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Asociado al incremento en el uso de fertilizantes y plaguicidas, los arroyos de la región pampeana están sufriendo las consecuencias del proceso de intensificación de la agricultura sin que se conozca, en detalle, su capacidad natural para procesar los nutrientes que pueden ingresar en exceso. Los objetivos de la presente tesis fueron: estimar la retención de fosfato y amonio en dos arroyos pampeanos; analizar la influencia de la producción primaria, la biomasa de las comunidades autotróficas, el caudal y el área relativa de la zona de retención transitoria sobre la retención de nutrientes; y evaluar la importancia relativa de los procesos de captación autotrófica y heterotrófica del epipelon y la captación abiótica en los sedimentos sobre la retención de nutrientes. El estudio se llevó a cabo mediante dos aproximaciones: adiciones estacionales de nutrientes en dos arroyos a lo largo de un ciclo anual y experimentos de laboratorio en arroyos artificiales. Los resultados de campo indican que tanto la retención de fosfato como la de amonio son elevadas en ambos arroyos y que, a pesar de los altos niveles basales de nutrientes que poseen, no se observa saturación en la retención. El análisis de los factores que influyen en las métricas de retención sugiere que la captación de fosfato se basaría principalmente en la demanda heterotrófica mientras que la captación de amonio se acentúa bajo condiciones más autotróficas. Los experimentos de laboratorio señalan que la actividad autotrófica y heterotrófica por parte del epipelon representa un efecto significativo en la captación de fosfato y de amonio. Por otro lado, la captación abiótica de fosfato en los sedimentos es otro mecanismo de retención que opera al mismo tiempo que la captación biótica; pero es un proceso, en su mayor parte, reversible. Por su parte, la captación abiótica de amonio en el sedimento resultó ser un proceso de menor importancia. Dada su capacidad para disminuir las exportaciones de nutrientes generadas por los ingresos terrestres, los resultados obtenidos en la presente tesis ponen de manifiesto la importancia de los arroyos de cabecera de la región pampeana en los procesos de autodepuración, tanto del fosfato como del amonio y la función clave de este servicio ecosistémico para el mantenimiento de una buena calidad ecológica de los ambientes lóticos.