Roberto Prado-Fiedler Facultad de Ciencias del Mar, Universidad de Valparaíso

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1 2.5 ESTABLECIMIENTO DE LOS FLUJOS PLUVIALES Y FLUVIALES DE NITRÓGENO BIOUTILIZABLE Y DE LA CONCENTRACIÓN DE AMONIO EN LAS AGUAS RECEPTORAS DE FIORDOS DE LA XI REGIÓN Roberto Prado-Fiedler Facultad de Ciencias del Mar, Universidad de Valparaíso El conocimiento acerca de la transferencia y disponibilidad de nitrógeno ha estado concentrando un creciente interés científico, por la controversia suscitada en torno al aumento de nitrógeno biodisponible y el papel que juega frente a la disminución del ozono, el efecto invernadero y la eutrofización de mares interiores y costeros (Ambio, 1990; Kinzig & Socolow, 1994). Se ha podido establecer que la actividad antrópica ha contribuido a aumentar en un factor entre 10 y 50 con respecto a los niveles prehistóricos, las concentraciones de nitrógeno biodisponible en ríos del oeste de Europa y del este de los EE.UU. (Meybeck, 1982). Por otra parte, la formación de aguas hipóxicas en el golfo de México ha sido recientemente asociada con el aporte de nitrógeno por parte de la cuenca del Mississipi (Goolsby, 2000). La factibilidad de desarrollo de hipoxia (concentración de oxígeno disuelto <2 mg/l) en aguas costeras es determinada por el efecto combinado de grandes descargas de agua dulce con grandes cantidades de nutrientes. A su vez, se ha establecido que el rol de la deposición de nitrógeno atmosférico sobre la eutrofización de aguas costeras es relevante, tanto en grandes bahías como en mares adyacentes y epicontinentales (Prado-Fiedler, 1990; Fisher & Oppenheimer, 1991; Paerl, 1993). La posibilidad de establecer un inventario detallado en áreas remotas del hemisferio sur es limitada por la práctica inexistencia de información (Jaffe, 1992), situación que es especialmente cierta para la zona de fiordos y canales de Aysén, situada en una de las regiones remotas no sólo a escala internacional sino también del país. El conocimiento publicado disponible sobre los niveles de nitrógeno bioutilizable presentes en las aguas de estos fiordos y canales es particularmente escaso y se limita a la generada entre 1991 y 1992 para el seno Aysén (Sievers y Prado, 1994) y a la obtenida durante el crucero Cimar-Fiordo 1 (Silva et al., 1997; Prado-Fiedler, 2000). Tal información no contempla datos que permitan dimensionar cuantitativamente el aporte de los principales ríos del área así como tampoco el proveniente de la precipitación pluvial. De hecho, la única información publicada acerca del contenido de nitrógeno bioutilizable presente en la precipitación de la zona austral está referida a una serie de diez años realizada en el Parque Nacional Torres del Paine (Galloway et al., 1996), que además de presentar disminuida la incidencia propia del océano Pacífico por situarse al este de los Andes, se encuentra a más de 500 km de distancia del sistema boca del Guafo Laguna San Rafael, no siendo directamente aplicable a la situación susceptible de encontrar en el sistema de fiordos de la XI Región, que en su patrón de precipitación presenta una condición típica de clima marítimo. Los únicos datos de amonio disponibles entre los 43º y los 47º de latitud sur se limitan, a excepción del fiordo Aysén, al contenido presente en condiciones de primavera obtenida por este mismo autor (Prado-Fiedler, 2000) durante la ejecución del 49

2 crucero Cimar-Fiordo 1. La presencia de concentraciones significativamente más altas en los fiordos continentales que en los canales insulares, especialmente en el estrato superficial, hace de los primeros un sujeto de estudio de mayor interés. Las carencias señaladas motivaron el presente estudio, destinado a establecer la abundancia y distribución del amonio tanto en las aguas situadas a lo largo del eje canal Moraleda, canal Costa y estero Elefantes, como en los principales canales y fiordos ubicados al oriente del mismo, en condiciones de invierno y de primavera tardía. Paralelamente, con el propósito de generar la base de información que haga posible establecer los inventarios de las principales formas de nitrógeno para el área, se determinó el flujo de aquéllas de nitrógeno inorgánico contenidas en la deposición pluvial así como el flujo asociado a nutrientes de los ríos más importantes del área. La investigación se desarrolló en tres fases. Dos de ellas, destinadas a obtener la información de concentraciones de amonio en las aguas de los canales y de flujos de los nutrientes presentes en los principales ríos, estuvieron asociadas a cruceros realizados como parte del programa Cimar-Fiordo 7 por el AGOR en julio de 2001 y en noviembre de La tercera fase, destinada a obtener una serie anual de muestras de precipitación en el fiordo Aysén, se extendió entre febrero de 2001 y marzo de Las muestras de agua de mar para análisis de amonio se obtuvieron en un total de 49 estaciones oceanográficas efectuadas en las dos etapas de la expedición del Vidal Gormaz. La toma de muestras se efectuó entre la superficie y un nivel máximo cercano al fondo de cada estación mediante procedimientos estándares, empleando una roseta oceanográfica. La determinación de la concentración de amonio se efectuó en un laboratorio a bordo de la embarcación inmediatamente después de la obtención de las muestras, empleando para ello el método de formación de azul de indofenol con adición de citrato como complejante desarrollado por Solórzano (1969) y modificado por Koroleff (1983), aplicando esta última técnica de procedimiento manual en la variante que utiliza solución de ácido dicloroisocianúrico como generador de hipoclorito. Con la información de concentraciones obtenida se confeccionarán gráficos de perfiles verticales empleando el software Grapher 2.01 y de secciones verticales empleando el software Surfer 7.0. Las muestras de aguas fluviales se obtuvieron en la parte media de la sección transversal de cada río, empleando una botella de muestreo tipo Niskin arriada desde el puente que lo cruza (ríos Aysén y Palos) o por toma directa en los frascos de muestra en el caso de acceder en bote o vadeando a pie (ríos Cóndor, Cuervo, Cisnes, Ventisquero Aldunate y Rauco). Las muestras de río fueron analizadas con respecto a sus concentraciones de amonio, nitrato, nitrito y fosfato. La determinación de amonio se realizó en la misma forma y con el mismo método descrito precedentemente para agua de mar. Las muestras para los análisis de los restantes nutrientes fueron congeladas a 20 ºC en botellas separadas de polietileno de alta densidad (pretratadas con solución de yodo yodurado en el caso de fosfato) y transportadas congeladas hasta la Facultad de Ciencias del Mar de la Universidad de Valparaíso, donde se efectuó su análisis. El análisis de nitrato se realizó por espectrofotometría tras reducción a nitrito con columna de cadmio (Grasshoff, 1983a). La determinación de nitrito se realizó por espectrofotometría tras diazotación con sulfanilamida y acoplamiento con N-naftiletilenodiamina (Grasshoff, 1983b). A su vez, la determinación de fosfato se realizó por 50

3 espectrofotometría empleando el método de formación de ácido molibdofosfórico y posterior reducción del mismo con ácido ascórbico (Koroleff, 1983). Las muestras de lluvia para análisis químico se obtuvieron por medio de un aparato semiautomático accionado por corriente de 12V emplazado en la orilla sur del fiordo Aysén, en el predio Nueva Hammerfest ubicado en el sector de punta Camello. Para establecer el flujo aportado por la precipitación pluvial, se operó en ese mismo lugar una estación meteorológica con registro digital automático de pluviosidad diaria, cuya información se recuperó bimensualmente empleando el software Weatherlink Los resultados obtenidos muestran que la concentración de amonio de los canales y fiordos investigados es baja en todo el cuerpo de agua en invierno, situándose muy cerca o por debajo del límite de detección alcanzado (0,05 µmol L -1 ). Las únicas excepciones a lo señalado estuvieron dadas por las aguas subsuperficiales del golfo Corcovado, donde se alcanzaron valores superiores a 1,5 µmol L -1 (con un máximo de 2,27 µmol L -1 a 50 m de profundidad ubicado en la estación 4) y en menor grado en el seno Aysén, donde se presentaron concentraciones superiores que 1 µmol L -1 tanto en superficie como entre los 100 y 150 m de profundidad. La distribución vertical de todo el sistema de fiordos y canales continentales comprendidos entre el margen norte del eje canal Moraleda laguna San Rafael tiende a caracterizarse por una práctica ausencia de amonio desde los 150 m de profundidad hacia el fondo (concentraciones <0,05 µmol L -1 ), situación que se extiende entre el invierno y el final de la estación de transición (primavera tardía). Durante la señalada estación de transición, se observó la instalación de una clara estratificación de dos capas en la distribución vertical, situándose el límite inferior de la capa superficial relativamente rica en amonio entre los 50 m y los 75 m de profundidad de todos los fiordos y canales continentales estudiados, así como también en los canales del eje norte-sur extendido entre el canal Moraleda y la laguna San Rafael. La capa superficial se caracterizó por un máximo superior a los 2 µmol L -1 a unos 25 m de profundidad en cada uno de los fiordos y canales situados al oriente del eje Moraleda San Rafael. Una excepción notable al comportamiento señalado se encontró en el área de confluencia del paso del Medio con el canal Moraleda y el canal Costa, lugar en que no se observó estratificación, sino la manifestación de una cuña de concentraciones significativas de amonio (> 0,5 µmol L -1 en invierno; >1 µmol L -1 en la estación de transición). Esta cuña de alta concentración se extendió hasta profundidades superiores a los 200 m. Fuera del área indicada, la existencia de una proyección de concentraciones significativas de amonio hasta altas profundidades sólo se observó durante invierno en la zona de la boca del Guafo, con valores entre 0,6 y 1 µmol L -1. El aporte de nitrógeno realizado por los principales ríos que descargan en el área estudiada (ríos Aldunate, Rauco, Ventisquero, Cisnes, Aysén, Palos, Cuervo y Cóndor), se reveló principalmente de naturaleza orgánica. El nitrógeno inorgánico disuelto (nitrato + nitrito + amonio) representó como máximo un 13% del nitrógeno total, situándose por lo general bajo el 5%. La proporción de nitrógeno inorgánico fue menor 51

4 en invierno que en primavera, con la sola excepción del río Aldunate. De los compuestos inorgánicos de nitrógeno individualizados en las aguas de ríos, el amonio tendió a ser el más abundante en primavera y el nitrato lo fue en invierno. Por su parte, el ortofosfato representó entre el 3,5 y el 80% del fósforo total, con la mayoría de las descargas fluviales (seis de ocho) conteniendo más del 30% del fósforo en forma inorgánica. Estas descargas presentaron una mayor proporción de fósforo inorgánico en invierno, excepto por los ríos Cisnes, Cuervo y Cóndor, que la exhibieron en primavera. Las aguas de lluvia presentaron concentraciones bajas durante todo el período muestreado, dominadas por amonio durante la primavera, el verano y el otoño y por nitrato en invierno. Las concentraciones de amonio en las aguas pluviales se situaron entre un mínimo de 0,5 µmol L -1 y un máximo de 15,8 µmol L -1 y las concentraciones de nitrato tuvieron un rango entre 0,5 y 7,0 µmol L

5 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos. Etapa Nº 1, julio PROFUNDIDAD EST. 0 EST. 2 EST. 3 EST. 4 EST. 5 EST. 6 EST. 7 EST ,14 0,98 0,58 <0,05 0,62 0,52 0,39 <0,05 5 0,87 0,83 0,84 0,07 0,72 0,39 1,12 0, ,80 1,01 0,96 <0,05 <0,05 0,35 0,63 0, ,22 0,85-0,43 <0,05 0, ,28 0,72 1,65 <0,05 1,00 0,29 0,59 0, ,98 1,71 0,55 0,06 1,90 0,42 0,44 0, ,08 1,06 0,59 2,27 1,65 0,45 0,33 <0, ,99 0,72 0,33 1,08 1,30 0,23 0,20 0, ,59 0,96 0,26-0,30 0, ,87 0,72 0,63 1,00 0,37 0,23 0,10 0, ,65 0,79 0,85 0,67 1,01-0,10 0, <0, ,01 0, , <0, , <0, , , , , ,

6 54 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, julio (Continuación) PROFUNDIDAD EST. 9 EST. 10 EST. 11 EST. 12 EST. 13 EST. 14 EST. 15 EST ,89 0,22 0,13 0,41 0,33 0,15 0,71 1,05 5 0,90 0,73 0,13 0,28 0,13 0,11 0,40 0, ,37 0,65 0,37 0,13 1,18 0,58 0,31 0, ,06 0,26 0,20 0,36 1,10 1,51 0,29 0, ,58 0,18 0,25 0,15 0,13 0,85 0,52 0, ,59 0,09 0,11 0,43 1,68 1,66 1,17 0, ,48 0,07 <0,05 0,51 0,16 0,24 0,14 0, ,87 <0,05 <0,05 0,63 0,66 0,38 0,28 0, ,63 0,20 0,74 0,14-0,13 0,14 0, ,38 0,30 0,09-0,84 0,23 1, ,47 0,08 <0,05 0,65-0,23 0,29 0, ,37-0, ,44 0,10 0, ,86 0, , ,33-0, ,29 0, , ,66-0, ,

7 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, julio (Continuación) 55 PROFUNDIDAD EST. 17 EST. 17a EST. 18 EST. 19 EST. 20 EST. 21 EST. 21a EST ,38 1,54 1,01 1,38 1,09 1,09 1,80 2,65 5 0,89 0,34 1,32 1,08 1,62 1,46 0,15 1, ,87 0,82 0,15 0,22 0,10 0,10 0,50 0, ,04 0,33 0,30 0,91 1,68 0,11 0,49 0, ,22 0,59 0,38 0,28 0,18 <0,05 0,55 0, ,09 0,80 0,58 0,09 1,00 <0,05 0,64 0, ,35 0,12 0,36 0,88 0,68 0,52 0,34 <0, ,35 0,64 0,38 0,98 0,88 0,67 <0,05 0, ,97 0,12 0,12 0,61 0,65 0,86-0, ,61 0,42 0,48 0,78 1,14 <0,05-0, ,14 0,11 1,40 0,58 0,66 <0, , ,32 0,65 0,51 0,42 0, , , ,13 0,69 0, , ,96 0, , ,11 1, ,

8 56 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, julio (Continuación) PROFUNDIDAD EST. 23 EST. 24 EST. 25 EST. 26 EST. 27 EST. 28 EST. 29 EST ,66 0,54 <0,05 0,07 0,30 0,19 0,22 0,15 5 0,19 0,11 0,08 <0,05 0,22 0,11 <0,05 0, ,40 0,29 <0,05 0,16 0,16 0,23 <0,05 0, , <0,05 <0, ,20 0,16 0,11 0, ,14 0,06 0,06-0,27 0,23 0, ,10 0,21 0,51-0,20 0,13 0,16 0, ,90 0,16 0,33-0,18 0,20 0,06 0,13 50 <0,05 0, ,12 0,11 0,28 0,10 75 <0,05 0, ,11 0,12 0,10 0, , ,11-0, <0, ,19-0, , ,06-0, <0, <0,05-0, <0, ,10-0, ,

9 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, julio (Continuación) 57 PROFUNDIDAD EST. 0 EST. 2 EST. 3 EST. 4 EST. 5 EST. 6 EST. 7 EST ,14 0,98 0,58 <0,05 0,62 0,52 0,39 <0,05 5 0,87 0,83 0,84 0,07 0,72 0,39 1,12 0, ,80 1,01 0,96 <0,05 <0,05 0,35 0,63 0, ,22 0,85-0,43 <0,05 0, ,28 0,72 1,65 <0,05 1,00 0,29 0,59 0, ,98 1,71 0,55 0,06 1,90 0,42 0,44 0, ,08 1,06 0,59 2,27 1,65 0,45 0,33 <0, ,99 0,72 0,33 1,08 1,30 0,23 0,20 0, ,59 0,96 0,26-0,30 0, ,87 0,72 0,63 1,00 0,37 0,23 0,10 0, ,65 0,79 0,85 0,67 1,01-0,10 0, <0, ,01 0, , <0, , <0, , , , , ,

10 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, julio (Continuación) PROFUNDIDAD EST. 39 EST. 40 EST. 41 EST. 42 m µmol dm -3 µmol dm -3 µmol dm -3 µmol dm ,06 0,26 0,15 0,15 5 0,09 0,16 0,12 0, ,11 0,17 <0,05 <0, ,13 0,07 0,07 <0, ,07 0,07 0,06 <0, ,15 0,07 <0,05 <0, ,06 <0,05 <0, ,06 0,18 0,07 0,07 75 <0,05 0,15 0,07 0, <0,05-0,07 <0, <0,05 0,15 <0, <0,05 0,12 <0,05 0, ,09 <0,05 0, ,08-0, , RÍOS Amonio µmol dm -3 CISNES 0,28 VENTISQUERO 0,22 CÓNDOR 0,37 PALOS 1,84 CUERVO 0,13 AYSÉN 0,75 ALDUNATE 0,06 RAUCO 0,07 58

11 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos. Etapa Nº 2, noviembre PROFUNDIDAD EST. 0 EST. 1 EST. 2 EST. 3 EST. 4 EST. 5 EST. 6 EST ,74 0,15 0,33 0,11 0,08 <0,05 <0,05 <0,05 5 0,48 2,28 0,09 0,07 0,32 <0,05 <0,05 <0, ,13 0,21 0,08 0,43 0,07 0,18 - <0, ,07 <0,05 0,06 0,09 <0,05 <0,05 0,19 0, ,46 0,23 0,29 0,59 <0,05 <0,05 <0,05 <0, ,96 <0,05 0,16 <0,05 0,48 <0,05 1,54 <0, , <0,05 <0,05 0,14 <0,05 <0,05 <0,05 0, , ,27 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0, , ,15 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0, <0,05 <0, , <0, <0, , <0, , ,

12 60 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, noviembre (Continuación) PROFUNDIDAD EST. 8 EST. 9 EST. 10 EST. 11 EST. 12 EST. 13 EST. 14 EST ,23 <0,05 0,19 0,29 0,10 0,10 0,26 0,28 5 0,21 <0,05 0,30 0,27 0,14 0,41 0,18 0, ,27 0,07 0,38 0,41-0,18-0, ,05 0,13 0,94 0,35 0,29 0,51 0,43 0, ,27 0,37 0,98 1,03 0,48 0,36 0,89 0, ,43 0,63 <0,05 0,30 0,84-1,42 0, , <0,05 <0,05-0,06 0,84-1,72 1, <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0,19-1,44 1, , <0,05 <0,05 - <0,05 0, , <0,05 <0,05 - <0, , <0, <0,05 <0, , <0,

13 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, noviembre (Continuación) 61 PROFUNDIDAD EST. 16 EST. 17 EST. 17a EST. 18 EST. 19 EST. 20 EST. 21 EST. 21a 2 0,20 0,18 0,25 0,26 0,26 0,30 0,27 0,30 5 0,18 0,17 0,10 0,57 0,38 0,53 0,77 1, ,42 0,45 0,30 0,45 1,78 1,25 2,10 2, ,48 0,89 <0,05 0,65 2,03 1,90 2,03 2, ,42 1,62 0,92 1,83 2,37 2,30 2,00 0, ,30 0,14 <0,05 0,08 0,27 0,05 0,12 0, ,08 <0,05 0,07 0,07 <0,05 0,09 <0, <0,05 <0,05 0,10 <0,05 <0,05 <0,05 0, , <0, <0,05 <0,05 0,07 <0,05 <0,05 0, <0, ,51 <0,05 <0,05 <0, <0, <0,05 <0,

14 62 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, noviembre (Continuación) PROFUNDIDAD EST. 22 EST. 23 EST. 24 EST. 25 EST. 26 EST. 27 EST. 28a EST <0,05 <0,05 <0,05 0,18 0,12 0,46 0,21 0,14 5 0,19 0,31 0,14 0,07 0,55 0,62 <0,05 0, <0,05 0,11 0,22 0,72 0,64 0,58 0, ,19 0,05 <0,05 0,15 0,76 0,58 0,37 0, ,19 0,11 0,38 <0,05-0,47 0,28 0, , ,09 0,08 0, ,66 0,13 0, ,38 <0,05 <0, <0,05 <0, , , ,59 <0, <0,05 <0, ,73 <0, <0,05 <0, <0, <0, , , <0,

15 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, noviembre (Continuación) 63 PROFUNDIDAD EST. 28b EST. 29 EST. 29a EST. 30 EST. 30a EST. 31 EST. 32 EST ,58-2 0,06 0,15 0,28 <0,05 0,10 0,05-0,77 5 1,77 0,18 0,35 0,74 0,53 <0,05 0,64 0, ,85 0,39 0,27 1,83 1,17 <0,05 0,98 1, ,68 0,11 0,48 2,20 0,98 0,10 1,24 2, ,51 <0,05 0,17 2,30 <0,05 0,84 1,21 1, ,10 0,10 <0,05 <0,05 <0,05 1,25 0,42 0,57 75 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0,22 1,41 <0,05 0, <0,05 <0,05 - <0, <0, <0,05-1,35 <0,05 0, <0, <0,05-1,42 <0,05 0, , , <0, ,20 <0, <0, <0, <0,05 <0, <0,05 <0,05

16 64 Contenido Amonio Crucero Cimar 7-Fiordos, noviembre (Continuación) PROFUNDIDAD EST. 34 EST. 35 EST. 36 EST. 37 EST. 38 EST. 39 EST. 40 EST. 41 EST. 42 µmol dm ,79 0,07 0,61 0,17 0,05 2,05 0,79 0,85 <0,05 5 0,09 0,11 0,44 0,18 0,60 0,23 0,12 0,13 0, ,08 1,21 0,55 0, ,31 0, ,17 1,52 1,70 2,20 1,58 1,55 2,12 0,41 0, ,04 2,25 1,75 2,12 1,20 1,37 1,82 0,37 0, , ,38-0,16 0,43 0,22 2,35 0,22 <0,05 0, ,55-0,22 0,06 1,35 <0,05 0,42 - <0, ,32-0,43 0,17 0,42 0,69 <0,05 <0,05 <0, ,04-0,39 0,44 0,38 - <0,05 <0,05 <0, <0,05-0,33 0,21 0,38-0,18 0,25 <0, , , , <0, , , <0, , , ,

17 RÍOS Amonio µmol dm -3 CISNES 3,16 VENTISQUERO 1,41 CÓNDOR 0,54 PALOS 0,87 CUERVO 0,64 AYSÉN 0,43 AYSÉN 0,22 ALDUNATE 0,30 RAUCO 1,14 65

2.2 DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA, SALINIDAD, OXÍGENO DISUELTO Y NUTRIENTES ENTRE PUERTO MONTT Y BOCA DEL GUAFO (CIMAR 12 FIORDOS)

2.2 DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA, SALINIDAD, OXÍGENO DISUELTO Y NUTRIENTES ENTRE PUERTO MONTT Y BOCA DEL GUAFO (CIMAR 12 FIORDOS) . DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA, SALINIDAD, OXÍGENO DISUELTO Y NUTRIENTES ENTRE PUERTO MONTT Y BOCA DEL GUAFO (CIMAR FIORDOS) (CONA-CF -) Cristina Carrasco M. & Nelson Silva S. Pontificia Universidad Católica

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