Proyecto para definir caudales ecológicos en ríos del Sistema Papallacta

Transcripción

1 Proyecto para definir caudales ecológicos en ríos del Sistema Papallacta Plan de trabajo para monitoreo de macroinvertebrados como indicadores para caudales ecológicos Odile Fossati & Roger Calvez Quito, Noviembre 2005

2 Fossati & Calvez Indice pagina Introducción Zonas de estudio 4 a - El sistema Papallacta 5 b - El sistema Antisana Caudales ecológicos Calidad del agua Macroinvertebrados bentónicos 8 a Indices 8 b - Métodos de muestreo y de estudio 9 c - Descripción del hábitat Otros componentes del ecosistema 11 6 Cronograma 12 Discusión 14 Conclusiones 15 Bibliografía 16 Anexo 17

3 Fossati & Calvez Introducción Los caudales ecológicos son estimados para mantener un hábitat fluvial con capacidad de sostener la vida de la ribera y del medio acuático, preservando la flora y la fauna, conservando los peces y la calidad estética del paraje fluvial y protecgiendo los tramos de interés científico o cultural. Para la evaluar los caudales ecológicos se necesita un buen conocimiento del funcionamiento ecológico de los ríos, o al menos del componente clave que son los invertebrados. Los macroinvertebrados bentónicos son considerados como buenos indicadores de la calidad de ambientes acuáticos lénticos o corrientes. La descripción de las comunidades permite la definición de indices relacionados con la calidad ambiental del lugar. Existen índices simples y otros mas complicados, resultando de cálculos mas o menos complejos. Se pueden también calcular índices bióticos, usando el conocimiento de la ecología de los invertebrados. Numerosos índices biópticos se han desarollado en el mundo pero no existen hasta ahora un índica para Ecuador, para la zona andina o para la zona neotropical. Tres otros grupos de seres vivos son de importancia para la definición de caudales ecológicos porque viven en el agua: las algas, los macrófitos y los peces. Además, puede resultar interesante tomar en cuenta otros seres vivos que no viven en el agua pero la necesitan, mas que todos los Amphibios, algunos Aves y Mamiferos y la vegetación ribereña. Las actividades se realizarán en dos etapas. La primera etapa, orientada a la investigación y al análisis de métodos de cálculo de caudales ecológicos esta presentada en este informe, con un enfoque principal a los macroinvertebrados bentónicos.

4 Fossati & Calvez Zonas de estudio Las zonas de estudio se encuentran aproximadamente a 70 km al sudeste de la ciudad de Quito, en los vertientes orientales de la Cordillera central de Ecuador. El estudio se interesa a dos sistemas de tipos diferentes. El sistema Papallacta sale de lagunas en valles con pendientes fuertes y vegetación de bosques (fotos 1-2). El sistema Antisana sale del glaciar del mismo nombre y fluye, con pendientes débiles, en páramos (fotos 3-4). Foto 1 - Río Chalpi Grande. Foto 2 - Sitio de muestreo. Foto 3 - Río Antisana. Foto 4 - Sitio de muestreo.

5 Fossati & Calvez a - El sistema Papallacta Se hizo un recorrido de campo por el río Chalpi Grande el lunes 21 de noviembre. El río Chalpi Grande es un afluente del río Papallacta río abajo de la parroquia del mismo nombre y el río Papallacta es un afluente del río Quijos. Ya existen sitios de medida de caudal a las alturas de m (río arriba de la laguna Mogote) y m (río Chalpi Grande, tramo instalado con una escala), con accessos simples. El valle se encuentra poco intervenido. El río, después de la laguna Mogote, corre con fuerte pendiente en un bosque tropical (Foto 1). El sustrato es muy grueso y inestable en relación con la pendiente fuerte (Foto 2). En este río se hará una zonificación con quatro sitios, incluyendo un sitio río arriba de la laguna, un sitio en el río Chalpi Grande y dos sitios en el rio Papallacta, uno río abajo de la confluencia con el río Chalpi grande y el último arriba de Baeza (Tabla 1). Tabla 1 - Sitios de estudio en el sitema Papallacta. Río Localización Altura Mogote río arriba de la laguna m Chalpi grande río arriba de la escala m Papallacta 1 río abajo de la confluencia con el Chalpi grande m Papallacta 2 río arriba de Baeza m b - El sistema Antisana Se hizo un recorrido de campo por el río Antisana el martes 22 de noviembre. El río Antisana sale del glaciar del mismo nombre y fluye con baja pendiente en una zona larga de páramo (Fotos 3 y 4). Esta zona se encuentra intervenida por la presencia de la laguna Micacocha (3900 m de altura). También se notan la presencia de ganado, actividades relacionadas con este (incendios de los pajonales) y actividades de caza

6 Fossati & Calvez como perturbaciones del sistema ecológico. El río Antisana es un afluente del río Napo. En este sistema se estudiarán el río Humbolt que sale del glaciar, el río Ramon Huahuna río arriba de la escala de medida del caudal y el río Condorpamba (Tabla 2). Tabla 2 - Sitios de estudio en el sistema Antisana. Río Localización Altura Humbolt m Ramon Huahuna río arriba de la escala 3700 m Condorpamba m 2 - Caudales ecológicos Los caudales ecológicos son estimados para mantener un hábitat fluvial con capacidad de sostener la vida de la ribera y del medio acuático, preservando la flora y la fauna, conservando los peces y la calidad estética del paraje fluvial y protecgiendo los tramos de interés científico o cultural. Existen dos lineamientos para determinar los caudales ecológicos: el análisis de registros históricos de caudales y módelos de simulación de la relación existente entre las variables hidráulicas y la vida acuática. El uso de registros de caudales resuelta de un simple cálculo. Los módelos de simulación son mas complejos, usando varios parámetros ambientales. Una buena descripción del hábitat y su modelización permite caracterizar la calidad ambiental para los seres vivos del río (Capra et al. 2003). En Francia se han desarollado módelos respecto a los peces, como módelos derivados del método IFIM norteamericano (Bovee et al. 1986, Souchon & Capra 2004). Una caracterización simplificada dentro de un sitio es posible mediante un programa especializado (Lamouroux & Capra 2002,

7 Fossati & Calvez Lamouroux & Jowett 2005). Se puede conocer la repartición de los peces en relación con los caudales cuando se conocen las variaciones del lecho mojado y de las profundidades para dos caudales y las exigencias de las especies. 3 - Calidad del agua Las aguas se describe con ayuda de varios parámetros físico-químicos. Los primeros parámetros, relacionados con la hidrología, son el caudal, la velocidad promedia, la profundidad promedia y el lecho mojado. Los parámetros físicos principales son la transparencia, el color, los sólidos disueltos y suspendidos, la conductividad, la alcalinidad, la dureza total. El oxígeno es un componente muy importante de las aguas. Se mide en concentraciónes (mg.l-1) o en porcentajes de saturación (por eso es necesario anotar la presión atmosférica y la temperatura del agua). También importantes son las formas del carbono (carbonatos y bicarbonatos principalmente), las formas del nitrógeno (nitritos, nitratos, amoniaco), los cloruros, los sulfatos y los fosfatos. Los otros cationes principales son el calcio, el magnesio, el manganeso y el sodio. Los metales pesados pueden encontrarse muy importantes. En la cordillera central de Ecuador, hay que tomar en cuenta el arsénico, en relación con los sustratos volcánicos. Se pueden desarollar comunidades de bacterias en las aguas en relación con las contaminaciones orgánicas. La medida de colibacilos totales y fecales permite una primera evaluación de este tipo de perturbación. Parámetros generales como la hora, la temperatura del agua y del aire, la presencia o no de nubbes, de viento y de lluvia completan la descripción. El estudio de un río necesita un recorrido mensual de esos parámetros físico-químicos, la misma semana del mes.

8 Fossati & Calvez Macroinvertebrados bentónicos a - Indices Los macroinvertebrados bentónicos son considerados como buenos indicadores de la calidad de ambientes acuáticos lénticos o corrientes. La bibliografía relacionada con el tema es inmense. La descripción de las comunidades permite la definición de indices relacionados con la calidad ambiental del lugar. Existen indices simples como el EPT (número de Insecta Ephemeroptera, Plectoptera y Trichoptera) o la riqueza (números de invertebrados diferentes) y otros mas complicados, resultando de cálculos mas o menos complejos (diversidad, equitabilidad...). Se pueden también calcular índices bióticos, usando el conocimiento de la ecología de los invertebrados. Varios índices se han desarollado en el mundo. En la área neotropical se aplican generalmente indices derivados del BMWP que es el indice de Inglaterra (ver Armitage et al para Inglaterra y Roldán-Perez 2004 para Colombia). b - Métodos de muestreo y de estudio El método más conocido de muestreo de los invertebrados bentónicos es la red surber que permite muestrear una área conocida de sustrato (Figura 1). Tiene dos límites : cuando las aguas se encuentran estancadas y cuando el substrato es demasiado grueso y las aguas demasiado rápidas. Es estos casos se puede utilizar una red de mano, tomando en cuenta la misma superficie que para la red surber (Figura 2).

9 Fossati & Calvez Figura 1 - Dibujo y uso de una red surber. Figura 2 - Foto y uso de una red de mano. Ademas se toma en cada sitio una muestra integradora, por tiempo de muestreo, sacando los invertebrados en el campo cada vez que las condiciones climáticas lo permiten (Foto 5). En el campo se fijan las muestras con formalin. En el laboratorio se pasan las muestras al alcool 70 %. Se hace después la limpieza con ayuda de una lupa binocular de nivel mediano (Foto 6), Se agrupan los invertebrados por ordenes. Se guarda y se pesa la materia orgánica con balanzas finas. La identificación de cada grupo de invertebrados se hace con ayuda de una lupa binocular de mayor nivel y de documentación especializada.

10 Fossati & Calvez Foto 5 - Limpieza de una muestra de invertebrados en el campo. Foto 7 - Lupa binocular para la limpieza en el laboratorio. c - Descripción del hábitat Parametros generales del sitio muy importantes para los macroinvertebrados son la altura, el pendiente del lecho y de las riberas, la vegetación ribereña y del valle, la estabilidad del sitio. Estos parámetros se describirán una vez durante el primer año de estudio. Elo pendiente del lecho se medirá exactamente usando equipo especializado. Se caracterizará el sustrato con treinta puntos en dos sectores del tramo. Se dibujará el tramo, caracterizando los hábitats dominantes y localizando los puntos de muestreo. Se caracterizará la vegetación acuática, con una evaluación de su superficie y una descripcion de las especies y formas de vida presentes. En cada punto de muestro se caracterizará el mesohábitat con velocidad, profundidad, perilitón, sustrato superficial y sub-capa. Al mismo tiempo que los invertebrados, se mide la materia orgánica (gruesa y fina) y la granulometría. El peso seco de materia orgánica se mide en el laboratorio. La granulometría gruesa se mide en el campo con ayuda de una placa calibrada. La granulometria fina se mide en el laboratorio mediante tamices y balanzas.

11 Fossati & Calvez Otros componentes del ecosistema Otros seres vivos que no viven en el agua pero la necesitan son también importantes para el funcionamiento general del ecosistema deben incluirse en los estudios. La diversidad de Anfibios en Ecuador es bien conocida. Ademas existen en la zona del Antisana especies de interes como el jambato y la rana marsupial quienes suben hasta el piso alto andino. Algunas Aves son relacionados con los ríos, principalmente el pato de páramo y la pava de monte. Dentro de lo Mamíferos, podria ser interesante revisar si hay murcielagos dependientes de esas aguas. La vegetación ribereña es un componente importante porque toma parte de la vida del ecositema y también porque tiene valor estético. Dentro de la PUCE, Universidad Católica de Quito, trabajan especialistas de insectos acuáticos (Dean Jacobsen), de Anfibios (Luis Coloma) y de Aves (Tjitte De Vries). Existen además en esta universidad un herbario y colecciones des fauna. En Quito, dentro de la EPN (Escuela Politécnica de Ecuador) trabaja un ictiologo (Ramiro Barriga). Esta Universidad participó a programas internacionales de evaluación de la biodiversidad acuática como el programa Aquarap de Conservación Internacional. Otras competencias se encuentren en las otras universidades de Quito. 6 - Cronograma Se preven un año de preparación de las metodologías (2006), el estudio de un ciclo anual completo (2007) y la síntesis de los resultados (2008). El año 2006 será un año de preparación metodológica y de primeras medidas para el estudio de los ríos de los sistemas Papallacta y Antisana. Se estudiará la calidad del agua cada mes, a carga de la EMAAP, empezando durante el mes de enero. Se estudiarán las comunidades de macroinvertebrados bentónicas durante dos épocas con hidrologías diferentes, es decir en época de

12 Fossati & Calvez aguas bajas (principio de febrero) y en época de aguas altas (septiembre). Este trabajo se hará conjuntamente entre el IRD (participación al trabajo de campo y preparación del trabajo de laboratorio) y el EMAAP (participación al trabajo de campo y trabajo de laboratorio). El trabajo de laboratorio, a carga del EMAAP necesitará al mínimo un técnico para la limpieza y el medio-tiempo de un ingenieur (Maria-Elena Gordillo) para las primeras identificaciones. En época de aguas bajas, se estima el tiempo necesario para cada sitio del sistema Papallacta a un día, y a cinco días el trabajo de campo en el sistema Antisana, debido a las dificuldades de acceso. Se preverá un tiempo mayor para la época de aguas altas para tener en cuenta las dificuldades climáticas. La tabla 3 resume los componentes acuáticos para incluir en el estudio de los ríos de los sistemas Papallacta y Antisana durante el año Tabla 3 - Componentes acuáticos Componente Acción Fechas Realización Hidrología caracterización en curso EMAAP Calidad del agua caracterización feb. sept EMAAP otros meses 2006 EMAAP Invertebrados y plantas acuáticas aguas bajas feb IRD - EMAAP aguas altas sept IRD - EMAAP estudio de las muestras 2006 EMAAP Propuesta de protocolo completo nov IRD

13 Fossati & Calvez La primera campaña (febrero 2006) se preve de la manera siguiente: Preparación y estudio del sistema Papallacta - 1 semana Estudio del sistema Antisana - 1 semana Instalación del laboratorio y contactos con especialistas - 3 días Discusión Siete sitios de muestreo se estudiaran, cuatro en el sistema Papallacta (Tabla 1) y tres en el sistema Antisana (Tabla 2), empezando con esos más fácil de acceso. El Anexo contiene la lista del equipo necesario para el estudio de los macroinvertebrados bentónicos, en el campo como en el laboratorio. Para el campo se preven al minimo seis personas con las siguientes responsabilidades : físico-química (EMAAP), caracterización hidrológica (Roger Calvez-IRD y EMAAP), caracterización ambiental y red de mano (Odile Fossati-IRD), surber (Maria-Elena Gordillo-EMAAP), ayuda general (EMAAP). Para el laboratorio serán necesarias dos personas. Las actividades de parte del IRD durante el año 2006 serán la preparación y una participación al trabajo de campo y de laboratorio, la formación del personal para el estudio de los macroinvertebrados bentónicos, una ayuda con las identificaciones de nivel general y de nivel especializado, la designación de un protocolo completo para los invertebrados incluyendo tratamientos de datos, propuestas de protocolos para los otros componentes y contactos con especialistas de Ecuador y de otros paises. Durante los años 2007 y 2008, las actividades de parte del IRD serán la supervisión del trabajo hecho por otros grupos y la síntesis de los resultados, llegando a propuestas de trabajo para otros ríos en la zona del Proyecto Ríos Orientales y propuestas de caudales ecológicos para los sistemas Papallacta y Antisana.

14 Fossati & Calvez Durante el año 2006, las actividades de parte del EMAAP serán la organización y una participación del trabajo de campo y de laboratorio (caracterización de los caudales y de las aguas, limpieza de las muestras, identificación de los invertebrados). En 2007, se preve la participación de otros grupos en los estudios para alargar el rango de estudios y para que los análisis sean independientes del EMAAP que no puede ser juez y parte en el asunto de los caudales ecológicos, Conclusión El trabajo por hacer durante el año 2006 preve dos campañas de muestreo de los macroinvertebrados bentónicos, un seguimiento completo de la físico-química del agua (empezando en enero), la instalación de un laboratorio de limpieza de muestras y de identificación de los invertebrados. En 2007 se estudiara un ciclo anual completo, llegando a propuestas de caudales ecológicos durante el año 2008.

15 Fossati & Calvez Bibliografía principal Armitage P.D. Moss D. Wright J.F. Furse M.Y The performance of a new biological water quality score system based on macroinvertebrates over a wide range of unpolluted running-water sites. Wat. Res. 17 : Bovee K.D. et al The instream flow incremental methodology. Instream flow information paper. Rep. 21 FWS/OBS 86/7, Fish and wildlife service, Office of biological service, Ft Collins, Colorado, USA. Capra H. Sabaton C. Gouraud V. Souchon Y. Lim P A population dynamic model and habitat simulation as a tool to predict brown trout demography in natural and bypassed stream reaches. Riv. Res. Applic. 19 : Lamouroux N. Capra H Simple predictions of instream habitat model outputs for target fish populations. Freshwat. Biol. 47 : Lamouroux N. Jowett I.J Generalized instream habitat models. Can. J. Fish. Aquat Sci. 62 : Roldan-Perez Bioindicación de la calidad del agua en Colombia. Uso del método BMWP-Col. Univ. Antioquia ed. 170 p. Souchon Y. Capra H Aquatic habitat modelling: biological validations of IFIM/Phasbim methodology and new perspectives. Hydroecol. Appl. 14 (1) : 9-25.

16 Fossati & Calvez Anexo Equipo para el estudio de macroinvertebrados bentónicos Trabajo de campo Numero A cargo de red surber 1 IRD red de mano 1 IRD pinzas de campo 3 IRD frascos de plastico (medio-litro y litro) / sitio EMAAP formalin 1 l / sitio EMAAP etiquetas EMAAP velocímetro (con helice fina) 1 EMAAP tabla para la granulometría 1 IRD bandejas, baldes IRD formularios de campo IRD waders y botas 1 / persona EMAAP - IRD equipo para la físico-química EMAAP cajas de transporte EMAAP - IRD Trabajo de laboratorio equipo para la físico-química EMAAP tubos o frascos pequeños 100 / sitio EMAAP alcool 70 % EMAAP pinzas finas EMAAP lupa para la limpieza 1 EMAAP lupa para la identificación 1 EMAAP tamices EMAAP balanzas (materia orgánica y granulometría fina) 1 EMAAP