Nexos entre usos de la tierra e hipoxia marina, efectos en los ecosistemas, estuarios del Golfo de Nicoya

Abstract

Esta investigación modeló el comportamiento biogeoquímico del Golfo de Nicoya, Costa Rica, en función a eventos de crecimiento algal asociados a la disponibilidad de nitrógeno. El estudio partió de la importancia ecológica, productiva y socioeconómica del golfo, así como de la necesidad de comprender la relación de y entre los sistemas tierra-mar. Así como la relación entre la disponibilidad de nutrientes, la biomasa fitoplanctónica y las posibles implicaciones para la calidad ambiental del sistema estuarino del Golfo de Nicoya. La metodología integró información satelital y datos hidroquímicos para caracterizar la relación tierra–mar y alimentar un modelo la dinámica del nitrógeno inorgánico disuelto, la biomasa fitoplanctónica, el carbono inorgánico disuelto y el oxígeno disuelto. Se utilizaron datos satelitales, artículos y reportes técnicos del golfo para crear series de clorofila-a, temperatura superficial del mar, caudales de cuencas tributarias y parámetros fisicoquímicos reportados para el Golfo. A partir de la serie de clorofila-a se identificaron eventos de crecimiento algal, los cuales fueron simulados mediante un modelo biogeoquímico implementado en R. La calibración del modelo se realizó mediante procedimientos manuales y automáticos, empleando métricas de desempeño como el error medio absoluto y la raíz del error medio cuadrático (MAE y RMSE). Posteriormente, se evaluaron escenarios de crecimiento algal bajo diferentes concentraciones de nitrógeno inorgánico disuelto. La calibración evidenció mayor sensibilidad en parámetros asociados con el crecimiento, la respiración y la mortalidad del fitoplancton. Además, los resultados muestran que el modelo permitió representar la dinámica general de los eventos de crecimiento algal. Los escenarios indican que el aumento en la disponibilidad de nitrógeno incrementa la magnitud e intensidad de la biomasa algal, que puede estar limitada por otros procesos físicos y biogeoquímicos. Asimismo, las simulaciones de oxígeno disuelto no alcanzaron condiciones hipóxicas, pero evidenciaron la importancia de considerar la estratificación, la mezcla vertical y la disponibilidad de datos temporales continuos en futuras aplicaciones o modificaciones del modelo. El modelo conceptual constituye una herramienta preliminar útil para explorar la relación entre aportes de nutrientes y crecimiento algal en el Golfo de vii Nicoya. Sus resultados pueden aportar insumos para el monitoreo ambiental, majeo, la gestión integrada y la toma de decisiones orientadas al manejo del sistema tierra-mar del Golfo de Nicoya