Nutrient export from largely pristine catchments (Serranía de Cuenca, Central Spain)

• Miguel Álvarez Cobelas ^[1] ; Carmen Rojo ^[2] ; Salvador Sánchez Carrillo ^[1]
  1. [1] Museo Nacional de Ciencias Naturales

     Museo Nacional de Ciencias Naturales

     Madrid, España

     
  2. [2] Universitat de València

     Universitat de València

     Valencia, España

     
• Localización: Boletín geológico y minero, ISSN 0366-0176, Vol. 131, Nº 4, 2020, págs. 559-580
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Exportación de nutrientes desde cuencas hidrográficas prístinas (Serranía de Cuenca, España)
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• Resumen
  • español

    Estudiamos aquí la exportación estival de nutrientes (carbono orgánico, nitrógeno y fósforo) por las cuencas hidrográficas prístinas de la Serranía de Cuenca, en las cuales el agua subterránea puede jugar un papel importante, aunque poco conocido. Basándonos en muestreos puntuales de química de nutrientes y medidas in situ de caudales en esas cuencas no aforadas, estimamos el flujo de nutrientes aguas abajo de las mismas. También evaluamos la exportación anual a largo plazo (1982-2010) de nitrógeno y fósforo totales en las tres mayores subcuencas del territorio, usando datos oficiales e intentando relacionarla con los efectos del calentamiento global. Las concentraciones promedio de los nutrientes en los ríos fueron bastante pequeñas. La de nitrógeno orgánico fue elevada, como en otros ambientes forestales. La variabilidad de las concentraciones cambió de unas cuencas a otras, pero resultó notable. La exportación de nutrientes varió de un orden de magnitud para carbono orgánico y nitrógeno a tres órdenes de magnitud para el fósforo, aunque las cifras se hallen en el cuartil inferior de la exportación por los cauces mundiales. No encontramos relaciones significativas entre el caudal y las concentraciones de nutrientes. La retención del agua en los lagos y embalses de la zona disminuyó las variabilidades de los nutrientes disueltos, del carbono orgánico particulado y del nitrógeno total, pero no la del fósforo total. Ni la superficie de las cuencas ni el uso del suelo pudieron relacionarse con las exportaciones de fósforo. La actividad biológica dentro de los cauces apenas afectó a la exportación de nutrientes. A diferencia de la exportación anual de nitrógeno a largo plazo, la de fósforo quedó parcialmente explicada por el caudal (y la precipitación) en las tres grandes cuencas estudiadas, lo cual sugiere un efecto del calentamiento global para el P. Nuestros resultados implican que las cuencas prístinas tienen un comportamiento complejo respecto a la exportación de nutrientes, el cual merece investigaciones futuras, que deberán ser más detalladas en ámbitos donde las aguas subterráneas jueguen un papel importante.

  • English

    We report here the summer nutrient (organic carbon, nitrogen and phosphorus) export from pristine catchments of the Serranía de Cuenca (Central Spain). These mountains are mostly encompassed by forested and rangeland landscapes and appear to have important groundwater outputs. On the basis of instantaneous sampling for nutrient chemistry, including in situ records of discharge in these largely non-gauged areas, nutrient fluxes downstream were estimated. Long-term (1982-2010) annual yields of total nitrogen and phosphorus downstream were also estimated from official data using discharge and concentrations at three larger sub-catchments, with the aim of relating them to the effects of global warming. Average nutrient concentrations in these streams were rather low. The fraction of organic nitrogen content was relatively high, as in other forested catchments. Variability of concentrations changed from one catchment to another, but was wide. Organic carbon, total nitrogen and total phosphorus export downstream ranged from one- for organic carbon and nitrogen to three orders of magnitude for phosphorus, but these values lie within the lower quartile of reported export worldwide. There were no statistically significant relationships between discharge and nutrient concentrations. Water retention by lakes and reservoirs upstream decreased the variability of nutrients, particulate organic carbon and total nitrogen, but total phosphorus retention was unaffected. The catchment surface area and land use were unrelated with the phosphorus export. In-stream biological processes appeared to be negligible for nutrient export. Contrary to the N export the annual P flux export was partly explained by discharge (and hence rainfall) in the long-term, which seemingly suggests a global warming effect for P. Our results suggest that pristine catchments experience a complex behaviour of nutrient export that deserves further research, and should be more detailed to see if groundwater input plays a significant role.