Por Alonso Ramirez
Las quebradas que drenan la Sierra de Luquillo son empinadas y se caracterizan por sus numerosos peñascos y series de pozas conectadas por pequeñas cascadas, saltos y rápidos. El agua es clara, ya que la escorrentía se diluye químicamente y las partículas en suspensión se transportan principalmente durante las inundaciones (ver artículo Clima e hidrología). La dinámica de los ecosistemas de quebradas está fuertemente influenciada por factores físicos, como el rápido cambio de elevación desde las cabeceras a las llanuras costeras, la intensidad y frecuencia de los eventos de lluvia y la alta variabilidad temporal de la descarga de las quebradas. El aislamiento de Puerto Rico de las fuentes continentales de especies de agua dulce resulta en una fauna acuática de baja diversidad.
La fauna de las quebradas está dominada por crustáceos decápodos (es decir, camarones y cangrejos), peces e insectos acuáticos. Los camarones tienen historias de vida complejas, y todas las especies nativas son anfídromas. Los camarones adultos habitan en las quebradas, pero las larvas tienen que migrar río abajo hasta el estuario o el océano para convertirse en juveniles. Los juveniles luego migran de regreso a las quebradas de cabecera para completar su ciclo de vida. Esta estrategia de vida los hace particularmente vulnerables a las interrupciones en la conectividad de las quebradas con el océano, como presas y tomas de agua. A lo largo de la red de quebradas, los camarones tienen distribuciones longitudinales particulares, con Xiphocaris elongata y Atya lanipes típicamente abundantes en las cabeceras y especies de Macrobrachium dominando tramos de elevación más baja, pero capaz de moverse a tramos de gran elevación. Los camarones tienen un rol importante en consumir todo tipo de recursos en las quebradas. Xiphocaris son importantes consumidores de detritos, en particular hojarasca. Los Atya son muy versátiles y pueden consumir partículas finas que eliminan de la columna de agua con sus patas modificadas y también consumen recursos bentónicos que raspan del fondo. Macrobrachium son depredadores y consumen otros camarones e insectos acuáticos. Todos ellos son muy omnívoros y probablemente sufren cambios ontogénicos en sus preferencias alimenticias. Curiosamente, los estudios que utilizan isótopos estables han descubierto que los recursos de algas son importantes en la dieta de todas las especies de camarones.
Los peces son más abundantes en las tierras bajas, donde pueden competir con y cazar camarones. La presencia de cascadas en muchas quebradas dentro de la Sierra de Luquillo limita la distribución de peces. Como resultado, los camarones dominan los tramos de cabecera por encima de las cascadas y los peces y camarones coexisten en áreas aguas abajo de las cascadas. Sicydium plumieri, Gobiidae, es la única especie que puede superar cascadas y habitar quebradas de cabecera en la Sierra de Luquillo. La mayoría de las especies de peces son depredadores y consumen camarones e insectos acuáticos, a excepción de Sicydium que consume algas.
Los insectos acuáticos son diversos y abundantes en todos los rincones de la Sierra de Luquillo. En términos de abundancia, las efímeras de la familia Leptophlebiidae son dominantes. Los leptoflebíidos son abundantes en áreas donde también abundan los camarones, lo que sugiere un grado de facilitación entre los dos grupos. Los camarones eliminan los sedimentos del fondo del arroyo y las efímeras se benefician de los hábitats libres de partículas que utilizan para pastar algas. La mayoría de los otros insectos parecen verse afectados negativamente por el consumo de camarones y pescado. Los estudios que evalúan la abundancia y composición de conjuntos de insectos entre diferentes hábitats de arroyos muestran que los insectos son más abundantes en aquellos hábitats donde no hay camarones (por ejemplo, cascadas, áreas de lecho rocoso con una capa de agua poco profunda que fluye sobre ellos).
Los ecosistemas de quebradas dentro de la Sierra de Luquillo son vulnerables a alteraciones hidrológicas fuera de sus límites. Un presupuesto de agua desarrollado en 1994 indica que en un día promedio más del 50% del agua de las quebradas que drenan la Sierra de Luquillo se desvía hacia los suministros de agua municipales. Si bien el bosque tiene algunos de los últimos suministros de agua sin desarrollar en la isla, las extracciones de agua entran en conflicto con otras funciones que cumple el bosque, como el mantenimiento de la biodiversidad.
Algunas de las investigaciones ecológicas realizadas dentro del LTER de Luquillo tienen un valor aplicado importante para el manejo de quebradas dentro y fuera del bosque. El LTER tiene información valiosa sobre: 1) registro a largo plazo de poblaciones migratorias de camarones y peces; 2) requisitos de hábitat de flujo en la corriente de camarones y peces; 3) evaluación del comportamiento nocturno de los camarones y el momento de la migración de las larvas de camarón a los estuarios; 4) migración río arriba de camarones, peces y caracoles; 5) efectos de las presas de baja altura y la extracción de agua sobre la mortalidad de camarones y peces; 6) efectos de las grandes represas en las características de los ecosistemas fluviales; 7) genética de poblaciones de camarones; 8) impactos de la extracción de agua y la liberación de aguas residuales en la calidad del agua; y (9) efectos de las intoxicaciones de todo el arroyo en poblaciones de camarones y peces. Más recientemente, el LTER se ha centrado en los efectos de los aumentos previstos en la frecuencia de las sequías debido al cambio climático global.
Las recomendaciones de manejo de la investigación ecológica se están utilizando para mitigar los efectos ambientales negativos de las extracciones de agua de las quebradas. Por ejemplo, los diseños de dos nuevos sistemas de extracción de agua han sido alterados por la Autoridad de Acueductos y Alcantarillados de Puerto Rico para minimizar la mortalidad de camarones y peces migratorios. Las tomas de agua también operan cuando los caudales de los arroyos son altos para que se mantengan los caudales base. Igualmente alentador es que se ha prohibido la extracción de agua de algunas tomas durante el pico de migración de larvas de camarón (de 7 a 11 pm) y ahora se requieren escaleras de peces / camarones. La investigación de arroyos en Luquillo destaca la necesidad crítica de abordar los efectos acumulativos a largo plazo de las alteraciones hidrológicas en las tierras públicas e ilustra la sinergia que puede ocurrir entre los administradores de campo y los científicos en la implementación de soluciones de gestión de ecosistemas.