J. Křeček y Z. Hořická
Josef Křeček es Profesor asociado en el Departamento de Hidrología, Universidad Técnica Checa, Praga (República Checa).
Zuzana Hořická es Profesora auxiliar en el Departamento de Hidrobiología, Universidad Carlos, Praga (República Checa).
Los bosques y las prácticas forestales en las cuencas de montaña pueden moderar los efectos
de la lluvia ácida sobre la calidad del agua, que es esencial para la salud humana.
| 1 Región de los montes Jizera |
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El agua es esencial para la salud y el desarrollo humanos. El acceso a agua potable es un derecho humano básico y un componente de una política efectiva de protección de la salud. La ordenación de los recursos hídricos es un aspecto integrante del cuidado de la calidad del agua. La prevención de la contaminación microbiana y química del agua de manantial es el primer paso para prevenir la contaminación del agua de consumo público. Una contaminación en la captación condicionará la calidad del agua más abajo. Por consiguiente, la influencia del uso de la tierra sobre la calidad del agua se debe estudiar como parte de la ordenación de los recursos hídricos (OMS, 2004).
A escala mundial, las cabeceras fluviales –los pequeños arroyos que son las fuentes de un río en sus tramos más altos– tienen una estrecha relación con la seguridad medioambiental y con las oportunidades humanas de vivir en un entorno sano. En el ciclo del agua, la cabecera fluvial es la zona de recarga. Los cambios negativos en los sistemas de las cabeceras pueden repercutir sobre una extensa superficie hasta incluir regiones distantes aguas abajo (Křeček y Haigh, 2006).
El papel protector del agua de los bosques es central en la zona del «Triángulo Negro» en las fronteras de la República Checa, la antigua República Democrática Alemana y Polonia (Figura 1). Esta zona recibió su nombre por su extrema contaminación atmosférica causada por la rápida industrialización tras la Segunda Guerra Mundial. Muchos contaminantes del aire (dióxido de azufre, partículas, monóxido de carbono) se han controlado más estrictamente en los dos últimos decenios y su impacto se ha reducido (Grennfelt et al., 1995). Sin embargo, en Europa es notable el contraste entre los niveles de contaminación medioambiental del este y del oeste.
Además de causar o agravar enfermedades respiratorias, la contaminación del aire en el Triángulo Negro, especialmente de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, produjo lluvia ácida, es decir deposiciones húmedas (lluvia, nieve, rocío o escarcha) que se han hecho más ácidas que la lluvia normal (o sea pH <5,5). La lluvia ácida es dañina tanto para los bosques como para los ecosistemas acuáticos. La lluvia ácida que penetra en el terreno puede disolver nutrientes como magnesio y calcio y puede hacer que el aluminio quede suelto en el suelo. Los bosques situados en tierras más altas corren más peligro porque están expuestos a nubes y niebla ácidas, que contienen más ácido que la lluvia o la nieve y despojan de sus nutrientes a las hojas y los brotes. La pérdida de nutrientes aumenta la vulnerabilidad de los bosques a las enfermedades, los insectos y el frío. La menor calidad del agua y el suelo afecta también a la salud humana.
En este artículo, basado en investigaciones de los autores desde 1982, se describen los efectos de la deposición atmosférica ácida y el papel de las prácticas forestales para moderar esos efectos en los montes Jizera de la República Checa. La acidificación de esta zona, que empezó en los primeros años cincuenta del siglo pasado y alcanzó su máximo nivel a mediados de los ochenta, hizo que se perdieran grandes cantidades (40 a 80 por ciento) de rodales de picea, que descendiera el pH de las aguas de superficie y se redujera la vida en ríos y embalses. Desde 1990, sin embargo, se ha observado una cierta recuperación.
Las cabeceras fluviales de los montes Jizera en la República Checa tienen un 83 por ciento de cubierta forestal. El lecho rocoso de la región (granito) y los poco profundos suelos podsólicos son muy sensibles a la acidificación. La escorrentía directa (en particular la rápida del subsuelo) es la fuente principal; hay agua freática únicamente en capas poco profundas del subsuelo.
| Bosques seminaturales de hayas en el borde septentrional de los montes Jizera |
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J. KŘEČEK |
En los embalses de los montes Jizera se observó en los años ochenta un bajo nivel de pH, escasa dureza y alto contenido de aluminio.
No se ha propuesto para el pH del agua un valor orientador basado en la salud. Sin embargo, el pH es uno de los más importantes parámetros operacionales de la calidad del agua. Las orientaciones nacionales sobre calidad del agua potable apuntan a menudo a un pH óptimo de 6,5 a 8,5 (OMS, 2004). No solo la acidificación, sino también la alta alcalinización (relacionada con la mineralización extrema) afecta a la calidad del agua potable. Un pH muy bajo o muy alto puede afectar también a los usos recreativos, con efectos nocivos sobre la piel y los ojos (OMS, 2003). Sin contaminación ni la consiguiente lluvia ácida, la mayoría de los lagos y ríos tendrían un nivel de pH próximo a 6,5 (Consejo de Ministros Nórdicos, 1988). La lluvia ácida en los montes Jizera, sin embargo, hizo que lagos y ríos tuvieran niveles de pH mucho más bajos en los años ochenta, del orden de 4 a 5.
La dureza se refiere a las concentraciones de calcio disuelto y, en menor medida, de magnesio en el agua. Se observó también en la zona una dureza baja (hasta 10 mg de calcio y magnesio por litro), en relación con el pH bajo. El agua blanda con menos de unos 100 mg por litro tiene una baja capacidad estabilizadora y puede ser más corrosiva para las tuberías. Los estudios epidemiológicos han revelado una relación inversa estadísticamente significativa entre la dureza del agua potable y la enfermedad cardiovascular (OMS, 2004): es decir, a menor contenido de calcio y magnesio en el agua consumida corresponden índices más altos de enfermedades del corazón. Hay indicios de que el agua muy blanda puede tener un efecto negativo sobre el equilibrio mineral humano.
El aluminio vertido en el suelo termina finalmente en lagos y ríos. El contenido de aluminio de las aguas de superficie en la zona en los años ochenta era de 1 a 2 mg por litro. El límite establecido para el aluminio en el agua potable es 0,1 mg por litro para grandes instalaciones de tratamiento, y 0,2 mg por litro para pequeñas instalaciones (OMS, 2004). Aunque el aluminio se encuentra en muchos alimentos, en el agua de consumo y en muchos medicamentos antiácidos, hay indicios de que ingerido oralmente en concentraciones superiores a unos límites higiénicos (30 mg de aluminio por 1 kg de pescado, o 0,2 mg de aluminio por litro de agua) es tóxico para el consumo humano. Se ha formulado la hipótesis de que la exposición al aluminio es un factor de riesgo para el desarrollo o la aceleración de la enfermedad de Alzheimer (OMS, 2004).
La acidez elevada y los niveles de aluminio no solo significaron riesgos para la salud humana, sino que fueron también letales para la vida acuática, afectando al fitoplancton, cachipollas, truchas arco iris, róbalos de boca pequeña, ranas, salamandras moteadas, cangrejos de río y otros animales que son parte de la red alimentaria. Se comprobó que este problema era mucho más grave en momentos de acidificación episódica debida a aguaceros o comienzo de la época del deshielo (Křeček y Hořická, 2001).
| 2 Concentración mensual media de dióxido de azufre en el embalse de Jizerka, 1987 y 1997 |
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Las especies arbóreas nativas de los montes Jizera son el haya común (Fagus sylvatica), el abeto de Noruega (Picea abies) y el abeto blanco (Abies alba). Sin embargo, a causa de las talas en las mesetas de alta montaña desde el siglo XVII (provocadas por el desarrollo de las manufacturas de vidrio), los bosques experimentaron una grave reducción en los siglos XVIII y XIX. En la segunda mitad del siglo XIX se plantó abeto de Noruega por razones comerciales, y en el siglo XX las plantaciones de abeto constituían el 90 por ciento de los bosques de Jizera. Se iniciaron prácticas de viveros con semillas importadas de regiones de Europa con clima diferente, por lo que las plantaciones uniformes de abeto tuvieron escasa estabilidad ecológica.
Dentro de un bosque, la deposición atmosférica de azufre aumenta con la densidad del follaje (superficie foliar), su altura y su irregularidad (la turbulencia de la masa aérea por encima de las copas). Se observó que los efectos de la acidificación eran peores en los bosques de picea.
Los hayedos tienen menos superficie de follaje, especialmente en la estación invernal cuando es mayor la concentración de dióxido de azufre en la atmósfera (Figura 2).
Además, los hayedos nativos son más resistentes a los problemas de acidificación. La caída anual de sus hojas hace que sufran menos que las coníferas, que guardan sus agujas durante muchos años acumulando así más sustancias tóxicas.
Los suelos en los bosques de hayas tienen mayor capacidad para paliar la acidificación por la mayor profundidad de sus sistemas de raíces y su más alto contenido en nutrientes. Por eso el
agua de escorrentía en un hayedo resultó ser el doble de dura (es decir que tenía
un contenido doble de calcio y magnesio) que en un bosque de picea.
El apoyo comercial a la conversión de los rodales mixtos nativos en plantaciones de picea en los dos últimos siglos contribuyó así a la degradación de la salud forestal y de la calidad del agua.
| 3 Recuperación gradual del pH medio anual en tres embalses en los montes Jizera (Bedrichov, Sous y Josefuv Dul) |
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De 1984 a 1990, las extracciones forestales en Jizerka (aclareo de rodales maduros de picea y arrastre de la madera mediante tractores) contribuyeron también a la erosión del suelo y a la sedimentación, así como a la contaminación del agua con ácidos húmicos procedentes de los suelos de turba drenados. A escala de la cuenca de captación, la erosión anual del suelo, que era de 0,01 mm entre 1981 y 1984, se intensificó hasta 1,34 mm entre 1984 y 1990. La escorrentía de sedimentos aumentó del 8 al 30 por ciento del volumen del suelo erosionado.
Según la observación en el campo, la erosión laminar era desdeñable tanto en los parajes forestales (rodales maduros de picea) como en los aclarados (hierba invasora). Sin embargo, la pérdida significativa de suelo se relacionó con la longitud de los surcos de erosión producidos por la extracción de madera. Puede evitarse que la recolección forestal sea causa de la erosión del suelo, la sedimentación y la contaminación de las aguas de superficie recurriendo a prácticas de recolección forestal ecológicamente seguras como el arrastre de la madera mediante caballos o cables y respetando zonas ribereñas intermedias.
En la cuenca de Jizerka se ha observado recientemente una recuperación en la calidad del agua, con un aumento de los valores medios anuales del pH hasta 5 a 6 (Figura 3) y un descenso de las concentraciones de aluminio hasta 0,2 a 0,5 mg por litro. La mejoría puede explicarse en gran parte por el descenso de la contaminación por dióxido de azufre en el aire (después del Protocolo del Azufre de los países europeos, y observado en el campo desde 1990), y también por el encalado anual de algunos embalses después del deshielo para mejorar el tratamiento del agua potable. Sin embargo, se ha atribuido también a la notable reducción del índice de superficie foliar (de 18 a 3,5) resultante del aclareo de rodales de picea entre 1984 y 1990 (Figura 4) y al descenso de la deposición atmosférica en los rodales aclarados.
Al recuperarse algunos parámetros físicos y químicos en las aguas de superficie, ha sido posible reintroducir peces que se habían extinguido desde los años ochenta. La trucha de arroyo (Salvelinus fontinalis, especie tolerante a los ácidos) y la trucha marrón (Salmo trutta variedad fario) se reintrodujeron en entradas de embalses en los años noventa. La primera sobrevivió y se reprodujo, mientras que los ejemplares de trucha marrón al parecer murieron sin reproducirse. Sin embargo, como la trucha de arroyo se alimenta básicamente de insectos efímeros bentónicos (cachipollas) y tricópteros (fríganos, sobre todo Hydropsyche spp.) que contienen valores muy altos de aluminio, mercurio, cadmio y plomo, la concentración de aluminio y metales pesados en los tejidos de los peces supera todavía los límites sanitarios nacionales.
| Introducción de árboles de hoja caduca en los rodales de picea de los montes Jizera |
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J. KŘEČEK |
Los bosques de los montes Jizera figuran entre los ecosistemas más sensibles de Europa. El lecho rocoso expuesto a lento desgaste y los delgados suelos podsólicos con una capa muy superficial de cationes básicos tienen muy escasa capacidad de absorción frente a la deposición ácida real. En los años ochenta, las cuencas hidrográficas de la región padecieron una acidificación extrema que llevó los parámetros de pH, dureza y aluminio a niveles incompatibles con la buena salud. La mejoría reciente de la calidad del agua de superficie parece ser una consecuencia de una combinación de menor contaminación atmosférica, encalado y reducción de la densidad del follaje (superficie e irregularidad foliar) causada por el aclareo de los rodales de picea. Aunque la recuperación se refleja en la reintroducción con éxito de la trucha de arroyo en los embalses de las cabeceras, el alto contenido de contaminantes en los peces (que sobrepasa las normas sanitarias) y en los organismos bentónicos es señal de un medio ambiente todavía degradado.
La mejor calidad del agua observada en bosques seminaturales de hayas se debe en particular a la limitada deposición ácida en la estación de vida latente y a la mayor capacidad de absorción de los hayedos.
En consecuencia, la calidad del agua podría mejorarse a largo plazo plantando árboles de hoja caduca o rodales mixtos con menos follaje, lo que puede rebajar la deposición atmosférica y aumentar la capacidad de absorción en comparación con las plantaciones de picea. Esto es lo que ahora se está haciendo, en particular en la alta meseta, pero es demasiado pronto para apreciar la influencia que ello pueda tener sobre la calidad del agua.
Además, la ordenación de las cuencas de montaña debe incluir prácticas forestales ecológicas tradicionales (aclareo limitado, arrastre de troncos con caballos o cables, extracción estacional y respeto de zonas intermedias ribereñas) para evitar la erosión del suelo, la sedimentación y la contaminación del agua.
Estas recomendaciones podrían generalizarse a otras regiones forestales montañosas afectadas por la deposición atmosférica ácida, en especial las regiones de Europa central con un historial análogo de desarrollo forestal.
Bibliografía
Grennfelt, P., Rodhe, H., Thornelof, E. y Wisniewski, J., eds. 1995. Acid Reign ’95? Proceedings from the 5th International Conference on Acidic Deposition, Göteborg, Sweden, 26–30 June 1995. Dordrecht, Países Bajos, Kluwer Academic Publishers.
Křeček, J. y Haigh, M.J., eds. 2006. Environmental role of wetlands in headwaters. Dordrecht, Países Bajos, Springer.
Křeček, J. y Hořická, J. 2001. Degradación y recuperación de cuencas hidrográficas de montaña: los montes Jizera en la República Checa. Unasylva, 52(207): 43-49.
Nordic Council of Ministres. 1988. Surface water acidification in the ECE region. Copenhague, Dinamarca.
Organización Mundial de la Salud (OMS). 2003. Guidelines for safe recreational water environments: coastal and fresh waters. Ginebra, Suiza.
OMS. 2004. Guidelines for drinking water quality (3a edición). Ginebra, Suiza
