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MACROINVERTEBRADOS BENTONICOS COMO BIOINDICADORES DE CONTAMINACION EN LA
CUENCA BAJA DEL CANAL DEL DIQUE, BOLIVAR- COLOMBIA
ARIZA PAREJA FELIX ANTONIOVIANA TAPIA JAIME LUIS
UNIVERSIDAD DEL ATLANTICOFACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
PROGRAMA DE BIOLOGIABARRANQUILLA
MAYO 2007
DIRECTOR IVÁN LEÓN LUNA
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
El creciente interés por conocer y proteger los ecosistemas El creciente interés por conocer y proteger los ecosistemas fluviales y estudiar sus cambios en el tiempo, ha estimulado en fluviales y estudiar sus cambios en el tiempo, ha estimulado en las últimas décadas el desarrollo de criterios biológicos que las últimas décadas el desarrollo de criterios biológicos que permitan estudiar el efecto de las intervenciones humanas en permitan estudiar el efecto de las intervenciones humanas en ellos (Norris y Hawkins 2000).ellos (Norris y Hawkins 2000).
En el sistema de biomonitorizacion, el uso de taxones o En el sistema de biomonitorizacion, el uso de taxones o “conjunto” de taxones implica asumir que la presencia de un “conjunto” de taxones implica asumir que la presencia de un organismo indicador es el reflejo de las condiciones del medio. organismo indicador es el reflejo de las condiciones del medio. (Hawkes, y Johnson 1993). (Hawkes, y Johnson 1993).
En el caso de Colombia, se debe tener en cuenta además, que En el caso de Colombia, se debe tener en cuenta además, que las especies locales de taxones supraespecificos cosmopolitas las especies locales de taxones supraespecificos cosmopolitas vienen de linajes evolutivos propios y diferentes de aquellos de vienen de linajes evolutivos propios y diferentes de aquellos de la región holartica, la región holartica,
Objetivo GeneralObjetivo General
Evaluar la calidad ambiental de la cuenca baja del Canal del Dique Evaluar la calidad ambiental de la cuenca baja del Canal del Dique (Bolívar Colombia) mediante el uso de macroinvertebrados (Bolívar Colombia) mediante el uso de macroinvertebrados bentónicos.bentónicos.
Objetivos EspecíficosObjetivos Específicos Determinar la compocisión taxonómica de los Macroinvertebrados Determinar la compocisión taxonómica de los Macroinvertebrados
bentónicos presentes en la cuenca baja del Canal del Dique. bentónicos presentes en la cuenca baja del Canal del Dique.
Determinar las variables de tipo físico y químico de la columna de Determinar las variables de tipo físico y químico de la columna de agua y su relación directa con la fauna Macrobéntica en la zona de agua y su relación directa con la fauna Macrobéntica en la zona de estudio.estudio.
Determinar la asociación entre la abundancia y riqueza de Determinar la asociación entre la abundancia y riqueza de macroinvertebrados con la estructura granulométrica del sedimento macroinvertebrados con la estructura granulométrica del sedimento en el área de estudio. en el área de estudio.
Generar una tabla de valores primarios de tolerancia ambiental Generar una tabla de valores primarios de tolerancia ambiental adoptada al BMWPcd (Biological Monitoring Working Party) para adoptada al BMWPcd (Biological Monitoring Working Party) para taxataxa local del Canal del Diquelocal del Canal del Dique. .
OBJETIVOS
DESCRIPCIÓN DEL AREA DE ESTUDIODESCRIPCIÓN DEL AREA DE ESTUDIO
El área de estudio se encuentra al sur oriente de la ciudad de El área de estudio se encuentra al sur oriente de la ciudad de Cartagena de Indias y se ubica sobre los municipios de Cartagena de Indias y se ubica sobre los municipios de Cartagena, Túrbana, Arjona y Maria la Baja (Bolívar), en la Cartagena, Túrbana, Arjona y Maria la Baja (Bolívar), en la planicie Caribe, al norte de Colombia.planicie Caribe, al norte de Colombia.
CANAL DEL DIQUE (BOLIVAR)
Bahía de
Cartagena
Zonas de Vertido
CUENCA BAJA
Leticia
Caño Correa
Río Magdalena
Calamar
METODOLOGÍAMETODOLOGÍA
Las estaciones de muestro fueron seleccionadas teniendo enLas estaciones de muestro fueron seleccionadas teniendo en
cuenta una zona de impacto y una zona poco intervenido.cuenta una zona de impacto y una zona poco intervenido.
Recolección de trece variables en la columna de agua.Recolección de trece variables en la columna de agua.
Colecta y registro de muestreos de macroinvertebradosColecta y registro de muestreos de macroinvertebrados
El índice de eutrofización asociado a nutrientes se estimó El índice de eutrofización asociado a nutrientes se estimó de de
acuerdo a la ecuación de Karidys (Montalvo acuerdo a la ecuación de Karidys (Montalvo et al,et al, 2000) 2000)
Se estableció el índice de Diversidad de ShannonSe estableció el índice de Diversidad de Shannon..
Se determino el patrón de distribución de los taxones a Se determino el patrón de distribución de los taxones a través de la relación varianza-promedio.través de la relación varianza-promedio.
Se utilizo Bray-Curtis para establecer similaridades entre Se utilizo Bray-Curtis para establecer similaridades entre las comunidades de macroinvertebrados.las comunidades de macroinvertebrados.
Se efectuó una evaluación Directa de Macroinvertebrados Se efectuó una evaluación Directa de Macroinvertebrados con las variables físico-químicas. con las variables físico-químicas.
Se determinó el cálculo de puntajes de tolerancia mínima Se determinó el cálculo de puntajes de tolerancia mínima para cada familia de acuerdo al procedimiento del sistema para cada familia de acuerdo al procedimiento del sistema BMWP (Biological monitoring working party) (Chesters BMWP (Biological monitoring working party) (Chesters 1980, Armitage 1983)1980, Armitage 1983)
RESULTADOS Y DISCUSIÓNRESULTADOS Y DISCUSIÓN
Fauna bentonicaFauna bentonica
Se reportaron 39 Familias Se reportaron 39 Familias distribuidas en 12 ordenes, distribuidas en 12 ordenes, siendo los coleópteros, siendo los coleópteros, dípteros y hemípteros las mas dípteros y hemípteros las mas abundantes.abundantes.
Siendo la mas dominante en Siendo la mas dominante en las estaciones 3 y 4 la Familia las estaciones 3 y 4 la Familia Ampulariidae, TubificidaeAmpulariidae, Tubificidae
La menor frecuencia de La menor frecuencia de ocurrencia fueron los ocurrencia fueron los Trichopteros y la Familia Trichopteros y la Familia ChilinilidaeChilinilidae
Estaciones S’ Riqueza(Taxón)
Nº Total de Individuo
s
H’ Índice Diversida
d Shannon-Wiener
Estación I 38 1493 3.4
Estación II 38 958 3.5
Estación III 36 1269 3.2
Estación IV 38 1350 3.1
Patrón de Distribución de los Taxones el área Patrón de Distribución de los Taxones el área de estudio de estudio
Tubificidae
Chilinidae
Hidrometridae
Noteridae Neucoridae
Notonectidae
Leptoceridae
Camelobaetidae
Polymitarcidae
Caenidae
Índices de DiversidadÍndices de Diversidad
Los resultados del análisis de varianza de Kruskal- Wallis muestra que no existen diferencias estadísticamente significativas en la riqueza las cuatro estaciones de muestreo (F- ratio = 0.031, p > 0.05)
De acuerdo con Holomuzki (2000) los cambios en la ecología de las poblaciones que habitan ambientes hídricamente regulados se puede deber que la regulación de los caudales reduce la variabilidad de los microambientes y de recursos.
Valor de Riqueza de Macroinvertebrados presentes en el Área de Estudio
Riq
ue
za
( N
º d
e T
axo
ne
s )
Estación 1 Estación 2 Estación 3 Estación 410
14
18
22
26
30
34
Variación de la Riqueza de Macroinvertebrados en los Meses de Estudio
Riq
ue
za (
Nº
Taxo
ne
s)
jun jul agos sep oct nov dic10
14
18
22
26
30
34
Variación longitudinal de la comunidad Variación longitudinal de la comunidad bentonicabentonica
Power Power et alet al. (1988) . (1988) menciona que un sistema menciona que un sistema con alta tasa de recarga con alta tasa de recarga presenta una elevación del presenta una elevación del caudal y del flujo en unos caudal y del flujo en unos pocos días, lo que conlleva a pocos días, lo que conlleva a un arrastre indiscriminado un arrastre indiscriminado de la bentofauna.de la bentofauna.
En cuanto a la cinemática En cuanto a la cinemática temporal la máxima riqueza temporal la máxima riqueza se registró en la estación II, se registró en la estación II, en el mes de septiembre y en el mes de septiembre y en la estación IV en el mes en la estación IV en el mes de diciembre; cuando el de diciembre; cuando el sistema presenta sistema presenta estabilidad hídrica. estabilidad hídrica.
0
50
100
150
200
250
300
Jun jul agost sept oct nov dic
Meses
Prcip
itació
n (mm
)
0
1
2
3
4
5
6
Cauu
dal (m
3/s)
Precipitacion
Caudal
Evaluación Directa de la Abundancia y Riqueza Evaluación Directa de la Abundancia y Riqueza de los Organismos frente a la Variable Oxigeno de los Organismos frente a la Variable Oxigeno
y Amonioy Amonio
0
50
100
150
200
250
300
350
0 2 4 6 8 10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 2 4 6 8 10
Se determinó que la Se determinó que la familia más sensible a los familia más sensible a los bajos niveles de oxigeno bajos niveles de oxigeno disuelto fue la familia disuelto fue la familia Leptoceridae del orden Leptoceridae del orden Trichoptera.Trichoptera.
De acuerdo con De acuerdo con Roldán G. Roldán G. (1999)(1999), , Alba-Tercedor, J. y Alba-Tercedor, J. y Sánchez-Ortega, A. (1988)Sánchez-Ortega, A. (1988), , reportan estos organismos reportan estos organismos para sistemas de aguas para sistemas de aguas limpias y aguas limpias y aguas oligotróficasoligotróficas
Rangos de Oxigeno y riqueza de Rangos de Oxigeno y riqueza de MacroinvertebradosMacroinvertebrados
Contrariamente a lo Contrariamente a lo expuesto por Camargo expuesto por Camargo (2005), una diversidad de (2005), una diversidad de shannon encontrados entre shannon encontrados entre 0 y 1.6 Bits-ind. corresponde 0 y 1.6 Bits-ind. corresponde a rango de valores a rango de valores encontrados solo en encontrados solo en sistemas acuáticos sistemas acuáticos perturbados.perturbados.
La condición euritipica de La condición euritipica de los macroinvertebrados en los macroinvertebrados en el área de estudio y la el área de estudio y la variabilidad genética de los variabilidad genética de los organismos (Riss 2005).organismos (Riss 2005).
Rango Oxigeno Disuelto
Riqueza (Nº de Taxones)
Índice Diversidad (Shannon)
0 -1 No hay registro
1- 2 No hay registro
2 - 3 19 - 21 2.58 - 2.83
3 - 4 11 - 18 1.95 - 2.44
4 - 5 11 2.04
5 - 6 28 - 31 2.97 - 3.25
6 - 7 15 - 30 2.47 - 3.1
7 - 8 21 - 36 3.03 - 3.38
8 - 9 29 - 30 3.17 - 3.35
Análisis de clasificación inverso (Bray-Curtis)Análisis de clasificación inverso (Bray-Curtis)
Distribución de los organismos asociados al Distribución de los organismos asociados al
tipo de sedimentotipo de sedimento El sustrato de tipo El sustrato de tipo
arcilloso tiene la arcilloso tiene la característica de retener característica de retener una alta cantidad de una alta cantidad de materia orgánica y materia orgánica y nutrientesnutrientes
La tendencia de los La tendencia de los organismos filtradores y organismos filtradores y colectores-filtradores a la colectores-filtradores a la reducción de la materia reducción de la materia orgánica más gruesa en orgánica más gruesa en partículas más finas.partículas más finas.
Distribución de los Taxones Asociados al Tipo de Sedimento
129%
219%
352%
1
2
3
1: Franco 2: Franco arcilloso 3: Arcillos
Valor Mínimo Primario de Tolerancia Adaptado Valor Mínimo Primario de Tolerancia Adaptado al BMWP’ (Biological Monitoring Working al BMWP’ (Biological Monitoring Working
Party) para cada taxón.Party) para cada taxón.Familias Valor de Tolerancia Familias Valor de Tolerancia
Chilinidae 0.65 Hidrachinidae 2
Leptoceridae 0.75 Hidrometridae 2
Cucurlionidae 1.2 Elmidae 2.2
Tabanidae 1.2 Hidrobiidae 2.2
Noteridae 1.4 Syrphidae 2.7
Scirtidae 1.4 Neucoridae 2.9
Staphilynidae 1.4 Lampiridae 3
Pleidae 1.4 Corixidae 3
Polycentropodidae 1.5 Simuliidae 3
Disticidae 1.5 Libelullidae 3.2
Belostomatidae 1.5 Ceratopongonidae 3.2
Mesovelloidae 1.5 Chironomidae 3.2
Aeshnidae 1.5 Hirudidae 3.2
Stratiomyidae 1.6 Glossiphoniidae 3.2
Notonectidae 1.7 Muscidae 3.2
Tipulidae 1.7 Tubificidae 3.6
Camelobaetidae 1.75 Ancylidae 3.6
Caenidae 1.75 Culicidae 3.8
Polymitarcidae 1.75 Ampulariidae 4
Hidrophilidae 1.8
Estos valores de tolerancia mínima de indicación son Estos valores de tolerancia mínima de indicación son propuestos como base de adaptación BMWP implementado a propuestos como base de adaptación BMWP implementado a Colombia, lo cual presenta una aproximación objetiva a su Colombia, lo cual presenta una aproximación objetiva a su valor de indicación en el canal del dique.valor de indicación en el canal del dique.
De acuerdo al sistema de bioindicación (BMWP) propuesto De acuerdo al sistema de bioindicación (BMWP) propuesto para Colombia, los taxones indicadores siempre han sido para Colombia, los taxones indicadores siempre han sido controversiales, porque los taxones presentan una controversiales, porque los taxones presentan una distribución biogeográfica limitada (Wolfang Riss (2005).distribución biogeográfica limitada (Wolfang Riss (2005).
Diferencias de calidad de agua en las Diferencias de calidad de agua en las estaciones de muestreoestaciones de muestreo
Oxigeno Disuelto
mg/
L
Estación 1 Estación II Estación III Estación IV2,3
4,3
6,3
8,3
10,3
Este amplio rango de Este amplio rango de variación se encuentra variación se encuentra relacionado con la relacionado con la influencia diferencial de la influencia diferencial de la actividad antropica, por actividad antropica, por los vertidos de aguas con los vertidos de aguas con elevadas cargas orgánicas elevadas cargas orgánicas (Chapman 2002). (Chapman 2002).
La relación DBO5/DQO es La relación DBO5/DQO es
un índice de un índice de biodegradabilidad mostró biodegradabilidad mostró
valores superiores a 2valores superiores a 2
(Roldan 2006).(Roldan 2006).
Demanda Bioquimica de Oxigeno
mg/
L
Estación I Estación II Estación III Estación IV0
40
80
120
160
200
Estos resultados Estos resultados evidencian el efecto de los evidencian el efecto de los drenajes, el efecto de drenajes, el efecto de inundación y de vertido inundación y de vertido (Chadman, P. 2000).(Chadman, P. 2000).
Estos valores evidencian el Estos valores evidencian el aporte de altos contenidos aporte de altos contenidos de material orgánico, estos de material orgánico, estos valores de amonio son de valores de amonio son de carácter eutrófico. Prat, N. carácter eutrófico. Prat, N. y Ward, J. V. (1994).y Ward, J. V. (1994).
Sólidos Totales en Suspension
mg/
L
Estación I Estación II Estación III Estación IV240
340
440
540
640
Amonio (NH4)
mg/
L
Estación I Estación II Estación III Estación IV0
1
2
3
4
Índice del estado trofico por nutrientes de Índice del estado trofico por nutrientes de cada una de las estaciones durante el cada una de las estaciones durante el
periodo de estudioperiodo de estudio
Valor del índice de Valor del índice de eutrofizacióneutrofización de acuerdo a de acuerdo a la ecuación de kerydis la ecuación de kerydis (1983):(1983):
AMONIO (NH4+)
Puntos de muestreos
I II AV3 V3 DV3 AV4 V4 DV4
Índice de Eutrofización
2,18 3 2,16 3,6 3,02 2,5 3,37 2,8
Clasificación de las aguas según la ecuación de Clasificación de las aguas según la ecuación de KaridysKaridys
Índice de eutrofización Clasificación
Mayor de 5 Altamente eutrófica
3-5 Mesotrófica
Menor de 3 Oligotrófica
Chapman D. (1992), Chapman D. (1992), afirma. cuando los afirma. cuando los residuos orgánicos entran residuos orgánicos entran en un sistema acuáticos, en un sistema acuáticos, en este caso, se produce en este caso, se produce una disminución de los una disminución de los niveles de oxigeno, niveles de oxigeno, provocada por la actividad provocada por la actividad de las bacterias aeróbicas. de las bacterias aeróbicas.
ConclusionesConclusiones La comunidad de Macroinvertebrados acuáticos del Canal del Dique La comunidad de Macroinvertebrados acuáticos del Canal del Dique
esta constituida por 12 ordenes, distribuidos en 39 familias, siendo el esta constituida por 12 ordenes, distribuidos en 39 familias, siendo el grupo de los insectos más representativos. grupo de los insectos más representativos.
Los parámetros comunitarios (Diversidad y Dominancia), indican que Los parámetros comunitarios (Diversidad y Dominancia), indican que las estaciones de muestreo I y II representan la mayor riqueza en los las estaciones de muestreo I y II representan la mayor riqueza en los meses de estudio, lo cual refleja la mejor condición ecológica con meses de estudio, lo cual refleja la mejor condición ecológica con respecto a las estaciones III y IV. respecto a las estaciones III y IV.
Se ha constatado que los índices de diversidad no presentan un Se ha constatado que los índices de diversidad no presentan un límite numérico para determinar cuando las variaciones son límite numérico para determinar cuando las variaciones son significativas ante condiciones de tensión. significativas ante condiciones de tensión.
La familia Leptoceridae del orden Trichoptera es la familia mas La familia Leptoceridae del orden Trichoptera es la familia mas sensible a la contaminación orgánica por tanto es considerada como sensible a la contaminación orgánica por tanto es considerada como posibles indicadores de contaminación posibles indicadores de contaminación
Las fuertes precipitaciones y el aumento del caudal que se Las fuertes precipitaciones y el aumento del caudal que se presentaron a finales de octubre y principios de noviembre; provocan presentaron a finales de octubre y principios de noviembre; provocan el incremento en la disolución de las variables fisicoquímicas el incremento en la disolución de las variables fisicoquímicas asociados a la polución orgánica. Interviniendo a su vez en la asociados a la polución orgánica. Interviniendo a su vez en la distribución de los organismos. distribución de los organismos.
Los mayores valores de tolerancia mínima lo obtuvieron los Los mayores valores de tolerancia mínima lo obtuvieron los Gasterópodos, Oligochaetos y Dípteros puesto que presentaron Gasterópodos, Oligochaetos y Dípteros puesto que presentaron mayor abundancia frente otros organismos mayor abundancia frente otros organismos
RecomendacionesRecomendaciones
Es importante sugerir precaución en estos estudios, por Es importante sugerir precaución en estos estudios, por cuanto la presencia de variables ambiéntales y bióticas cuanto la presencia de variables ambiéntales y bióticas ajenas a la investigación, pueden concluir conclusiones ajenas a la investigación, pueden concluir conclusiones erróneas.erróneas.
Cabe anotar que no existe una técnica propia y definida Cabe anotar que no existe una técnica propia y definida para identificar taxones indicadores.para identificar taxones indicadores.
La forma mas fácil de buscar bioindicadoras es hallar un La forma mas fácil de buscar bioindicadoras es hallar un área de estudio donde se presenten variaciones altas y área de estudio donde se presenten variaciones altas y bajas de los factores ambientales.bajas de los factores ambientales.
AgradecimientosAgradecimientos
A la Universidad del Atlántico, nuestra alma mater, que nos formó A la Universidad del Atlántico, nuestra alma mater, que nos formó como profesionales, y nos brindó la oportunidad de adquirir como profesionales, y nos brindó la oportunidad de adquirir conocimiento. conocimiento.
A la Corporación Autónoma Regional del Canal del Dique A la Corporación Autónoma Regional del Canal del Dique (CARDIQUE) y a todo su personal.(CARDIQUE) y a todo su personal.
A nuestro director y asesor por su apoyo y aporte.A nuestro director y asesor por su apoyo y aporte.
A nuestros padres y hermanos por sus sabios consejos y gran A nuestros padres y hermanos por sus sabios consejos y gran colaboración, especialmente a Yadira Pareja Cueto por su ayuda y colaboración, especialmente a Yadira Pareja Cueto por su ayuda y aliento incondicional. aliento incondicional.
A nuestros familiares y amigos que nos brindaron no solo un techo A nuestros familiares y amigos que nos brindaron no solo un techo
sino también su compañía y ayuda en esas horas de soledad y sino también su compañía y ayuda en esas horas de soledad y reflexión durante nuestra estancia en la entrañable ciudad de reflexión durante nuestra estancia en la entrañable ciudad de Cartagena. Cartagena.