Ríos, riñones de la costa
Los ríos y arroyos siempre han sido objeto de estudio difícil o bastante raro para los ecologistas, ya que el funcionamiento de estos sistemas (fuertes fluctuaciones del caudal, transportes unidireccionales de la materia, orígenes de las fuentes de energía...) no se ajusta al aisa desde los puntos de vista ecológicos tradicionales (equilibrio de la naturaleza, reciclaje de materias de sistemas estrictos...).
Por ello, la mayor parte de los estudios realizados hasta mediados de este siglo se centraron en la zonificación y contaminación de los ríos, dejando a un lado un enfoque verdaderamente integrado. Los ríos, además del excedente de agua de la cuenca, recogen una serie de materiales disueltos y particulados que ofrecen una visión integrada de los procesos de precipitación, sedimentación, meteorización, etc. que se producen en toda la cuenca. Los gradientes de estos sistemas dan condiciones físicas y biológicas diferentes a lo largo de su recorrido, favoreciendo la diversidad de los seres vivos. Además, los ríos no sólo son medios de transporte, sino también espacios muy activos para la transformación de materiales. Por todo ello, los ríos son ecosistemas muy singulares e interesantes.
Características físicas de los ríos
Los ríos nacen en lugares en los que el balance entre la pluviosidad, filtración y evaporación es positivo, dirigiendo este excedente de agua a través de la línea de máxima pendiente. Además del agua, transportan materiales triturados y disueltos que la erosión desprende en la cuenca, lo que implica un equilibrio dinámico entre la erosión y los procesos de sedimentación. En cuanto a los materiales particulados, pueden transportarse de dos formas: como carga de suspensión o como carga de fondo. Las partículas en suspensión suelen ser pequeñas y de baja densidad, y debido a la turbulencia del agua aparecen bastante bien separadas en toda la columna de agua. La carga de fondo, por el contrario, está constituida por partículas mayores que se transportan en dinbuluca.
Con el tiempo, y dependiendo de la energía que le proporcione el volumen de agua y la pendiente del sustrato, el río puede adoptar su perfil de equilibrio, que estaría en equilibrio dinámico con la topografía actual y el grado de erosión. En este perfil de equilibrio, los manantiales presentan una fuerte pendiente, siendo ésta la parte erosiva del río, y los materiales de detalle desprendidos del mismo (arcillas, arenas o piedras) se van transportando, rompiendo y redondeando a lo largo del río, acumulándose en la parte deposicional del río. Primero se acumulan las piedras de grano grueso, después la arena, que sólo se acumulan en la parte final del río (al disminuir la velocidad de la corriente). En ocasiones puede producirse algún fenómeno que rompa el perfil de equilibrio (salto de tierra, terremoto, alteración del nivel del mar...), pero en estos casos se recupera rápidamente otro perfil de equilibrio.
En las regiones de relieve joven los gradientes verticales suelen ser duros y en ellas se puede apreciar mejor la zonificación de los ríos. Cerca del manantial se encuentra una zona de cascadas y charcas, dominadas por grandes piedras sobre el sustrato. El río discurre en estrecho valle y el cauce es bastante lineal, sobre todo sumergido. A medida que se van recogiendo pequeñas regatas, el volumen de agua va aumentando, y al reducirse la pendiente por debajo de un nivel crítico, pasamos a otro tipo de regatas o ríos, sobre todo en climas en los que los caudales anuales son drásticamente intensos: el arroyo rebajado.
Aquí, con la reducción de la energía del agua, el río ya no puede transportar tantas piedras, que se acumulan en el fondo, a menudo obstaculizando el paso del agua. De este modo, se forma una gran llanura aluvial pedregosa, en la que el río sólo ocupa una pequeña zona de esta llanura, alterando con frecuencia su recorrido en función de los depósitos sedimentarios. A medida que el río se aleja del monte, la pendiente y la velocidad van disminuyendo, por lo que las partículas que puede transportar serán cada vez más pequeñas. A partir de un momento, el fondo suele ser arenoso o arcilloso, con una extensa llanura de regadío (zona que sólo se sumerge en inundaciones), y el cauce seguirá numerosos meandros.
En el exterior de estos meandros se produce una erosión, y como en el interior la velocidad es menor, los sedimentos se acumulan, por lo que los meandros tienden a migrar. A menudo se rompen estos meandros y quedan lagos de herradura que sólo tienen contacto con el río principal en las inundaciones. Cuando el río llega a un lago o al mar, la velocidad del agua es muy lenta y si lleva materiales suficientes, la tasa de sedimentación será alta, formando delta.
En la mayoría de las lenguas se encuentra la separación entre el río y el río, y en todas ellas se distinguen, aproximadamente, zonas erosivas (con fondo rocoso y fuerte pendiente) y zonas deposicionales (con fondo arenoso o arcilloso). En limología se han utilizado rhithron y potamon griegos para representar el río y el río respectivamente. La forma más sencilla de fijar un tramo es ordenarlo. Se dice que el arroyo formado por el manantial es de primer orden, al unirse dos arroyos del mismo orden lo repelen al orden más alto, estando el límite entre el arroyo y el río en 4-5 órdenes.
Los ríos evolucionan paralelamente al paisaje: a medida que una región se erosiona, los gradientes verticales disminuyen, con lo que cada vez hay menos zonas erosivas y más zonas deposicionales. De este modo, el río va cambiando de un perfil joven de equilibrio a un perfil de madurez, hasta que finalmente se forma una penilautada a nivel marino.
Cuenca y río
El río refleja las condiciones de su cuenca, ya que sus características físico-químicas dependen de los procesos que se producen en la cuenca. Por un lado, la composición litológica de la cuenca es muy influyente. En las regiones formadas por calizas el agua se filtra y la parte importante del drenaje es subterránea, lo que dota al río de una dinámica especial. En ocasiones, todo el agua de una extensa zona kárstica se dirige a los manantiales principales, que a lo largo del año mantienen las suficientes temperaturas, composición química y condiciones de caudal constantes. Sin embargo, los ríos de sustratos insolubles como el granito suelen ser muy oligotróficos, limitando la producción de plantas. En cuencas de piedra evaporítica como yeso, halita, etc. el agua está muy mineralizada, impidiendo la aparición de ciertos animales estenohalinos. Asimismo, si se produce una fuerte erosión en la cuenca, los sedimentos fluviales tienden a colmatarse con arcilla, dificultando la aparición de algas.
También puede tener gran importancia la vegetación dispersa en la cuenca. Por un lado, la existencia de una vegetación más desarrollada o más sencilla, a su nivel de erosión, y en consecuencia, la cantidad de materiales que llegarán al río. Además, esta vegetación es en gran medida la que controla las características físico-químicas del agua del río. Si el río está bajo la selva, la temperatura se mantiene más baja y constante, lo que aumenta la solubilidad del oxígeno. Pero no es la única influencia del bosque.
El primer estudio que explicó la relación concreta entre la vegetación y el agua del río en el mundo fue el realizado en el río Hubbard Brooks de los EEUU. En ella se cuantificaron todas las entradas y salidas de materia y energía de toda una cuenca. Se observó que la selva local tiene una gran capacidad para reciclar alimentos, ya que el agua es muy oligotrófica. Tras la construcción del matarrasa se perdió gran cantidad de suelo, aumentando notablemente la concentración de agua en nutrientes, y el volumen de agua, sobre todo en verano, debido a la reducción de la evapotranspiración. Además, el suelo se empobreció mucho, tanto por el aumento de la limpieza como por la pérdida de nitrógeno a la atmósfera debida a la descomposición y desnitrificación.
Tras este trabajo de investigación pionero, se han ido aclarando las relaciones entre la vegetación y el río. La composición del bosque influye, por ejemplo, en que las coníferas reciclan menos cationes que las frondosas, lo que provoca una mayor llegada al río, y en zonas donde la vegetación es frondosa, la principal fuente energética de la comunidad fluvial puede ser la hojarasca, pero su estacionalidad impone condiciones especiales a sus habitantes. En algunos casos, sobre todo en regiones planas de climas fríos, el río suele estar rodeado de campos de cultivo, y los ácidos generados en la descomposición del carbón convierten al río en muy pobre, a menudo con abundante materia orgánica disuelta que dota al agua de color café. Además de en las inmediaciones de Zoikaztegieta, en muchas zonas de suelo arenoso se dan estas "aguas turbias", ya que la arena no es capaz de retener los ácidos liberados en la descomposición de la hojarasca, llegando a las aguas de los ríos.
Además de la vegetación, como no podía ser de otra manera, la acción humana puede tener un fuerte reflejo en los ríos, tanto por el aumento de los sedimentos que transportan como consecuencia de la erosión, como por las actividades agrícolas, ganaderas, etc., que conducen a ella una gran cantidad de nutrientes y materia orgánica.
El delta del Ebro, tan famoso en la península, es en gran medida de origen humano: En la Edad Media el pastoreo fue la principal actividad económica de los reinos de Navarra, Aragón y Castilla, y la deforestación provocada por su potenciación derivó en el fuerte desgaste que hoy se observa en muchos lugares. Las enormes cantidades de sedimentos se canalizaron a lo largo del río y en pocos siglos el delta del Ebro avanzó treinta kilómetros. En la actualidad, sin embargo, este río está totalmente regulado y la mayor parte de los sedimentos que transportaba quedan en los embalses, cuando el mar está erosionando delta.
De hecho, cada uno de los arroyos que se recogen puede ser muy diferente y tener una gran influencia en el ramal principal. A medida que descendemos por el río, sin embargo, el agua refleja el valor medio de las características de mayor superficie y es más difícil que una ría altere tanto sus características químicas o físicas. Es por ello que a medida que vamos descendiendo, la inercia química del río aumenta.
Variabilidad de los ríos
Como se ha mencionado anteriormente, los ríos nacen en lugares donde el balance entre la pluviosidad, la evaporación y la infiltración es positivo. Sin embargo, la precipitación suele ser muy irregular, ya que en algunas trombas se puede dar la mayor parte de la precipitación de una larga racha. Por ello, el caudal de los ríos también sufre importantes descensos en el tiempo. En cuanto al caudal, se pueden distinguir dos tipos: por un lado, el flujo basal, que se produce cuando lleva un tiempo relativamente largo sin precipitación (y por supuesto sin nieve), el caudal que se produce por desalojo de los acuíferos más lentos, y por otro, el flujo de tormentas, que se produce en caso de precipitación, directamente al río o debido al agua que circula a escorrentía o a infiltraciones superficiales.
En función de los acuíferos en los que se alimenta el río y su zona fluvial, la respuesta ante la tormenta puede ser muy diferente. Los manantiales, formados principalmente por sustratos impermeables y con vegetación de escasa capacidad de retención de agua, responden muy rápidamente a las lluvias, es decir, en cuanto empiece la lluvia se incrementa el caudal de las regatas y, muy pronto, vuelven al flujo basal. Si el río se alimenta por un gran acuífero, su respuesta será más lenta y más si hablamos de las zonas bajas del río. Por ello, la variabilidad con el tiempo puede variar enormemente en función del clima, el sustrato y el tamaño del río, lo que, lógicamente, tendrá su reflejo en los habitantes de la zona; cuanto más violentos e imprevisibles sean los cambios, más pobres serán las comunidades.
Además del volumen de agua, con las lluvias también se modifican importantes características físico-químicas. Normalmente el agua se acidifica (el agua de lluvia tiene un pH inferior a 5,6), se diluye (el agua, al moverse más rápido, no ha tenido tiempo suficiente para disolver la roca madre) y se turba debido a las finas partículas que transporta.
La característica más destacable de estas variaciones del caudal es su importancia en el modelado del cauce. Es entonces cuando se produce el transporte de materiales pesados, la transformación de los meandros y la sedimentación en las llanuras de inundación. La importancia de las inundaciones está asociada a su frecuencia, por lo que se suele calcular su tiempo de retorno. El tiempo de retorno nos indica cuánto tiempo podríamos esperar a una inundación puntual.
Por ejemplo, se producirán una media de dos avenidas de medio año de tiempo de retorno. La importancia de estas perturbaciones no será muy elevada, ya que la biota del río estará de alguna manera adaptada a este fenómeno tan frecuente. Sin embargo, la inundación con un tiempo de retorno de cien años no será conocida por la mayoría de los seres vivos. A lo largo de varios años se transportarán las comunidades vividas en una zona aparentemente alejada del riesgo de inundación. Las inundaciones milenarias de tiempo de retorno son capaces de mover los grandes bloques de roca, producir una erosión muy elevada y distorsionar completamente el cauce.
Por tanto, las características morfométricas y geológicas de la cuenca, la vegetación, la acción humana, el clima y los acontecimientos del pasado inmediato van a configurar la comunidad biológica que encontraremos en el río. Esto se está recuperando a lo largo del tiempo de perturbaciones como inundaciones. Sin embargo, las condiciones de los ríos nunca son muy constantes y, antes de llegar a un estado de equilibrio, las nuevas perturbaciones transformarán a la comunidad una y otra vez.
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