento de las condiciones físicas del sitio, en particular el régimen hidrológico, puede ser suficiente para permitir que se establezca la vegetación hidrófila, en otros casos se requiere de modificar un mayor número de parámetros incluyendo la topografía, las características del sustrato e incluso la introducción de especies. Es en estas circunstancias en las que utilizar sistemas de referencia bien conservados y aplicar los principios del manejo adaptable se vuelve necesario para lograr las metas y reducir los costos de los proyectos de restauración.

 

Agradecimientos

 

Deseamos agradecer a la National Science Foundation de los Estados Unidos de América su apoyo para llevar a cabo investigación en el estuario del río Tijuana (DEB 96-19875 a J. Zedler, J. Callaway y G. Sullivan; NSF 0212005 a J. Zedler, J. Callaway y S. Madon). Al Departamento de Botánica de la Universidad de Wisconsin-Madison por su apoyo a R. Lindig a través de un nombramiento honorario que permitió la investigación bibliográfica para el presente manuscrito.

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