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UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA FACULTAD DE CIENCIAS PROGRAMA DE POSGRADO EN CIENCIAS AMBIENTALES Tesis para optar al título de Magíster en Ciencias Ambientales “Mapa predictivo de fuentes de contaminación difusa de fitosanitarios y caracterización del impacto sobre las comunidades de anfibios, en una microcuenca del Río Santa Lucía” Autora: Lic. María Magdalena Carabio Foti Tutores: Dr. Marcel Achkar y Dr. Álvaro Soutullo Montevideo, Uruguay 2017 Agradecimientos En primer lugar quiero agradecer a mis tutores, Álvaro Soutullo y Marcel Achkar, por la confianza que depositaron en mí sin conocerme, para la realización de un trabajo de tesis innovador, que no respondía directamente a una línea de trabajo en la que alguno fuera experto sino que resultaba un desafío para todos. A Guillermo Goyenola (CURE Maldonado, UdelaR) y Agustín Menta (Facultad de Ingeniería, UdelaR) por pasarme los piques para la modelación en SWAT, que fue compleja y desesperanzadora en ocasiones pero que gracias a ellos y una gran perseverancia, mediada por el apoyo constante de mis tutores, dio sus frutos. A Julio Rodríguez Lagreca y Enrique Castiglioni por su ayuda en la elaboración de la lista de fitosanitarios a analizar, el manejo a indicar para la modelación y sus comentarios posteriores a los análisis en pos de la interpretación de los resultados. A DINAMA por los análisis de las muestras de suelo. En particular a Natalia Barboza, Alejandro Mangarelli y Federico Souteras, por las reuniones previas de planificación y la confianza. A Noelia Gobel y Beco Mautone por su ayuda en campo y a Gabriel Laufer por el préstamo de los materiales de muestreo. A Valentina Franco por su ayuda en la construcción de los modelos en R®; Juan Barreneche por la asistencia en el uso de R® para el análisis de especies indicadoras; y Gabriel Perazza por la mano en la interpretación de los análisis estadísticos en general. A Claudio Borteiro, Gabriel Laufer y Raúl Maneyro por sus aportes en relación a la lista de anfibios que se esperaba encontrar en la cuenca y la interpretación de la efectivamente hallada. A la ANII, el Museo Nacional de Historia Natural y el Laboratorio de Desarrollo Sustentable y Gestión Ambiental del Territorio (IECA, FCien, UdelaR). A Nacho, por estar conmigo, acompañándome siempre. A mi familia y amigos en general… A los amigos de Julana, que también son mi familia. Finalmente, quiero agradecer especialmente a los miembros del tribunal, Lorena Rodríguez Gallego, Ricardo Barra y Gabriel Laufer, por sus correcciones y aportes en favor de este trabajo. ¡Gracias! 2 Índice Resumen ......................................................................................................................................... 5 Lista de acrónimos ......................................................................................................................... 6 Introducción .................................................................................................................................... 7 Objetivo ......................................................................................................................................... 14 Objetivos específicos .................................................................................................................. 14 Métodos ......................................................................................................................................... 15 Área de estudio ........................................................................................................................... 15 Esquema general del proyecto .................................................................................................... 16 SWAT .......................................................................................................................................... 17 Procedimiento ............................................................................................................................. 18 Etapa 1: Generación de insumos para el Modelo .................................................................... 18 Etapa 2: Modelación ................................................................................................................ 20 Etapa 3: Campañas de campo ................................................................................................ 23 Muestreo dirigido a larvas ................................................................................................... 24 Muestreo dirigido a adultos.................................................................................................. 25 Etapa 4: Validación y análisis de resultados ............................................................................ 25 Análisis morfométrico .......................................................................................................... 27 Análisis de especies indicadoras ......................................................................................... 28 Resultados .................................................................................................................................... 30 Etapa 1: Generación de insumos para el modelo ........................................................................ 30 Etapa 2: Modelación ................................................................................................................... 31 Etapa 3: Campañas de campo .................................................................................................... 35 Etapa 4: Validación y análisis de resultados ............................................................................... 39 Análisis morfométrico .......................................................................................................... 45 Análisis de especies indicadoras ......................................................................................... 49 Discusión ...................................................................................................................................... 50 3 Modelación en SWAT .................................................................................................................. 51 Posibilidades de mejora de los datos de ingreso a SWAT ........................................................... 51 Fitosanitarios en suelo ................................................................................................................ 53 Modelado en función de lo observado ........................................................................................ 55 Anfibios como indicadores .......................................................................................................... 56 Composición de especies .................................................................................................... 57 Relación con usos del suelo ................................................................................................ 60 Perspectivas ............................................................................................................................... 64 Referencias ................................................................................................................................... 68 Anexos .......................................................................................................................................... 82 Anexo I: Lista de especies de anfibios citadas para la región ....................................................... 82 Anexo II: Fichas de los fitosanitarios incluidos en la modelación ................................................. 84 Anexo III: Compuestos sugeridos para su análisis ....................................................................... 87 Anexo IV: Compuestos incluidos en los análisis de muestras de suelo ........................................ 88 Anexo V: Imágenes de los puntos de muestreo ............................................................................ 89 Anexo VI: Análisis complementarios de asociación entre sitios .................................................... 93 Anexo VII: Modelos realizados para AM y ‘forma’ de H. pulchellus ............................................... 95 4 Resumen En los últimos años la agricultura de secano ha aumentado enormemente en Uruguay, pasando a dominar los cultivos de verano con la soja como principal componente. Esta agricultura posee una tendencia al monocultivo y a la intensificación mediante siembra continua, dependiente de fitosanitarios. Dichos productos, según sus características físico- químicas, pueden encontrarse en distintos compartimentos ambientales (suelo, agua, atmósfera y/o tejido animal), donde pueden degradarse, acumularse o experimentar alteraciones que disminuyan o aumenten su persistencia. En el presente trabajo se pusieron a prueba abordajes que pueden ser útiles para mejorar la gestión ambiental, en particular para el monitoreo de los impactos ambientales de los productos fitosanitarios, mediante la generación de un mapa predictivo de su destino ambiental representativo para una región y el empleo de un grupo altamente sensible como indicador biológico, como son los anfibios. Se modeló de manera exitosa el comportamiento del Glifosato en la cuenca del Arroyo de La Virgen (microcuenca del río Santa Lucía), generando a partir de la modelación en SWAT (Soil and Water Assessment Tool) un mapa de exportación-retención de dicho compuesto. A partir de muestras de suelo, se detectaron en la