Efecto de cambios proyectados en precipitación sobre la estabilidad de las comunidades acuáticas

Abstract

La contaminación por agroquímicos constituye una perturbación importante ejercida sobre las comunidades acuáticas a nivel global. Esta contaminación es conducida principalmente mediante escorrentía superficial la cual es generada por precipitaciones. Bajo los escenarios propuestos de cambio climático se espera un cambio en los patrones temporales de precipitaciones, lo cual alteraría el ingreso de contaminantes hacia ecosistemas acuáticos. El objetivo general de este estudio es determinar, mediante la construcción y análisis de un modelo dinámico, el efecto ejercido por cambios en la magnitud y la duración de las precipitaciones sobre la estabilidad de comunidades acuáticas complejas, mediado por cambios en la dinámica de la concentración de contaminantes en el medio. Lo anterior se evalúa en escenarios contrastantes de a) correlación temporal entre la precipitación y la aplicación de agroquímicos y b) magnitud de aplicación de agroquímicos. Las salidas del modelo dinámico fueron analizadas mediante análisis de vías. Nuestros resultados revelan que el aumento en la variabilidad de la precipitación, principalmente los aumentos en magnitud, en interacción con una elevada liberación de agroquímicos puede traer consecuencias adversas para la biodiversidad. La variable explicativa de este efecto que ejerció la mayor influencia sobre la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos fue el tiempo de exposición de la comunidad al contaminante en el medio. Estos efectos se ven potenciados cuando existe un estrecho acople temporal entre la temporada de precipitaciones y la aplicación de agroquímicos en los cultivos. Nuestros hallazgos pueden ser útiles para orientar medidas de gestión agroindustrial en el marco de un desarrollo sustentable, así como para avanzar en nuestro entendimiento de las interacciones entre diversos factores ambientales y bióticos que conforman los sistemas socio-ecológicos.

Agrochemical pollution is one of the most important kinds of disturbance exerted on aquatic communities globally. This pollution is mainly driven by surface runoff, which is generated by precipitation. Under climate change scenarios, a change in temporal patterns of precipitation is expected, which would alter the input of pollutants into aquatic ecosystems. Through the construction and analysis of a dynamic model, in this study we determine the effect exerted by changes in magnitude and duration of rainfall on the stability of complex aquatic communities, mediated by changes in the dynamics of the concentration of pollutants in the environment. This is evaluated under contrasting scenarios of a) temporal correlation between precipitation and agrochemical application and b) magnitude of agrochemical application. The outputs of the dynamic model were analyzed by path analysis. Our results reveal that an increase in precipitation variability, especially in magnitude, interacting with elevated discharges of agrochemicals can have adverse consequences for biodiversity. The explanatory variable of this effect, that exerted the greatest influence on the biodiversity of aquatic ecosystems, was time of exposure to the contaminant in the environment. These effects are exacerbated when a close temporal coupling exists between rainy season and agrochemical application in crops. Our findings may be useful for guiding agribusiness management measures within the framework of sustainable development and also for advancing in our understanding of interactions between various environmental and biotic factors shaping the socio-ecological systems.