Lo que sucede en las orillas de un río puede modificar profundamente lo que ocurre dentro del agua. Una investigación publicada en Science Advances ha encontrado que la intensificación agrícola y urbana del uso del suelo en las zonas ribereñas se asocia con una menor diversidad funcional, una simplificación de las redes tróficas potenciales y una menor estabilidad temporal de las comunidades acuáticas.
El resultado ayuda a entender por qué conservar una franja de vegetación natural junto a un río no es una cuestión meramente paisajística. Las riberas forman parte funcional del ecosistema fluvial: conectan el medio terrestre con el acuático, regulan intercambios de materia y energía y pueden influir sobre los organismos que viven dentro del cauce.
¿Qué es la vegetación de ribera y por qué es importante?
La zona ribereña es la franja de transición situada entre un curso de agua y el ecosistema terrestre que lo rodea. Puede estar formada por árboles, arbustos y plantas herbáceas adaptadas a unas condiciones ambientales fuertemente influenciadas por la proximidad del agua.
Desde el punto de vista ecológico, el río y su ribera no funcionan como dos ecosistemas independientes. Las hojas y otros restos vegetales pueden convertirse en alimento para las redes tróficas acuáticas, las raíces modifican la estructura de las orillas y la cubierta vegetal influye sobre la cantidad de luz que alcanza el agua. Al mismo tiempo, insectos acuáticos que completan su desarrollo fuera del río trasladan biomasa y nutrientes hacia el ecosistema terrestre.
Las zonas ribereñas también pueden intervenir en procesos relacionados con:
- La entrada de materia orgánica al río.
- La retención de parte de los sedimentos procedentes del terreno próximo.
- La circulación y transformación de nutrientes.
- La cantidad de luz y las condiciones térmicas del cauce.
- La estabilidad física de las márgenes.
- La disponibilidad de hábitats y refugios.
- La conexión ecológica entre el medio terrestre y el acuático.
Por ello, sustituir progresivamente una ribera natural por cultivos intensivos, carreteras, edificios u otras superficies urbanizadas puede desencadenar cambios que terminan afectando a las comunidades que viven dentro del agua.
Analizaron un gran río subtropical mediante ADN ambiental
La investigación, realizada por Feilong Li, Qiqi Huang, Weijun Lu, Yuan Zhang, Fen Guo y Florian Altermatt, estudió el río Dongjiang, un importante afluente del río Perla situado en el sur de China.
El análisis se centró principalmente en tres grandes grupos de organismos acuáticos: peces, insectos acuáticos y algas.
Los investigadores combinaron información procedente de 213 puntos de muestreo distribuidos espacial y temporalmente con análisis de ADN ambiental, rasgos funcionales de los organismos y redes tróficas construidas a partir de una meta-red de relaciones alimentarias conocidas.
La ventaja de esta aproximación es que permite ir más allá de una pregunta relativamente sencilla como «¿cuántas especies hay?». Los investigadores pudieron analizar también qué funciones ecológicas estaban representadas dentro de las comunidades y cómo podían organizarse las relaciones alimentarias entre sus componentes.
La biodiversidad no consiste únicamente en contar especies
Dos tramos de río pueden albergar el mismo número de especies y, sin embargo, funcionar de manera muy diferente. La razón es que las especies no realizan necesariamente las mismas funciones ecológicas.
Aquí entra en juego la denominada diversidad funcional, que estudia la variedad de características y estrategias ecológicas presentes dentro de una comunidad. Dependiendo del grupo estudiado, estas características pueden relacionarse con aspectos como el tamaño corporal, la movilidad, la alimentación, el hábitat utilizado o la forma de obtener los recursos.
Imaginemos dos comunidades formadas por diez especies. Si en una prácticamente todas cumplen funciones similares y en la otra existen organismos con estrategias muy diferentes, la segunda puede contener una variedad funcional mucho mayor aunque ambas tengan exactamente diez especies.
Este tipo de información es importante porque algunas alteraciones ambientales pueden eliminar determinadas funciones antes de provocar una reducción evidente de la riqueza total de especies.
La intensificación de las riberas se asoció con menor diversidad funcional
Uno de los principales resultados del estudio fue que el aumento del uso agrícola y de las superficies urbanas impermeables en las zonas ribereñas se relacionaba de forma consistente con una reducción de la diversidad funcional.
El patrón apareció en las comunidades analizadas de peces, insectos acuáticos y algas dentro del marco multitrófico utilizado por los investigadores.
Esto no significa simplemente que desaparezcan especies conforme aumenta la agricultura o la urbanización. El estudio señala un cambio más profundo: las comunidades pueden perder parte de la variedad de características ecológicas que permiten a diferentes organismos ocupar distintos nichos y realizar diferentes funciones.
La diferencia resulta importante para el seguimiento de los ecosistemas. Un río puede conservar aparentemente una diversidad considerable y, al mismo tiempo, estar experimentando una simplificación funcional que no sería evidente contando solamente especies.
Los insectos acuáticos ayudan a detectar las alteraciones de los ríos
Los insectos acuáticos son especialmente interesantes porque diferentes especies responden de manera distinta a la contaminación, sedimentación, disponibilidad de oxígeno, estructura del hábitat y otras condiciones ambientales. Por ello, numerosos macroinvertebrados son utilizados como bioindicadores del estado de los ecosistemas acuáticos.
En GreenTeach ya hemos visto cómo la urbanización puede modificar las comunidades de macroinvertebrados acuáticos. El nuevo estudio amplía esta perspectiva. En lugar de estudiar únicamente la presencia o ausencia de determinados organismos, analiza también sus características funcionales y su posición potencial dentro de una red alimentaria más amplia.
Las redes tróficas también cambiaron con la intensificación de las riberas
Un río contiene numerosas relaciones entre productores y consumidores. Las algas pueden alimentar a determinados invertebrados, estos pueden ser consumidos por peces, y cada especie puede mantener varias relaciones diferentes. El conjunto forma una red trófica, considerablemente más compleja que una cadena alimentaria lineal.
En la nueva investigación, los autores reconstruyeron redes locales a partir de las especies detectadas mediante eDNA y una meta-red que reúne relaciones alimentarias conocidas. De este modo, pudieron estimar qué interacciones eran potencialmente posibles en cada comunidad.
Tras esto, vieron que la intensificación del uso del suelo ribereño se relacionó con una reducción de diferentes propiedades estructurales de estas redes, entre ellas la modularidad, el anidamiento y la robustez.
| Propiedad de la red | Qué representa de forma simplificada |
|---|---|
| Modularidad | Hasta qué punto los organismos se organizan en grupos con interacciones especialmente intensas dentro de cada uno. |
| Anidamiento | Cómo se estructuran y solapan las relaciones de especies con diferentes grados de especialización. |
| Robustez | Capacidad estimada de la red para mantener su estructura frente a la pérdida de componentes. |
No debe interpretarse que un valor elevado de cualquiera de estas métricas sea automáticamente positivo en cualquier ecosistema. Lo relevante en este estudio es que los cambios estructurales asociados a la intensificación de las riberas estaban, a su vez, relacionados con una menor estabilidad de las comunidades.
Las redes tróficas del estudio representan interacciones potenciales
Existe un matiz metodológico especialmente importante. Los investigadores no observaron directamente qué organismo se comía a cuál en cada uno de los 213 puntos analizados. Realizar esa observación para comunidades completas a escala de una gran cuenca sería extraordinariamente complejo.
En su lugar, combinaron las especies detectadas con una meta-red de interacciones alimentarias conocidas. Esto permite reconstruir qué relaciones son potencialmente posibles cuando determinadas especies aparecen juntas.
Por tanto, cuando el estudio habla de cambios en las redes tróficas locales, se refiere a redes potenciales derivadas de la composición de las comunidades y del conocimiento previo sobre sus relaciones alimentarias.
Esta metodología permite analizar patrones a gran escala, pero no debe confundirse con haber observado directamente cada interacción en el río.
¿Qué significa que la comunidad de un río sea estable?
Un ecosistema estable no es un ecosistema inmóvil. Las comunidades fluviales cambian naturalmente con las estaciones, el caudal, las precipitaciones, la temperatura, la disponibilidad de alimento y los ciclos vitales de sus especies.
En ecología, la estabilidad temporal ayuda a describir hasta qué punto las propiedades de una comunidad fluctúan a lo largo del tiempo. Una comunidad puede cambiar continuamente y conservar, sin embargo, una organización relativamente estable. Otra puede mostrar oscilaciones mucho mayores en respuesta a las condiciones ambientales.
El nuevo trabajo encontró que la diversidad funcional y la estructura de las redes tróficas eran predictores positivos importantes de la estabilidad comunitaria. Las comunidades funcional y tróficamente más simplificadas tendían a presentar una menor estabilidad temporal dentro del sistema estudiado.
El efecto del uso del suelo apareció principalmente a través de cambios funcionales y tróficos
Los modelos estadísticos empleados por los autores indican que la intensificación agrícola y urbana de las riberas no afectaba principalmente a la estabilidad mediante una relación directa y simple del tipo: más uso intensivo del suelo → menor estabilidad. El mecanismo estadístico observado fue fundamentalmente indirecto. La intensificación se asociaba primero con una pérdida de diversidad funcional y una simplificación de la estructura de las redes tróficas, y estos cambios estaban relacionados posteriormente con una reducción de la estabilidad.
De forma simplificada: mayor intensificación de la ribera → menor diversidad funcional y simplificación trófica → menor estabilidad comunitaria.
En los modelos del estudio, las vías funcional y trófica explicaron conjuntamente el 46% de la variación observada en la estabilidad de las comunidades. Esta cifra pertenece al sistema y al modelo analizados y no significa que la vegetación ribereña explique exactamente el 46% de la estabilidad de cualquier río del mundo.
¿Por qué puede favorecer la estabilidad una mayor diversidad funcional?
Una posible explicación se encuentra en que especies diferentes no responden necesariamente de la misma manera a una perturbación. Si prácticamente todos los organismos de una comunidad poseen estrategias similares, un cambio ambiental que perjudique esa estrategia puede afectar simultáneamente a una gran parte del sistema. Cuando existen formas de vida y funciones más variadas, algunos organismos pueden responder de manera diferente.
Esto puede proporcionar cierta capacidad de compensación dentro de la comunidad. No significa que una elevada diversidad funcional haga invulnerable al ecosistema, sino que la variedad de estrategias ecológicas puede contribuir a evitar que todos sus componentes reaccionen exactamente igual frente a una perturbación.
Algo parecido ocurre con las redes alimentarias. Una estructura más compleja puede contener rutas alternativas para el flujo de energía, mientras que una red muy simplificada puede depender más intensamente de un número reducido de organismos o relaciones.
¿Cómo puede una actividad realizada fuera del agua cambiar lo que vive dentro del río?
La explicación está en la estrecha conexión entre el cauce y el terreno que lo rodea. El agua que circula por una parcela agrícola o una superficie urbana puede transportar sedimentos, nutrientes y otras sustancias hasta el río, mientras que la eliminación de vegetación modifica simultáneamente el microclima y las entradas de materia orgánica.
| Cambio en la ribera | Posible efecto sobre el ecosistema fluvial |
|---|---|
| Pérdida de vegetación | Puede modificar la sombra, las entradas de materia orgánica y las condiciones físicas del cauce. |
| Erosión del suelo | Aumenta la llegada de sedimentos capaces de modificar el hábitat del fondo. |
| Agricultura intensiva | Puede aumentar el transporte de nutrientes, sedimentos y otras sustancias mediante la escorrentía. |
| Superficies impermeables | Favorecen una circulación superficial más rápida del agua hacia los sistemas de drenaje y los cauces. |
| Simplificación de la vegetación | Puede reducir refugios, recursos y determinados intercambios entre los ecosistemas terrestre y acuático. |
Cabe indicar que estos procesos no tienen por qué producirse de forma aislada. En una ribera muy transformada pueden coincidir varios simultáneamente, generando una presión ambiental mucho más compleja.
Ventajas y beneficios de la vegetación de ribera de un río
Estas son las ventajas o beneficios que aporta la vegetación de la ribera al río y su ecosistema:
La vegetación ribereña puede amortiguar parte de la presión agrícola
Las franjas vegetadas situadas entre los cultivos y los cursos de agua pueden actuar como zonas de transición. La rugosidad de la vegetación y las características del suelo pueden ralentizar determinados flujos superficiales, favorecer la sedimentación de partículas y participar en la retención o transformación de nutrientes antes de que alcancen el cauce.
Investigaciones anteriores realizadas en pequeños cursos de agua agrícolas han encontrado que las franjas ribereñas locales pueden contribuir a mantener la estructura trófica acuática incluso en cuencas sometidas a una elevada presión agrícola. Esto no significa que una franja de árboles pueda neutralizar cualquier contaminación procedente de la cuenca. Su funcionamiento depende del tipo de suelo, pendiente, anchura, vegetación, intensidad de la escorrentía y naturaleza de las sustancias transportadas. Aun así, demuestra que lo que sucede en los metros inmediatamente próximos al río puede tener consecuencias ecológicas desproporcionadamente importantes.
La vegetación de ribera también proporciona alimento al ecosistema acuático
Las hojas, ramas y otros materiales procedentes de la vegetación terrestre pueden caer directamente al agua. En numerosos arroyos, especialmente aquellos rodeados por bosque, esta materia orgánica representa una fuente importante de energía para la comunidad acuática.
Microorganismos y hongos comienzan a transformar los restos vegetales y distintos invertebrados pueden alimentarse de ellos. Estos organismos pasan posteriormente a formar parte de la dieta de otros consumidores. Por tanto, parte de la red alimentaria existente dentro de un río puede depender de recursos producidos fuera del agua.
Estudios experimentales y de campo han encontrado que la presencia o ausencia de bosques ribereños puede modificar las relaciones tróficas de las comunidades que dependen de estos materiales vegetales.
Las riberas son también corredores ecológicos
Las formaciones vegetales asociadas a ríos crean estructuras lineales que pueden atravesar grandes extensiones agrícolas y urbanas. Estas franjas permiten desplazarse a numerosos animales y proporcionan refugios, alimento y lugares de reproducción.
Cuando la continuidad de la ribera desaparece, los hábitats pueden quedar cada vez más aislados. Se produce así otro proceso importante para la conservación: la fragmentación de los hábitats.
Conservar una ribera puede beneficiar, por tanto, simultáneamente a los organismos acuáticos, las especies terrestres vinculadas al río y la conectividad del paisaje.
La sombra de los árboles también puede modificar el río
La vegetación ribereña controla parte de la radiación solar que llega al agua, especialmente en arroyos y cursos relativamente estrechos. Al modificar la luz disponible también puede influir sobre la temperatura y sobre la producción de algas y otros productores primarios. La importancia de este efecto depende de muchos factores: anchura y orientación del cauce, altura y densidad de la vegetación, clima, caudal y época del año.
Por ello, eliminar completamente la cubierta arbórea de una ribera puede alterar las condiciones físicas y energéticas del ecosistema aunque no exista ningún vertido de contaminantes. Esta es una de las razones por las que un río no puede evaluarse exclusivamente observando si el agua parece limpia.
Las raíces y la vegetación ayudan a mantener la estructura de las orillas
Los sistemas radiculares pueden contribuir a cohesionar el suelo de las márgenes, mientras que la cobertura vegetal reduce determinadas formas de erosión superficial. Cuando aumenta la entrada de sedimentos finos al río, estos pueden depositarse sobre piedras y gravas, rellenar espacios del lecho y modificar los microhábitats utilizados por peces, insectos y otros organismos.
Por tanto, la degradación física del hábitat puede alterar las comunidades, incluso aunque la composición química del agua no presente una contaminación especialmente elevada.
La calidad ecológica de un río depende de la interacción entre condiciones químicas, físicas e hidrológicas y de la propia comunidad biológica.
El exceso de nutrientes conecta agricultura, riberas y eutrofización
Nitrógeno y fósforo son nutrientes esenciales para la vida, pero una entrada excesiva desde fertilizantes, aguas residuales u otras fuentes puede provocar importantes alteraciones ecológicas.
La escorrentía desde terrenos agrícolas puede transportar parte de estos nutrientes hacia los sistemas acuáticos. En determinados ambientes, un exceso puede favorecer la eutrofización, modificando la producción de algas, la transparencia del agua y las condiciones de oxígeno.
Una ribera bien conservada puede contribuir a reducir determinadas entradas difusas, pero su capacidad es limitada. No sustituye a una correcta utilización de fertilizantes ni a la reducción de la contaminación en origen. La protección de las riberas debe entenderse, por tanto, como una pieza dentro de una gestión mucho más amplia de la cuenca.
Las superficies urbanas impermeables generan otro tipo de presión
El estudio no encontró únicamente relaciones con el uso agrícola. La intensificación urbana, medida mediante el gradiente de superficies impermeables en las zonas ribereñas, se relacionó igualmente con una pérdida de diversidad funcional y una simplificación de la estructura trófica.
Carreteras, edificios, aparcamientos y otras superficies pavimentadas reducen la infiltración del agua en el suelo. Durante las precipitaciones, una mayor proporción puede desplazarse rápidamente como escorrentía hacia alcantarillas, canales y cursos de agua. Esta escorrentía puede transportar partículas y diferentes sustancias acumuladas sobre las superficies urbanas, además de modificar la rapidez con la que el agua alcanza el río. En GreenTeach ya hemos visto cómo estos procesos pueden terminar modificando las comunidades de organismos acuáticos en ríos urbanizados.
Conservar una ribera no consiste simplemente en dejar una franja verde
Desde el punto de vista ecológico, no toda cobertura vegetal desempeña exactamente las mismas funciones. Una ribera formada por una comunidad diversa de especies autóctonas puede presentar una estructura vertical, producción de materia orgánica y capacidad para proporcionar refugios muy diferentes a una franja dominada por una única especie invasora.
Sin embargo, a veces, aunque visualmente exista una gran cantidad de vegetación, no implica que se haya conservado el funcionamiento propio del ecosistema ribereño original. En GreenTeach hemos explicado, por ejemplo, cómo las cañas invasoras pueden transformar las riberas de los ríos.
La restauración debería intentar recuperar, siempre que sea posible, la estructura, diversidad y procesos ecológicos característicos de las riberas naturales de cada región.
¿Cuántos metros de vegetación habría que conservar junto al río?
El nuevo estudio no establece una anchura universal de protección y sería incorrecto utilizar sus resultados para afirmar que una cifra concreta funciona en cualquier río.
La anchura necesaria depende de múltiples factores, como la pendiente, la permeabilidad y estructura del suelo, el tamaño del cauce, el tipo de vegetación, el clima, el uso del terreno circundante y el objetivo que se pretende conseguir. Una franja destinada principalmente a reducir la llegada de sedimentos no tiene necesariamente las mismas necesidades que otra diseñada para proporcionar sombra, mantener hábitats terrestres o conservar corredores de fauna.
Por ello, la anchura y gestión de las zonas ribereñas deben adaptarse a las características hidrológicas y ecológicas de cada sistema.
Una ribera bien conservada tampoco puede solucionar todos los problemas del río
Proteger las orillas puede proporcionar múltiples beneficios, pero no puede compensar indefinidamente otras presiones existentes en la cuenca. Una franja de vegetación no puede solucionar por sí sola:
- Vertidos insuficientemente depurados.
- Un uso excesivo de fertilizantes o determinados contaminantes agrícolas.
- Contaminación industrial.
- Extracciones excesivas de agua.
- Grandes modificaciones artificiales del caudal.
- Presas y otras barreras fluviales.
- Una urbanización generalizada de toda la cuenca.
Por eso, la conservación ribereña debe formar parte de una gestión integral que también actúe sobre la contaminación del agua, el régimen hidrológico, la conectividad y el resto de presiones sobre el ecosistema.
¿Qué podemos hacer para conservar mejor las riberas?
No existe una única actuación adecuada para todos los ríos, pero los conocimientos acumulados sobre ecología fluvial permiten identificar varios principios generales.
Siempre que sea compatible con las características del territorio, resulta importante conservar la vegetación autóctona existente, evitar la transformación innecesaria de toda la franja situada junto al cauce y restaurar las zonas que han perdido su estructura natural.
También es importante mantener la continuidad de la vegetación, reducir la erosión y las entradas directas de sedimentos y contaminantes, controlar las especies invasoras y evitar que la protección de una pequeña franja ribereña se utilice para justificar impactos intensos en el resto de la cuenca.
La restauración debe perseguir algo más ambicioso que hacer que el río «parezca verde»: debe intentar recuperar los procesos ecológicos que conectan la ribera con el agua.
Restaurar las orillas puede beneficiar a muchos organismos al mismo tiempo
Una de las grandes ventajas de la restauración ribereña es que una misma actuación puede influir en diferentes procesos. Recuperar una comunidad vegetal adecuada puede modificar la sombra, estabilizar las márgenes, aportar materia orgánica, aumentar la complejidad del hábitat terrestre y reducir la conexión directa entre determinadas actividades humanas y el cauce.
Estos cambios pueden beneficiar a organismos pertenecientes a niveles muy diferentes del ecosistema, desde microorganismos y algas hasta insectos, peces, anfibios, aves y mamíferos asociados a los sistemas fluviales.
La nueva investigación añade otra razón para conservar las riberas: su estado también está relacionado con la variedad de funciones ecológicas y con la organización potencial de las redes alimentarias que contribuyen a la estabilidad de las comunidades acuáticas.
La salud de un río también se decide fuera del agua
La principal enseñanza del estudio es que no podemos comprender completamente un río estudiando únicamente el agua que circula por su cauce.
En el río Dongjiang, la intensificación agrícola y urbana de las zonas ribereñas se asoció con una menor diversidad funcional y una menor complejidad estructural de las redes tróficas potenciales. Esos cambios estaban, a su vez, relacionados con una menor estabilidad temporal de las comunidades.
Los modelos utilizados por los investigadores atribuyeron conjuntamente a las vías funcional y trófica el 46% de la variación observada en la estabilidad. La cifra pertenece específicamente al sistema estudiado, pero ayuda a mostrar la importancia que pueden tener procesos que apenas se aprecian al observar superficialmente un río.
La vegetación de las orillas no es, por tanto, un elemento decorativo colocado alrededor del ecosistema acuático. Es una parte funcional del propio sistema fluvial.
Cuando cultivos intensivos, carreteras o superficies impermeables llegan prácticamente hasta el cauce no estamos modificando solamente el paisaje. Podemos cambiar los recursos disponibles, las condiciones físicas, la diversidad de estrategias ecológicas y las relaciones que conectan a productores y consumidores.
Conservar y restaurar las riberas significa, en consecuencia, proteger también la biodiversidad y el funcionamiento del río que existe entre ellas.
Fuentes: Science Advances: A functional-trophic pathway links riparian land use intensification to riverine community stability; Biology Letters: Riparian buffers maintain aquatic trophic structure in headwater streams; Functional Ecology: Riparian forests shape trophic interactions in detrital stream food webs; y Science of the Total Environment: estudio sobre el efecto protector de los bosques ribereños en ríos agrícolas.