Search

A strong socio-economic development pressure in South Chile will more and more cause an impact to the present lakes and rivers. Nevertheless, our knowledge concerning the ecological structure and the microbial self-purification capabilities of these lacustrine water bodies is scant but essential for a future sustainable development of land and water use. We studied Lake Laja, a lake already heavily impacted by water diversions for hydropower generation and irrigation. Typical for the Andean region Lake Laja is an oligotrophic water body, limited by nitrogen nutrients. Only very low chlorophyll a and particulate organic carbon (POC) concentrations and a small abundance and biomass of bacteria (mainly ultramicrobacteria) and heterotrophic flagellates were encountered. Weak trophic interrelations were derived from a high bacteria-to-heterotrophic flagellate ratio. For the ten investigated extracellular enzymes (alkaline phosphatase, leucine, arginine-, glycine and tyrosine-aminopeptidase, α-, β-D-glucosidase, α-, β-D-galactosidase, N-acetyl-β-D-glucosaminidase), with the exception of α-D-glucosidase, a broad range of organic matter degradation activities was proven. Probably, due to the N-limitation, organic nitrogen hydrolysing extracellular enzymes reached activities on average of 45 % compared to other studies in oligotrophic waters. The possible effect of N-limitation on extracellular enzyme activities was more pronounced by cell specific extracellular enzymatic activity rates, which exceeded those of other oligotrophic water bodies on average by factor 2. The overall activities of all microbial extracellular enzymes studied proved to be dominated by the dissolved free external enzymes (up to 98 %) over the ectoenzymes which are associated with particulate organic matter (bacterial cell walls, particles, and aggregates). It is concluded that future socio-economic changes, dealing with watershed human intervention (accelerating inorganic and organic loads) as well as global change (temperature and precipitation changes) could lead to significant changes in the ecology of Lake Laja.La gran presión generada por el desarrollo socioeconómico del sur de Chile, está causando cada vez más un mayor impacto en los lagos y ríos allí presentes. Sin embargo, el conocimiento de la estructura ecológica y la capacidad microbiana de autodepuración de los cuerpos de agua lacustres es escasa, pero esencial para un futuro uso sostenible de los recursos agua y suelo. Se estudió el lago Laja, por ser un cuerpo de agua muy afectado por la extracción de agua para la generación de energía hidroeléctrica y el riego. Como es característico de la región andina, el lago Laja es oligotrófico limitado por nutrientes nitrogenados. Se encontraron bajas concentraciones de clorofila a y carbono orgánico particulado (POC), así como bajas abundancias y biomasa de bacterias (principalmente ultramicrobacteria) y de flagelados heterotróficos. Interrelaciones tróficas débiles se determinaron de la relación bacterias y flagelados heterotróficos. Para las diez enzimas extracelulares estudiadas (fosfatasa, leucina-, arginina-, glicina- y tirosina-aminopeptidasa, a-, b-D-glucosidasa, a-, b-D-galactosidasa, N-acetyl-b-D-glucosaminidasa), con la excepción de α-β-glucosidase, se analizó un amplio rango de actividad de degradación sobre la materia orgánica. Probablemente, debido a la limitación de nitrógeno, el N-orgánico hidrolizado por enzimas extracelulares alcanzó una actividad promedio de 45 %, comparada con otros estudios en aguas oligotróficas. El posible efecto de la limitación de N en la actividad enzimática extracelular, fue más pronunciado en las tasas de la actividad enzimática extracelular específicas, las cuales excedieron en un factor promedio de dos a las de otros cuerpos de aguas oligotróficos. En general, la actividad de todas las enzimas extracelulares microbianas estudiadas resultaron estar dominadas por enzimas externas disueltas libres (hasta el 98 %), más que por ectoenzimas asociadas a partículas de materia orgánica (paredes celulares de bacterias, partículas y agregados). De esta manera es posible concluir que los futuros cambios socioeconómicos, reflejados en el incremento de cargas orgánicas e inorgánicas, así como el efecto del cambio global (cambios en temperaturas y precipitaciones), podrían provocar cambios significativos en la ecología del lago Laja.

Los humanos han transformado gran parte de la superficie del planeta en los últimos 300 años. La tala de bosques, las prácticas agrícolas de subsistencia, la intensificación de la producción agrícola y la expansión de los centros urbanos han cambiado drásticamente el paisaje. En el centro y sur de Chile las transformaciones han estado asociadas, en un inicio, a la expansión de la frontera agropecuaria que permitió satisfacer tanto las necesidades internas como la creciente demanda externa por productos agrícolas. Posteriormente, un fuerte incentivo a la forestación, comandado por el Estado, generó un acelerado proceso de desarrollo forestal que explica, en gran medida, la actual configuración del paisaje en esta región. En este trabajo hemos analizados la dinámica espacial de los cambios en el uso del suelo ocurridos durante las últimas décadas en un área de 2.3 millones de hectáreas ubicada entre las regiones del Biobío y La Araucanía. Las coberturas del suelo fueron obtenidas a partir de dos imágenes Landsat correspondientes a los años 1979 y 2000. Los resultados confirman que las principales transformaciones del paisaje son consecuencia del desarrollo forestal, la mantención de los rubros agropecuarios y el crecimiento urbano e industrial. Asimismo, fue posible determinar que la pérdida del bosque nativo se debe, principalmente, a la expansión de las plantaciones forestales hacia los cordones montañosos andinos y costeros.Land use changes have transformed much of the Earth's surface in the last 300 years. Deforestation, intensification of agriculture, and urban sprawl have radically changed the preindustrial landscape. In south-central Chile, landscape change was initially related to the expansión of farming to address national needs and the growing international demand for agricultural products. Subsequently, prívate forestry, subsidized by the State, promoted the accelerated expansión of industrial plantations, a process that largely determines the current landscape configuration. In this study, we document the spatial dynamics of land-use change in 2.3 million hectares of the Biobío and Araucanian regions during the last two decades of the 20th century. Two land cover maps were developed from satellite imagery comparing a 20-year period (1979 and 2000). Results confirm that major changes in the landscape were due to exotic tree plantations for forestry purposes, agricultural activities, and urban and industrial sprawl. Accordingly, we conclude that substantial loss of native forest cover was driven by the expansión of commercial plantations towards mid-elevations in the Andes and Coastal ranges.

La Cuenca Hidrográfica del Río Damas (40°39' S, 72°23' O), presenta una intensa actividad agrícola y ganadera en un 78,2 % de su superficie, lo cual se ha traducido en importantes aportes de nutrientes al ecosistema acuático. Los objetivos de este estudio fueron: (a) analizar la distribución espacial de la macrofauna bentónica en la cuenca y (b) determinar la viabilidad de utilizar el Índice Biótico de Familias (IBF) para evaluación de la calidad de las aguas. Los muestreos se realizaron en enero de 1998 con una red Surber (0,09 m²), en 15 sitios distribuidos en el curso principal y sus tributarios. Se registró un total de 77 taxa, siendo los grupos más diversos Plecoptera (16 %), Trichoptera (16 %), Diptera (14 %) y Ephemeroptera (12 %). Se observó una marcada tendencia a la disminución de riqueza específica desde la cabecera de la cuenca hacia aguas abajo. Las abundancias, biomasas y el IBF, presentaron una tendencia inversa a la riqueza específica. IBF se correlacionó significativa y positivamente con el fósforo total (r² = 0,71), temperatura (r² = 0,66), nitrito (r² = 0,56), conductividad eléctrica (r² = 0,50), demanda biológica de oxígeno (r² = 0,46) y nitrógeno total (r² = 0,46), y negativamente con oxígeno disuelto (r² = 0,53), variables estrechamente asociadas al uso intensivo de fertilizantes en la cuenca. Los resultados sugieren que el IBF es un buen indicador de la calidad de las aguas de los ríos de cuencas agrícolas y ganaderas del sur de ChileThe Damas River Hydrographic Basin (40°39'S, 72°23' W) presents an intense agricultural and cattle ranching activities in 78.2 % of its surface, which has resulted in important inputs of nutrients into the aquatic ecosystem. The objectives of this study were: (a) to analyze the spatial distribution of the benthic macrofauna in the Damas basin, and (b) to determine the feasibility of using the Families Biotic Index (FBI) for the evaluation of water quality. The samplings were conducted in January 1998 using a Surber net (0.09 m² ) at 15 sites, distributed along the main course of the river and its tributaries. A total of 77 taxa was recorded, being the most diverse Plecoptera (16 %), Trichoptera (16 %), Diptera (14 %) and Ephemeroptera (12 %). A marked tendency to a decrease of specific richness was observed from the head of the basin towards downstream. The abundance, biomass and FBI presented an inverse trend to the species richness. The FBI was significantly and positively correlated with total phosphorous (r² = 0.71), temperature (r² = 0.66), nitrite (r² = 0.56), electrical conductivity (r² = 0.50), biological oxygen demand (r² = 0.46) and total nitrogen (r² = 0.46) and negatively correlated with dissolved oxygen (r² = 0.53). All of these variables are closely associated with the intense use of fertilizers in the basin. The results obtained suggest that the FBI is an appropriate indicator for determining the water quality of rivers of agricultural and cattle ranching basins in southern Chile

Uno de los sistemas lóticos chilenos de mayor importancia de acuerdo a su caudal es el río Biobío (ca. 37º S). Su estuario es reducido, especialmente en las épocas de máximo caudal. Con el objetivo de poner a prueba la hipótesis de que en verano la disminución del caudal del río Biobío, determina una mayor depositación del material particulado fino y que el aumento del caudal en invierno resulta en el lavado y transporte del material depositado hacia el mar, y consecuentemente en una disminución de la macrofauna bentónica, se recolectaron muestras para análisis sedimentológicos y faunísticos en el curso inferior y estuario del río Biobío, durante agosto de 1993 y marzo de 1994. Los análisis sedimentológicos indican que el tamaño medio del sedimento correspondió a arenas gruesas. La depositación del material fino suspendido, que ocurre durante el verano se manifiesta en el mayor porcentaje de finos y materia orgánica durante este período. La macrofauna bentónica estuvo compuesta por 16 taxa en el muestreo de invierno y 42 taxa en el de verano. Durante el invierno, la mayoría de ellas estuvo representada por muy pocos individuos. Durante el verano aumentó la riqueza específica y abundancias totales de la macrofauna. Los taxa más abundantes fueron un Archiannelida indeterminado y el poliqueto Perinereis gualpensis. El aumento del caudal en la época invernal, determina el transporte del material depositado hacia el mar y consecuentemente el arrastre de organismos bentónicos. Aún cuando los valores de abundancia y biomasa de macrofauna durante el verano fueron de un orden de magnitud mayor que en la fase invernal, fueron menores que los citados para otros estuarios del centro-sur de Chile (ca. 39º S). Eso contribuye a confirmar el carácter atípico del estuario del río Biobío, el que debido a sus cambios estacionales de caudal genera cambios significativos en la estructura comunitaria de la macrofauna bentónicaThe Biobío river (ca. 37º S) is one of the most important Chilean lotic systems with regard to their water flow. Its estuary is reduced, especially during maximum flow. With the purpose of testing the hypothesis that during summer, the decrease of river flow results in a higher deposition of fine particles, and that the increase in river flow during winter results in the washing and transport of deposited particles, and consequently in a decrease of the benthic macrofauna. Sediment samples were collected for sedimentological and faunistical analysis during August 1993 and March 1994. The sedimentological analyses indicate that mean size of sediment corresponded to coarse sands. During summer, the deposition of suspended particles is facilitated by the decrease in the river flow and results in higher percentage of fine particles and organic matter in the sediment. The benthic macrofauna was composed by 16 taxa during winter and 42 taxa during summer. During winter, that macrofauna was represented by just a few individuals. During summer, the species richness and macrofaunal abundances increased. The most abundant taxa were an archiannelid species and the polychaete Perinereis gualpensis. The increase of river flow during winter determines the transport of the deposited material toward the sea and consequently, the washing of benthic organisms. Even though, values of macrofaunal abundance and biomass during summer were about one order of magnitude higher than during winter, they are still lower than those mentioned for other estuaries of south-central Chile (ca. 39º S). That confirms the atypical character of the Biobío river estuary, which due to its seasonal changes, significantly affects the community structure of the benthic macrofauna

Diatom, hydrocarbons and fatty acid sedimentary records were used for reconstructing the recent (last 150 years) palaeolimnological history of Laguna Chica of San Pedro (Concepción, VIII Región, Chile). Cluster analyses (Constrained Incremental Sum of Squares) on the diatom data revealed three distinct periods. The first period (1883-1940's) showed a pronounced increase in sedimentation rate and a slight increase in organic matter accumulation. In this period, eutrophic species (Aulacoseira granulata and Staurosira construens) became increasingly dominant. From the 1940s until the 1970s the diatom signal is more equivocal: after the initial decrease in the relative abundance of A. granulata and S. construens their numbers fluctuate without a clear pattern. Sedimentation rates strongly fluctuate in this period. From 1978 onwards eutrophic species are in decline while indicators of oligotrophic conditions, such as Cyclotella stelligera and Aulacoseira distans, become more abundant. This shift in the lake trophic status could not be attributed to a reduction in the nutrient load from the catchment and we hypothesize that the invasion of the lake by the submersed macrophyte Egeria densa has altered nutrient availability to the plankton communities. This is in agreement with the hydrocarbons and fatty acid analyses which demonstrate a shift in carbon number distributions from short chain alkanes and alkanoic acids (typical for microalgae) to long chain molecules (characteristic for higher plants) in the upper layers of the lake sedimentSe realizó la reconstrucción histórica de los últimos 150 años de Laguna Chica de San Pedro (Concepción, VIII Región, Chile), a través de la utilización de los restos de diatomeas, hidrocarburos y ácidos grasos contenidos en la columna de sedimento. El análisis estratigráfico de las diatomeas reveló la presencia de tres períodos diferentes. El primer período (1883-1940's), mostró un marcado aumento de las tasas de sedimentación y un leve aumento en la acumulación de materia orgánica; en este período se registra un incremento de las especies eutróficas (Aulacoseira granulata y Staurosira construens). Desde los años cuarenta hasta la década del setenta el cambio en la comunidad de diatomeas fue más evidente y las tasas de sedimentación variaron fuertemente. A partir de 1978 disminuyen las especies eutróficas y aumentan las indicadoras de condiciones oligotróficas (Cyclotella stelligera y Aulacoseira distans). El cambio en el estado trófico del lago, no se atribuye a una reducción de los aportes de nutrientes desde la cuenca, sino que se hipotetiza que la invasión de la macrófita Egeria densa, alteró la disponibilidad de nutrientes en las comunidades planctónicas. Esto concuerda con el análisis de hidrocarburos y ácidos grasos, registrándose una mayor concentración de compuestos de cadena larga (característicos de plantas superiores) en los estratos superficiales, mientras que en los estratos más profundos se detectó una mayor concentración de hidrocarburos y ácidos grasos de cadena corta (característicos de microalgas)

Se comparan, a través de registros sedimentarios, palinológicos y diatomológicos, dos momentos de la historia ambiental del sistema lacustre de San Pedro. El primero, corresponde al periodo prehispánico, representando a las condiciones prístinas o línea base del sistema. El segundo periodo, el más reciente, representa aproximadamente a los últimos diez años de intervención antrópica. Para lograr lo anterior, se recolectaron muestras verticales de sedimento del fondo en los dos lagos del sistema lacustre de San Pedro (Lagunas Grande y Chica). Se realizaron análisis cronológicos (C14), palinológicos y diatomológicos de los estratos superiores e inferiores de la columna sedimentaria. Los resultados indican que el sistema lacustre de San Pedro ha experimentado drásticos cambios desde la llegada de los españoles, evolucionando desde una cobertura vegetacional natural, predominantemente nativa, a una fuerte presión de uso forestal. Del mismo modo, el estado cualitativo del agua presenta una variación en sus características tróficas, reconociéndose una evolución desde aguas oligotróficas a eutróficas, en Laguna Grande, y de oligotrofía a mesotrofía en Laguna Chica. Finalmente, se propone la incorporación del análisis de los registros sedimentarios en los estudios ambientales y planes de manejo de los sistemas lacustres. De esta forma será posible conocer la línea base (condiciones prehispánicas) y la respuesta del ecosistema acuático a las influencias antrópicasTwo moments of the environmental history of San Pedro lacustrine system are compared through sedimentary, pollen and diatom records. The first one corresponds to the pre-Hispanic period, representing the pristine conditions or background of the system. The second period, more recently, represents the human disturbance conditions during the late ten years. To achieve the above mentioned, sediment cores were collected from the bottom of two lakes that conform the San Pedro lacustrine system (Laguna Grande and Chica). Chronological (C14), pollen and diatom analysis of superior and inferior layers of the cores were carried out. The results indicate that the San Pedro lacustrine system has undergone drastic changes since Spanish settlement. Evolving from a natural vegetation, predominantly native, to an intense pressure of forestry use. In the same way, the qualitative water state presents a variation in its trophic features, showing a evolution from oligotrophic to eutrophic waters in Laguna Grande and from oligotrophic to mesotrophic in Laguna Chica. Finally, it is suggested the incorporation of sedimentary records analysis in the study of environmental impact and management of lakes. In this way, it will be possible to know the background (the existing pre-Hispanic conditions) and the response of aquatic ecosystem to the human influences

La Patagonia chilena incluye uno de los sistemas hídricos más complejos de Sudamérica y uno de los menos intervenidos del mundo, los cuales fueron intensamente modelados por la actividad glacial del Cuaternario. El objetivo de este estudio fue determinar si en esta área existen zonas de endemismo de macroinvertebrados bentónicos fluviales y analizar los patrones de diversidad de organismos de alta (Plecoptera) y baja vagilidad (Aeglidae). Entre el 2006 y 2009 se muestrearon 183 sitios entre 42°50' y 54°43' S, focalizándose en las principales cuencas. Los muéstreos se realizaron con una red "kicknet", cubriendo una superficie de fondo de 8 m². En toda el área se registraron 30 especies de Plecoptera y dos de Aeglidae. Se identificó una zona de endemismo en la cuenca del río Aysén, sustentada por el plecóptero Ceratoperla fazi y el cangrejo Aegla neuquensis. Esta última especie correspondería a una población relictual procedente de los ríos de la estepa Argentina, que habría quedado atrapada en la Patagonia chilena, luego que se invirtiera el flujo del cauce del río que originalmente fluía hacia el Atlántico. Un marcado cambio latitudinal en la diversidad de especies fue evidente a lo largo del área de estudio (R² = 0.72, P < 0.05), con una disminución de la riqueza hacia el sur. La regresión entre riqueza de especies y temperatura media anual del aire fue estadísticamente significativa (R² = 0.67, P < 0.05), sugiriendo que la hipótesis especies-energía asociada al efecto de las entradas de energía solar, puede tener un efecto relevante sobre la diversidad. Se sugiere que en los organismos de alta vagilidad los acontecimientos históricos tendrían menos influencia que las exigencias ecológicas actuales. Por el contrario, en el caso de los de baja vagilidad, los fenómenos históricos parecieran tener mayor relevancia.The Chilean Patagonia includes one of the most complex hydrological systems of South America and one of the least modified systems of the world. These systems were intensely modified by the glacial activity of the Quaternary. The objectives of this study were to determine whether or not in this area exists zones of endemic benthic fluvial macroinvertebrates, and to analyze the patterns of diversity of species composed by organisms of high (Plecoptera) and low (Aeglidae) vagility. A collection of 183 selected sites, located between the latitude 42° 50' and 54°43' S, were sampled during 2006 and 2009. The sampling was focused on the main river basins and a "kicknet" was used to cover a surface of 8 m² at the bottom of the river channel. In all sampled areas, thirty Plecoptera and two Aeglidae species were recorded. One zone dominated by endemic species was identified in the Aysen river basin, which included the Plecoptera Ceratoperla fazi and the crab Aegla neuquensis. The last species belong to an ancient population found in the river steppes of Argentina, and may have been locked in the Chilean Patagonia when the channel flow was reversed from its original discharge towards the Atlantic Ocean. A distinct latitudinal change in the diversity of species was noticed throughout the study area (R² = 0.72, P < 0.05), showing a gradient of decreasing species richness towards the south. The regression analysis between species richness and annual mean temperature was significant (R² = 0.67, P < 0.05). This suggests that the input of solar energy had an important effect on species diversity. In addition, the historical events would have had weaker impacts relative to current ecological requirements on organisms of high vagility. Conversely, low vagility organisms seemed to be largely affected by history.

Lake Riñihue is the last in a chain of glacially derived oligotrophic lakes in southern Chile and was the subject of limnological research by Dr. Hugo Campos and co-workers at the Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile, since the 1970's. Prof. Campos died in the field in 1998, and this paper now presents a review of these data with comments on methodology relevant to trophic parameters of this lake. Data are presented on inorganic nutrients, chlorophyll a, phytoplankton biomass, primary production and Secchi depth obtained over a period of 21 years between 1978 and 1997 in order to evaluate potential changes in these parameters over time. Non-parametric Wilcoxon rank sum tests were applied to determine temporal trends and revealed: (1) total phosphorus showed a significant increase (TP: 2.7 mg P L-1 to 6.5 mg P L-1), (2) Secchi depth, soluble reactive phosphorus and primary production did not change significantly, (3) chlorophyll a changed significantly among different years, but did not reveal a clear temporal trend, (4) nitrate showed an upward trend and increased concentrations during the early 1990 period, although this data remain in doubt due to methodological anomalies, and (5) the phytoplankton biomass showed significantly higher values during the 1980 period. The significant increase in total phosphorus may reflect increasing usage of grassland within the catchment area. A number of anomalies discovered in historical data sets related to methodology are analysed and discussed within the context of the study.El lago Riñihue es el último en una cadena de lagos oligotróficos, de origen glacial, en del sur Chile, y fue sujeto de investigaciones limnológicas por el Dr. Hugo Campos y colaboradores de la Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile, desde 1970. El Profesor Campos falleció en terreno en 1998 y esta publicación ahora presenta una revisión de estos datos con comentarios acerca de la metodología concerniente a parámetros tróficos de este lago. Se presentan datos de nutrientes inorgánicos, clorofila a, fitobiomasa, productividad primaria y profundidad de Secchi obtenidos a través de un período de 21 años entre 1978 y 1997, con el objetivo de evaluar cambios potenciales de estos parámetros a través del tiempo. Se utilizaron pruebas no paramétricas de Wilcoxon para determinar tendencias temporales y ellas revelaron que: (1) el fósforo total mostró un aumento significativo (TP: 2,7 mg P L-1 a 6,5 mg P L-1), (2) la profundidad de Secchi, el fósforo reactivo soluble y la productividad primaria no cambiaron significativamente, (3) la clorofila a cambió significativamente entre diferentes años, pero no revela una clara tendencia temporal, (4) el nitrato mostró una tendencia a aumentar e incrementar las concentraciones durante el período a inicios de 1990, aunque estos datos se debieron sin duda a anomalías metodológicas, y (5) la fitobiomasa mostró valores significativamente más altos durante el período de 1980. El aumento significativo en el fósforo total y la tendencia a aumentar del nitrato podría reflejar un aumento en el uso de praderas dentro de la cuenca de drenaje. Se detectaron una serie de anomalías en los datos históricos relacionadas a la metodología los cuales se analizaron y discutieron dentro del contexto de este estudio.