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Investigación de los mecanismos de eutrofización del lago alpino Sevan (Armenia)


Fecha de referencia: 26-07-98

Experiencia seleccionada en el Concurso de Buenas Prácticas patrocinado por Dubai en 1998, y catalogada como GOOD. ( Best Practices Database.)
País/Country: Armenia

Región según Naciones Unidas: Europa
Región ecológica: montañosa
Ámbito de la actuación: regional (intranacional)
Instituciones: Institución académica y de investigación, organización no gubernamental.

Categorías = Gestión ambiental: sostenibilidad ecológica; restauración ambiental; reducción de la contaminación; gestión de recursos.

Contacto principal:
Dr. Rafael Hovhanissian (institución académica y de investigación)
24de Bagramian st. room#1112
Yerevan
Armenia
375019
Tel: 3742-27-34-28
E-mail: rhovan@sci.am

Socio:
Dr. Bardukh Gabrielyan (organización no gubernamental)
24d Bagramian st. room#907
Yerevan
Armenia
375019
Tel: 3742-27-93-35
Fax: 3742-15-10-48
E-mail: akhosrov@aua.am
Colaboración técnica


R E S U M E N

El uso intensivo de los recursos naturales del lago Sevan (Armenia), situado a 1.900 m sobre el nivel del mar, junto con el aumento del impacto antropogénico sobre su ecosistema, han provocado algunas transformaciones ecológicas y climáticas en toda la cuenca. Los grandes cambios hidrotécnicos del ecosistema del lago han provocado un descenso significativo del nivel del agua, con la consiguiente eutrofización y degradación de la calidad de sus aguas y demás recursos. El problema, de consecuencias ecológicas, de este impacto sobre el limnosistema del lago Sevan se ha hecho realidad en Armenia y en toda la región transcaucásica.

En estas circunstancias, la principal tarea para Armenia es el estudio de las consecuencias socioeconómicas de los cambios del medio natural de la cuenca del lago Sevan a escala tanto global como regional, el desarrollo de un conjunto de medidas que limiten la actividad económica, el establecimiento de unos criterios y la previsión de posibles cambios irreversibles sobre el ecosistema del lago que amenacen un desarrollo regional estable.

La investigación fundamental de la situación comenzó a principios de 1970. Se procesaron y sistematizaron numerosos datos, fueron ideados varios modelos matemáticos cuya aplicación supuso la obtención de un completo cuadro del ecosistema en su estado actual. Se han llevado a cabo una serie de medidas concretas basadas en decisiones y recomendaciones con base científica. Entre ellas se incluyen las siguientes: la construcción de embalses alternativos al lago Sevan para compensar el uso del agua del lago, la puesta en funcionamiento del canal Arpa-Sevan, la construcción de un nuevo canal y la mejora de la actividad agrícola.

Las consideraciones y recomendaciones científicas deberían servir como base fundamental a la hora de planificar la transformación hidrotécnica de los embalses y de gestionar sus recursos naturales.




Fechas clave


1985 construcción de un embalse alternativo para compensar el consumo de agua
1983 construcción de un canal para transferir agua al lago Sevan
1986 rectificación de las clases de plantas y fertilizantes
1990 redacción de unas regulaciones equilibradas en materia de la pesca



D E S C R I P C I Ó N


El desarrollo intensivo y extensivo de la industria, la agricultura y demás actividades humanas, así como el aumento de la densidad demográfica que estamos experimentando en la actualidad, han provocado transformaciones antropogénicas a gran escala en diferentes países. En tales condiciones han surgido problemas sociales y económicos enormes, complejos y difíciles de solucionar relacionados con las tendencias desarrollistas de la sociedad, con la rehabilitación de ecosistemas degradados, la minimización de los procesos de transformación y la contaminación del medio ambiente.

Esto afecta en primer lugar a los cauces de agua dulce: lagos, ríos y pantanos, por ser los ecosistemas más sensibles en cuyas cuencas se están produciendo toda clase de indeseables transformaciones físicas, químicas y biológicas. Están perdiendo sus cualidades como aguas potables y como criaderos de peces, lo que supone un grave problema para el desarrollo sostenible de cualquier país y de su población.

Armenia, con un volúmen de agua de 34x109 m2, desempeña un papel crucial en el equilibrio hídrico de toda la región transcaucásica así como de las regiones septentrionales de Irán y Turquía. Este lago tiene una importancia estratégica para Armenia y para los países vecinos al ser el mayor proveedor de agua potable de la zona.

Al tratarse de un lago alpino (a 1.900 m sobre el nivel del mar) que lleva una gran cantidad de agua, el lago Sevan juega un papel decisivo en el desarrollo de la economía nacional y en la generación de electricidad, sobre todo en situaciones de emergencia.

Las enormes transformaciones hidrotécnicas y el uso excesivo de los recursos hídricos del lago para satisfacer las necesidades energéticas y agrícolas, provocaron el descenso del nivel del agua a 19'2 m, causando importantes cambios morfométricos, hidro-físicos, químicos y biológicos (ver tabla 1).

Teniendo esto en consideración, los objetivos que se planteó la iniciativa fueron los:
revelar los mecanismos de la eutrofización antropogénica y de la contaminación de los hidro-ecosistemas, y elaborar una serie de principios y métodos que posibiliten una utilización racional de los recursos naturales de lagos, ríos y embalses. Estas son tareas necesarias especialmente para aquellos países densamente poblados y con escasos recursos hídricos, como es el caso de Armenia, donde tanto el agua como el resto de los recursos naturales son enormemente explotados para mantener la economía en funcionamiento.

Proceso

El Instituto de Hidroecología e Ictiología de la Academia Nacional de Ciencia llevó a cabo el proyecto y dirigió la investigación principal, mientras que la organización no gubernamental Environmental Survival (Supervivencia Ambiental) recogió y procesó los datos. La estrecha cooperación establecida entre ellos durante el trabajo en equipo, ha contribuído a fomentar la integración de los sectores académicos públicos y estatales a la hora de solventar problemas relacionados con la mejora de la calidad ambiental y con su protección. Mientras exista una clara ruptura entre los criterios socioeconómicos y los ecológicos a la hora de tomar decisiones políticas de planificación y de gestión, se producirán perturbaciones en los ciclos de la circulación de materia y de transformación de energía dentro de la biocenosis, generándose así efectos negativos para el desarrollo de la sociedad. Este proceso negativo, por otra parte, puede contribuir a obstaculizar las interrelaciones internas e intergubernamentales tanto en el plano socioeconómico como en el político.

La circulación de agua oligotrófica dentro del lago Sevan era escasa, se necesitarían 44'3 años para renovar todo su volúmen. Sus aguas son muy transparentes (una media de 14 m) y con un alto contenido de oxígeno en cualquier época del año.

El lago se caracterizaba por tener un régimen muy específico de elementos biogénicos básicos con un contenido de fósforo demasiado alto (0'32 g/m3) y una concentración de nitrógeno mineral demasiado baja (menos de 0'003 g/m3).

Allí se desarrollaban macrofitos y fitoplancton. La biomasa de macrofitos ascendía a 7.000 g/m2 mientras que la de fitoplancton era de 0'3 g/m3. La producción principal de plancton estaba en torno a los 100 g/m2 al año. Esta producción comparativamente alta venía dada por la mayor profundidad de la zona eufótica, por los componentes de la cadena trófica y por la intensificación de los procesos bioproductivos, que favorecían sobre todo una mayor producción de sustancias orgánicas. Todos estos procesos se tradujeron en el deterioro del agua potable y de la calidad de la pesca.

No sólo las transformaciones dentro del embalse, sino también los desarrollos industriales y agrícolas extensivos e intensivos, injustificados desde el punto de vista ecológico, conformaron la pésima situación de la cuenca del lago, al convertirse en una fuente que aportaba contaminantes y componentes tóxicos y eutróficos al lago.

Se dieron importantes transformaciones en el biota del ecotono del lago en el que anteriormente se desarrollaba una gran cantidad de flora y fauna tanto acuática como terrestre que mantenía el necesario equilibrio en el nivel trófico del litoral del lago.

En la parte acuática del ecotono han desaparecido los lugares de desove de la trucha del Sevan como resultado del descenso del nivel del agua. De esta manera se han perdido estas especies piscícolas endémicas mientras que la cantidad de invertebrados de los que se alimentaban estos peces ha disminuído como consecuencia de la desecación de las zonas de macrofito y perifiton.

En la actualidad, de las 167 especies de pájaros migratorios endémicos que habitaban en los humedales contiguos al lago, tan sólo 18 permanecen en la zona del litoral del ecotono del lago como consecuencia de la desertización de las casi 1.000 hectáreas de marismas. El número de mamíferos también ha descendido.

En la actualidad, los procesos de desertización dominan totalmente en la zona.

La dificultad a la hora de desvelar las razones y los mecanismos de la eutrofización del lago Sevan, reside en que son la consecuencia de unas transformaciones rápidas e interrelacionadas simultáneamente, así como de un conjunto de factores biogénicos y abiogénicos.

El descenso del nivel del lago hasta 19'2 m ha provocado:

En el ecosistema del lago ha ocurrido lo siguiente: han perecido y se han descompuesto unas 900.000 toneladas de macrofitos, la equilibrada cadena de detritus se ha interrumpido debido a la transformación de la biomasa de macrofitos en detritus, algunos de los cuales fueron consumidos por los detritófagos (incluídos peces), mientras que el resto se mineralizó en forma de sedimentos. Se ha producido un cambio en la preponderancia de las especies, las comunidades de zooplancton, zoobentos y peces han perdido su dominio en favor, sobre todo, de los fitotrofos.

Tal y como se esperaba, el cambio en la morfometría del lago ha provocado transformaciones considerables en los procesos internos y externos del embalse, contribuyendo a la creciente acumulación de nitrógeno en el lago.

Por el contrario, durante todo el período de descenso del nivel del lago se ha observado una disminución en la concentración de fósforo. Es evidente que las transformaciones mencionadas en los procesos que mantienen en equilibrio el régimen biogenético del lago, los cambios en las concentraciones de nitrógeno y fósforo y los cambios periódicos en su correlación han provocado indudables variaciones cuantitativas y cualitativas en el régimen de alimentación del fitoplancton, convirtiéndose en una de las posibles razones de la sucesión alogénica de hidrobiontes y de la eutrofización del lago.

La vaga dependencia de los índices de bioproducción de fitoplancton (cantidad, biomasa, clorofila "a" y producción) sobre el contenido total de minerales y de nitrógeno, así como la bien establecida correlación inversa entre los índices explicados y el mineral y el fósforo total, nos hablan de la reestructuración del ecosistema del lago mediante la limitación de la concentración de nitrógeno hasta la del fósforo, lo cual se verifica a través del elaborado modelo matemático de la unión autotrófica del lago.

La inversión de la limitación biogénica es un ejemplo único en la historia de la eutrofización antropogénica de grandes limnosistemas. Los desequilibrios multifactoriales señalados y la inversión de la retroalimentación positiva y negativa que están regulando y sosteniendo la estabilidad y la regularidad del ecosistema del lago Sevan, explica posiblemente que no exista una clara relación entre los índices de bioproducción y la variación de los factores abióticos, a diferencia de los ejemplos comunes de eutrofización en aquellos lagos donde sólo uno o dos índices son variables.

En este punto surge una pregunta: ¿son reversibles los procesos que produjeron la eutroficación del lago?

Numerosos índices vitales señalan que los procesos oligotróficos que ocurrieron en el lago no pueden considerarse por sí mismos como totalmente reversibles, según muestran las exhaustivas investigaciones llevadas a cabo sobre los datos del ecosistema (producción primaria de fitoplancton, transparencia, clorofila "a", número de bacterias, etc...) y no podemos esperar que la tendencia inversa pueda tener lugar de manera espontánea en un futuro próximo.

Todavía quedan problemas por solucionar. Al estar el ecosistema del lago en proceso de desestabilización y al existir un problema de eutrofización, es necesario continuar supervisando la investigación que revele los factores principales que puedan causar la eutrofización de un nuevo nivel trófico del lago.

Resultados alcanzados
Los análisis de las causas y de las peculiaridades de la eutrofización del lago confirman que, para detener los procesos que la producen, es necesario gestionar y mantener todo el ecosistema de la cuenca del lago de tal manera que se conserve la estabilidad del lago, evitando impactos en la cuenca y restrigiendo la difusión de elementos biogénicos fuera de los sedimentos del fondo.

Partiendo de regularidades hidroecológicas tales como la interdependencia del oxígeno, la clorofila "a" y la acumulación de sustancias orgánicas procedentes de las profundidades medias, así como del modelado matemático de la formación del vínculo autotrófico del ecosistema del lago, se ha determinado que, para asegurar la deseutrofización, es necesario elevar 6 mel nivel de agua. Esto se traducirá en la formación de hipolimnion estable, la limitación del movimiento de convección y de difusión de elementos biogénicos fuera de los sedimentos del fondo, la mejora del régimen de oxígeno y el aumento de la transparencia.

Teniendo en cuenta que el impacto simultáneo de dos factores importantes, como son los cambios en los procesos del agua del interior del lago y la afluencia excesiva de materia biogénica procedente de la cuenca del lago, se consideran una peculiaridad destacada de la eutrofización antropogénica del lago Sevan, hemos desarrollado una serie de medidas específicas con base científica destinadas a aliviar el peso de la contaminación procedente de las aguas residuales ricas en materia orgánica, elementos biogénicos, metales pesados, productos químicos tóxicos y residuos sólidos. Todo esto exige la regeneración de las industrias, la agricultura, las actividades de ocio y demás sectores dentro de la zona de la cuenca del lago Sevan.

Las medidas concretas que resultaron de la investigación son las siguientes:

  1. la reducción drástica de las extracciones de agua del lago para el riego y para requerimientos energéticos, lo que provocará una cierta estabilización del nivel del embalse en 1997-98.
  2. la construcción de embalses alternativos al lago Sevan para compensar la reducción del uso de su agua con fines económicos.
  3. la puesta en marcha del canal Arpa-Sevan, que transfiera agua del río Arpa al lago Sevan, con el objetivo de elevar aún más el nivel del lago.
  4. el comienzo de la construcción del nuevo canal para la transferencia de agua del río Vorotan al lago.
  5. la corrección de algunos aspectos de la actividad agrícola como por ejemplo: una elección cuidadosa de las especies a cultivar, así como de los fertilizantes y pesticidas utilizados en la cuenca de captación el lago.
  6. la redacción de una regulación establecida científicamente que proteja el equilibrio de los diferentes niveles tróficos del ecosistema del lago.

Transferibilidad
Los mecanismos de eutrofización de un gran lago alpino resultado de diversas transformaciones hidroecológicas así como la amplia experiencia del Instituto de Hidroecología e Ictiología en cuanto a ejecución de medidas ecológicas y protectoras de la naturaleza, condujeron a la deseutrofización del lago. La razón del éxito puede deberse al desarrollo de principios de regulación, gestión y previsión de procesos de bioproducción en cualquier nivel de la cadena trófica así como a la formación de agua de calidad en los lagos. Este asunto es de una importancia vital para aquellos países cuyas tendencias de desarrollo requieran de transformaciones hidrotécnicas a gran escala de los limnosistemas y de las zonas de la cuenca, si se desean salvaguardar al mismo tiempo los entornos naturales y evitar así la propagación de cualquier proceso de deterioro ecológico.

Lecciones aprendidas
En muchos países, especialmente en aquellos estados independizados recientemente y con una economía de transición, las cuestiones económicas relacionadas con la utilización de los recursos naturales se abordan conforme a unos negligentes requisitos de protección de la biosfera. Esto ha provocado la degradación de numerosas regiones y ha imposibilitado el desarrollo económico extensivo y a largo plazo. Una mala administración en la utilización de los recursos naturales conduce al agotamiento de dichos recursos incluso en países desarrollados que a menudo amenazan el futuro de las biocenosis de vastas regiones ecológico-geográficas.

Tabla 1
Características limnológicas del lago Sevan a lo largo de varias etapas de descenso del nivel:

Descenso del nivel del agua (en metros)
1930-1935 (0.0)
1976-1978 (18.2)
1985-1996 (19.2)
Art. Parámetro Unidades 1930-1935 1976-1978 1985-1996
1 Altitud m 1.916,2 1.898,0 1.897,0
2 Superficie de la cuenca km2 3.475 3.592 3.647
3 Superficie del lago km2 1.416 1.253 1.244
4 Profundidad máxima m 98,6 80,4 79,4
5 Profundidad media m 41,3 27,2 26,2
6 Volúmen hídrico km3 58,4 34,8 33,5
7 Renovación del agua año 40,7 26,0 25,0
8 Transparencia m 1.403 3.0 4.5
9 pH - 9,2 8,8 8,7
10 Iones totales g/m3 720 710 680
11 Oxígeno en hipolimnion g/m3 6,0 0,0 2,0
12 Nitrógeno mineral g/m3 0,03 0,27 0,16
13 Nitrógeno total g/m3 0,07 2,6 0,64
14 Fósforo mineral g/m3 0,28 0,1 0,007
15 Fósforo total g/m3 0,37 0,19 0,06
16 Bacterioplancton 106 cell/ml 0,4 1,8 1,0
17 Biomasa de fitoplancton g/m3 0,32 3,5 2,4
18 Producción primaria de fitoplancton kcal/m2/año 1.000 6.780 4.000
19 Macrofitos tx103/año 900 8,0 26,0
20 Zooplancton g/m3 1,45 1,80 0,70
21 Zoobentos g/m2 3,38 33,0 11,0
22 Peces ton/año 1.000 3,070 2.400

Referencias

Gabrielian B.K. (1993) Dynamics of ichthyocenosis of Lake Sevan at different trophic levels. (Materials of the International Scientific Conference "The Ecological Problems of the Lake Sevan")

Gabrielian B.K. (1995) Investigation of stocks and production of Varicorhinus capoeta sevangi of Lake Sevan. ("Journal of Ichthyology" V. 35, #5 1995. pp. 710-713.)

Hovhanissian R.H., Bronozian H. (1994) Restoration and Management of Lake Sevan in Armenia: Problems and Prospects. (Journal "Lake and Reservoir Management" V.9, #1, 1994, pp.178-182)

Hovhanissian R.H. (1994) The book "Lake Sevan: Yesterday, Today, Tomorrow". (478p) .

Hovhanissian R.H., Gabrielyan B.K., Vardanian M. K. (1995) Evolution of Big Lakes with Variable Morphometry. (Materials of 6-th International Conference on Conservation and Management of Lakes)



Este documento se ha editado a partir de una versión inglesa.
Traducido por Esther Collado Quirantes.


Revisado por Carlos Verdaguer.

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