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Los lagos como centinelas e indicadores
de cambio globalJavier Alcocer DurandUNAM FES [email protected]
Cuerpos acuáticos epicontinentales
Función y relevancia en el balance regional y global de carbono
Función como centinelas de cambio global
Williamson et al. 2009.
L&O 54: 2273-2282
• … 1.9 Pg C y-1 from the terrestrial landscape, of which about 0.2 Pg y-1 is buried in aquatic sediments, at least 0.8 Pg y-1 (possibly much more) is returned to the atmosphere as gas exchange while the remaining 0.9 Pg y-1 is delivered to the oceans.
• … roughly twice as much C enters inland aquatic systems from land as is exported from land to the sea.
• Although their area is small, these freshwater aquatic systems can affect regional C balances.
First State of the Carbon Cycle Report:
The estimates did not include Canada, Mexico, or the Great Lakes because of a lack of available data for each.
State of the Carbon Cycle Report (SOCCR)
2nd State of the Carbon Cycle Report (SOCCR-2)
Second State of the Carbon Cycle Report:
Further data collection is needed to properly assess carbon cycling within inland
waters at the national scale in both Canada and Mexico.
• Lakes are effective sentinels for climate change because they are sensitive to climate, respond
rapidly to change, and integrate information about changes in the catchment
• The efficacy of the different indicators is affected by regional response to climate change,
characteristics of the catchment, and lake mixing regimes.
• Thus, particular indicators or combinations of indicators are more effective for different lake
types and geographic regions.
• Their (lakes and reservoirs) physical, chemical, and biological responses to
climate provide a variety of information-rich signals.
• Their sediments archive and integrate these signals, enabling paleolimnologists
to document changes over years to millennia
Lagos como centinelas
Lagos de alta montaña (El Sol y La Luna, Nevado de
Toluca)
Por encima de la cota de vegetación arbórea
Cuencas pequeñas y aisladas
Sitios remotos
Lagos tropicales profundos (Lago Alchichica, Puebla)
Monomícticos cálidos
Temperatura del fondo > 4°C
Nev
ado
de
To
luca
, E
do
Mex
El Sol y La Luna
19º 06’ N, 99º 45’ W, 4200 m s.n.m.
El Sol
ZMAX = 15 m, ZMEAN = 6 m
765 X 482 m, 237,321 m2
La Luna
ZMAX = 10 m, ZMEAN = 5 m
227 X 209 m, 31,083 m2
Lagos volcánicos, cráter
Aguas frías, poco mineralizadas, pH ácido, oligotróficos
Polimícticos cálidos
Te
mp
era
tura
am
bie
nte
(T
°C)
0
2
4
6
8
1964
1968
1972
1980
1984
1988
1992
1996
2000
2004
1976
2008
2012
2016
y = 0.0106x + 3.6505
R² = 0.0689
Pre
cip
itació
n (
mm
)
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1964
1968
1972
1980
1984
1988
1992
1996
2000
2004
1976
2008
2012
2016
y = -1.6803x + 1222
R² = 0.0213
Variables meteorológicas
0.54°C en 52 años
0.1°C en 10 años
Tendencia de cambio climático de 0.05 a 0.12°C por década (Good et al., 2010)
Decremento de 0.75 mm por año
Cambios 2000-01 a 2006-07
TºC
ZEU
OD
K25
pH
N (NH4, NO2, NO3, NID)
P (PSR, PT)
Si (SiSR)
Clor-a
Variable
K25
pH
N-NO3
El Sol
•
•
•
La Luna
•
•
•
N-N
O3
(g L
-1)
0
100
200
May
Jul
Sep
Nov
Jan
Mar
Sep
May
Jul
Mar
0
5
10
15
Te
mp
era
ture
(°C
)
00-01 06-07
Tem
pe
ratu
re (
°C)
0
5
10
15
Mar
May
Jul
Sep
Nov
Jan
2000-2001 2006-2007M
ar
May
Jul
Sep
4
6
8
10
pH
00-01 06-07
pH
4
6
8
10
2000-2001 2006-2007
Mar
May
Jul
Sep
Nov
Jan
Mar
May
Jul
Sep
N-N
O3
(g
L-1
)
0
100
200
00-01 06-07
N-N
O3 (
g L
-1)
0
100
200
300
400
00-01 06-070
100
200
300
400
N-N
O3
(g
L-1
)
Nov Jan
Mar
May Ju
l
Sep
Mar
May Ju
l
Sep
pH
4
6
8
00-01 06-07
Mar
May
Jul
Sep
Nov
Jan
Mar
May
Jul
Sep
pH
4
6
8
00-01 06-07
Tem
pera
ture
(°C
)
0
5
10
15
00-01 06-07
Mar
May
Jul
Sep
Nov
Jan
Mar
May
Jul
Sep
Te
mp
era
ture
(°C
)
3
6
9
12
00-01 06-07
K25
(µ
S c
m-1
)
0
5
10
15
20
00-01 06-07
K25 (
µS
cm
-1)
0
5
10
15
20
00-01 06-07
Mar
May
Jul
Sep
Nov
Jan
Mar
May
Jul
Sep
0
20
40
60
80
K25 (
µS
cm
-1)
00-01 06-07
K25 (
µS
cm
-1)
20
40
60
80
Mar
May
Jul
Sep
Nov
Jan
Mar
May
Sep
Jul
= =
Año El Sol La Luna
2000-2001 5.28 ± 0.18 4.65 ± 0.40
2006-2007 6.19 ± 0.04 5.05 ± 0.04
2010 7.3 ± 0.8 6.2 ± 0.2
2016-2017 6.76 ± 0.35 4.59 ± 0.41
00-01 06-07 *2010 **16-17
pH
3
4
5
6
7
8
9
5.8-6.2
Nevado de Toluca, EdoMex
Alchichica, Puebla
Lago Alchichica
19º 24’ N, 97º 24’ W, 2300 m s.n.m.
ZMAX = 62 m, ZMEAN = 40.9 m
Circular, diámetro = 1.9 km, área = 2.3 km2
Clima árido (< 500 mm PP, > 1600 mm ET)
Lago cráter, maar (explosión freatomagmática)
Salino (8.3-9.0 g/L), alcalino, pH básico, oligotrófico
Monomíctico cálido
Variables meteorológicas
• Dos épocas:
• aguas turbias (dic/ene-mar/abr)
• aguas claras (abr/may-nov/dic)
• Tendencia de disminución de la ZEU en la etapa de “aguas claras”
• Mayor intensidad entre 1999 y 2001
• Rango de 19 – 48 m
Profundidad de la zona fótica
y = 0.0001x + 12.927 R² = 0.02013
y = 8E-05x + 11.545 R² = 0.29682
14.0
15.0
16.0
17.0
18.0
19.0
20.0
21.0
28
/01
/98
28
/08
/98
28
/03
/99
28
/10
/99
28
/05
/00
28
/12
/00
28
/07
/01
28
/02
/02
30
/09
/02
30
/04
/03
30/1
1/0
3
30
/06
/04
31
/01
/05
31
/08
/05
31
/03
/06
31
/10
/06
31
/05
/07
31
/12
/07
31
/07
/08
28
/02
/09
30
/09
/09
30
/04
/10
30/1
1/1
0
30/0
6/1
1
31
/01
/12
31
/08
/12
31
/03
/13
31
/10
/13
31
/05
/14
31
/12
/14
31
/07
/15
29
/02
/16
30
/09
/16
30
/04
/17
30/1
1/1
7
Te
mp
era
ture
(ºC
)
Surface Bottom Lineal (Surface) Lineal (Bottom)
Temperatura superficial y de fondo
Termoclina planar
(máximo gradiente de temperatura)
Desplazamiento de 0.033 m/año
Incremento en la diferencia de temperatura
Concentración de clorofila-a y PP
La concentración de Clor-a tuvo un promedio de 23.1 ± 7 mg m-2
con un CV de variabilidad del 32%
La PPF promedió 378 ± 144 mg C m-2 h-1 (392-490) y tuvo un CV de 38 % de variabilidad.
Clor-a y PP - ENSO
C en sedimentos
Elevada capacidad
de preservación
C en el núcleo
sedimentario = 16.6
a 31.6 mg g-1
Patrones y tendencias a largo plazo
Tendencia de disminución (3.9 mg m-2 en 16 años).
Periodicidad anual y de 1.5 años
No muestra tendencia a largo plazo.
Periodicidad semestral y anual
Se agradece el apoyo otorgado por diferentes agencias financiadoras (p.ej.,
CONACYT, PAPIIT, PAPCA) que nos han permito llevar a cabo
monitoreos de largo plazo (hasta de 20 años continuos en Alchichica)
Asimismo se agradece el apoyo a los académicos y numerosos estudiantes de
pre y posgrado que han invertido innumerables horas-hombre en el trabajo
de campo y laboratorio para generar los registros de largo plazo
A los colegas limnólogos, nacionales y extranjeros, que han inspirado el
inicio y continuación de esta ardua labor de mantener los registros a largo
plazo en lagos mexicanos