Situacions d'anòxia en zones estuàriques sense forçament mareal: una aproximació als balanços producció/consum d'oxigen

Abstract

En aquesta tesi doctoral s'han estudiat les causes de l'aparició de fenòmens hipòxics i anòxics en un sistema costaner estuarià micromareal com la badia dels Alfacs (Mediterrani NW), pel període comprès entre el final dels anys vuitanta i final dels anys noranta. La badia mostra esdeveniments hipòxics a finals d'estiu, els quals no ocorren cada any, i no semblen ser produïts per una sola causa. <br/><br/>Es va trobar que, a finals dels anys noranta, el fons de la badia havia estat colonitzat per macroalgues, que no hi eren una dècada abans. Es va observar que aquestes macroalgues tenen una funció important per controlar els esdeveniments anòxics. Poden canviar d'uns quants dies a infinit el temps necessari per arribar a l'anòxia, depenent dels escenaris d'irradiància i biomassa. El balanç d'O2 sencer de tot l'ecosistema és lleugerament positiu en base anual: 26.5 mg O2 m-2 d-1; és molt positiu a l'estiu i l'hivern, molt negatiu a la primavera, i també negatiu, en un menor mesura, a la tardor. Per ordre d'importància, els productors principals d'O2 són el fitoplàncton i les macroalgues, i les principals sortides en són la respiració del sediment, l'intercanvi amb l'atmosfera, i l'exportació d'O2 del plàncton cap a l'aire i mar obert.<br/><br/>Per tal d'analitzar el paper relatiu de cada procés ecològic en el balanç global, es va desenvolupar un model d'oxigen (OMMEL) aplicat a aquest tipus de badia per 1997, i l'ajust entre els valors observats i mesurats va ser bo en general. La producció biològica neta a la badia dels Alfacs és 326 g C m2 y-1.<br/><br/>D'aquesta tesi es conclou que els esdeveniments hipòxics en badies com aquesta no són causats per un factor únic, aïllat i identificable, sinó per la coincidència en l'espai i temps d'un conjunt d'ells: alta temperatura, terbolesa de la columna d'aigua, alta biomassa macroalgal, respiració del sediment i absència de vent. Les situacions hipòxiques són mantingudes mentre aquestes condicions no canviïn substancialment i hi hagi poca renovació d'aigua profunda així com manca de flux advectiu per intrusió d'aigua marina externa, o per manca de flux no-advectiu amb la capa superior.<br/><br/>Les hipòxies poden disminuir o fins i tot desaparèixer quan apareixen vents forts ocasionals, o vents més dèbils però més continuats, els quals trenquen o erosionen l'estratificació de la columna d'aigua. També poden disminuir quan hi ha renovació d'aigua profunda per entrada d'aigua marina exterior, causada, per exemple, per fluxos d'entrada d'aigua dolça a través dels canals de drenatge dels arrossars. <br/><br/>El rang de maniobra per reduir el risc d'anòxia és baix. La principal possibilitat per reduir aquest risc és a través d'augmentar els fluxos d'entrada d'aigua dolça a la badia.<br/><br/>NOTA: <br/><br/>L'autor, exercint els seus drets sobre la tesi doctoral, ha decidit divulgar-la mitjançant la llicència: "Creative Commons: Reconeixement-Compartir amb la mateixa llicència 2.5 Espanya", [http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/es/deed.ca]

<i>Causes of hypoxic-anoxic situations in a coastal microtidal estuarine system called Alfacs Bay (NW Mediterranean) have been studied for the period between the end of the eighties and the end of the nineties. Alfacs bay shows occasional hipoxic events at the end of summer, which does not occur every year, and it does not seem to be due to a single cause alone. <br/><br/>Macrophytes have an important role controlling anoxic events. They can shift from a few days to infinite the time needed to reach anoxia, depending on irradiance and biomass scenarios. Whole ecosystem O2 budget is slightly positive in annual basis: 26.5 mg O2 m-2 d-1, being very positive in Winter & Summer, very negative in Spring and also negative in a lesser extend in Autumn. In order of importance, main producers are phytoplankton and macroalgae, and main sinks are sediment respiration, exchange with athmosphere, and plankton O2 exportation to air and open sea. <br/><br/>An oxygen model (OMMEL) was developed and applied to this type of bay for 1997, and model fit between observed and estimated values was good. Net biological production in Alfacs is 326 g C m2 y-1.<br/><br/>Hypoxic events are not caused by an only factor, isolated and identifiable, but for the coincidence in space and time of a set of them: high temperature, water column turbidity, high macrophyte biomass and sediment respiration and wind absence. Hypoxic situations seems are kept while these conditions do not substantially change and there is little deep water renewal, lack of advective flow by intrusion of external salt water, or by lack of non-advective flow with the upper layer. <br/><br/>Hypoxia decreases and can disappear when either occasional strong winds appear, or weaker winds but more continued, which break or erode water column stratification,. Or also when there is deep water renewal by external marine water entrance, caused by, for instance, freshwater inflow through the rice field drainage channels. Range of maneuver to reduce risk of anoxia is low. The main chance for management is through increasing freshwater inflows to the bay. </I>