Hasta ahora, el agua subterránea, un recurso hídrico fundamental en todo el mundo, especialmente en las regiones secas, no ha sido estudiada en gran medida en cuanto a su importancia y su papel en el sostenimiento de los ecosistemas.
por la Facultad de Ciencias Ambientales y Silvicultura de SUNY
Un nuevo esfuerzo de investigación dirigido por la Facultad de Ciencias Ambientales y Silvicultura (ESF) de SUNY en asociación con la Universidad de California en Santa Bárbara (UCSB), la Universidad de Cardiff y el Instituto de Investigación del Desierto (DRI) examina la relación entre el agua subterránea y los ecosistemas en California.
Sus hallazgos aparecen en Nature Water .
Dirigido por la Dra. Melissa Rohde, quien completó el estudio como parte de su investigación doctoral en el Laboratorio de Ecohidrología Ribereña del Dr. John Stella en la ESF, el equipo utilizó imágenes satelitales y datos de monitoreo de aguas subterráneas para identificar umbrales de profundidad de aguas subterráneas y cambios estacionales que pueden respaldar datos sensibles. ecosistemas en todo California bajo el marco de la Ley de Gestión Sostenible de Aguas Subterráneas del estado.
«La gran mayoría del agua dulce de nuestro planeta es agua subterránea, pero no la reconocemos ni la gestionamos de forma sostenible, lo que tiene graves consecuencias para los seres humanos y los ecosistemas naturales «, afirmó el Dr. Rohde, ahora director de Rohde Environmental Consulting, LLC.
«El agua subterránea es fundamental para muchos ecosistemas, pero las agencias de agua y los conservacionistas rara vez tienen en cuenta sus necesidades de agua. Para conciliar eso, nuestro estudio proporciona un enfoque simple y práctico para detectar umbrales y objetivos ecológicos que los profesionales pueden utilizar para asignar y gestionar los recursos hídricos».
Utilizando 38 años de imágenes satelitales Landsat (1985-2022) y datos de pozos de agua subterránea en todo el estado, el estudio examinó los impactos en comunidades de plantas clave. Un desafío importante fue desarrollar métricas estandarizadas que puedan aplicarse en diversos ecosistemas con condiciones de agua específicas del sitio.
El equipo aplicó un método común de transformación de datos de una nueva manera para identificar umbrales de verdor de la vegetación y profundidad del agua subterránea a lo largo del tiempo que pueden determinar las necesidades de agua subterránea para los ecosistemas, ayudando a informar las decisiones sobre el uso y la planificación del agua.
«Los ecosistemas que dependen de las aguas subterráneas, como los humedales, las llanuras aluviales y las zonas ribereñas, tienen una importancia enorme para la biodiversidad. Más del 80 al 90 por ciento de las especies en una región general pueden depender de estos ecosistemas de una forma u otra», dijo la Dra. Stella. , coautor del estudio y vicepresidente de investigación de la ESF.
«Aplicamos un enfoque estadístico simple a conjuntos de datos muy grandes para identificar señales de advertencia y objetivos de conservación para una gran diversidad de tipos de ecosistemas».
El vasto alcance geográfico y el largo cronograma cubierto por el estudio permitieron al equipo evaluar cómo los sistemas a gran escala responden a los principales shocks climáticos, como la sequía histórica de California que ocurrió entre 2012 y 2016, así como dónde pueden afectar los ecosistemas individuales que dependen del agua subterránea. servir como refugios resistentes a la sequía.
«Este tipo de estudio, que abarca todo el estado de California durante casi cuarenta años, en realidad sólo ha sido posible en los últimos años y muestra la promesa de realizar estudios similares en un área geográfica mucho más grande utilizando el enfoque iniciado por el Dr. Rohde, » comentó el coautor, el Dr. Dar Roberts de UCSB.
Se descubrió que durante los eventos de sequía, la vegetación dependiente del agua subterránea que mantiene una conexión con el agua subterránea podría servir como refugio crítico para las especies asociadas, como las aves ribereñas o los peces. Sin embargo, cuando los niveles de agua subterránea se profundizan más allá de las zonas de raíces de las plantas durante la sequía, estos refugios seguros pueden perderse.
«Una conclusión clave de este estudio es que podemos utilizar lo que sabemos sobre la profundidad de las raíces de diferentes tipos de plantas para aproximarnos a los niveles de agua subterránea necesarios para mantener la salud del ecosistema», dijo la coautora, la Dra. Christine Albano de DRI. «Descubrimos que la vegetación era más saludable donde los niveles de agua subterránea estaban dentro de aproximadamente 1 metro de la profundidad máxima de las raíces, en comparación con donde el agua subterránea era más profunda».
El equipo de investigación tiene la esperanza de que su enfoque y sus hallazgos puedan ayudar a informar las decisiones sobre gestión del agua en California y más allá.
«Este estudio brinda a los administradores de aguas subterráneas una medida intuitiva y específica del sitio que puede proporcionar una base basada en datos para guiar la asignación de agua y los esfuerzos de restauración del ecosistema», dijo la coautora y profesora Kelly Caylor de UCSB.
«A nivel mundial, existen esfuerzos cada vez mayores para gestionar los recursos de aguas subterráneas para múltiples propósitos, no sólo para satisfacer las necesidades de agua potable o la agricultura de alto valor. Nuestro trabajo proporciona una base sólida sobre la cual desarrollar directrices claras sobre cómo gestionar las aguas subterráneas para sustentar una amplia gama de recursos. de las necesidades dentro de las cuencas de drenaje en California y más allá», dijo el coautor Prof. Michael Singer de la Universidad de Cardiff.
Más información: Melissa M. Rohde et al, Establecimiento de umbrales y objetivos ecológicos para la gestión de aguas subterráneas, Nature Water (2024). DOI: 10.1038/s44221-024-00221-w
