DETERMINACIÓN DEL RÉGIMEN DE CAUDALES ECOLÓGICOS EN LOS RÍOS CHALPI GRANDE, OYACACHI Y AGLLA

Transcripción

1 DETERMINACIÓN DEL RÉGIMEN DE CAUDALES ECOLÓGICOS EN LOS RÍOS CHALPI GRANDE, OYACACHI Y AGLLA Simulación de hábitats viables de los de los ríos: Aglla, Oyacachi, Chalpi Grande

2 Este documento ha sido posible gracias al financiamiento del Fondo para la Protección del Agua FONAG, conforme al contrato FONAG Las opiniones aquí expresadas pertenecen al autor o autores y no reflejan necesariamente el punto de vista del FONAG 2

3 Simulación de hábitats viables de los ríos: Aglla, Oyacachi, Chalpi Grande Junio,

4 Quito - Ecuador, 24 de Junio de 2015 Elaborado por: Daniela Rosero. Especialista en Caudales Ecológicos Verónica Ordóñez. Especialista Ecología Acuática Fredy Nugra. Especialista en Vertebrados Acuáticos 4

5 Por favor citar este documento como se indica a continuación: Fondo para la Protección del Agua (FONAG), Simulación de hábitats viables de los ríos: Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande. Quito, EC. 108 p. 5

6 Contenido 1. Introducción Antecedentes Objetivo general Objetivos específicos Justificativo Marco teórico - científico Criterios ecohidrológicos Régimen hidrológico natural Tramos representativos y curvas de descarga Comunidad acuática Criterios ecohidráulicos Preferencias hidráulicas Hábitats viables Caracterización ecológica de la zona de estudio Condiciones generales Ubicación de las unidades ecohidrológicas Climatología Ecosistemas y cobertura vegetal Actividades productivas e impactos ambientales Calidad del agua Condiciones ecohidrológicas Regímenes hidrológicos Tramos representativos Comunidad acuática Metodología Fase de Levantamiento de información de campo Componente ecohidrológico Aforos líquidos Parámetros físico químicos Componente ecohidráulico Levantamiento topográfico Información biológica Descripción del hábitat Fase de validación de la información colectada Calibración ecohidráulica del modelo Preferencias hidráulicas por el hábitat Simulación física de hábitats viables Curvas de preferencias hidráulicas Preferencias por la velocidad Preferencias por la profundidad Preferencias por el tipo de sustrato Modelos de hábitats viables Superficies ponderadas útiles Tramo de estudio y secciones representativas del río Aglla

7 5.3.2 Tramo de estudio y secciones representativas del río Oyacachi Tramo de estudio y secciones representativas del río Chalpi Grande Distribución de hábitats viables Conclusiones Caracterización ecológica Implementación de la metodología Simulación de hábitats viables Transferencia de conocimiento y capacitación Caracterización ecológica Reconocimiento de tramos Registro y colección de datos de campo Implementación de la metodología Simulación física de hábitats Curvas de preferencias hidráulicas Calibración del modelo ecohidráulico Simulación de hábitats Referencias bibliográficas Anexos Anexo 1: Registro del levantamiento topográfico y atributos ecohidráulicos de los ríos. 96 Anexo 2: Fichas de campo del muestreo de hábitats para generar curvas de preferencias hidráulicas

8 Índice de Tablas Tabla 3.1 Lista de taxones de invertebrados reportados en estudios anteriores, para los ríos Oyacachi, Chalpi Grande y Aglla...34 Tabla 4.1 Coordenadas geográficas de los tramos de muestreo en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande...38 Tabla 4.2 Características que definen el tipo de hábitat en los ríos.47 Tabla 4.3 Caudales medidos durante el muestreo ecohidráulico en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande, mayo Tabla 5.1 Parámetros del componente lineal de los modelos de preferencias hidráulicas para los taxones seleccionados en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande...59 Índice de Figuras Figura 1.1 Ámbito de acción el FONAG y ubicación de las unidades hídricas para el estudio del régimen de caudales ecológicos en los ríos Chalpi grande, Oyacachi y Aglla..11 Figura 2.2 Modelos aditivos generalizados de hábitats viables para Aoteaposyche spp. (ind/m 2 ) de acuerdo a la velocidad, profundidad e índice de sustrato...15 Figura 3.1 Unidades ecohidrológicas en el área de estudio..24 Figura 3.2 Distribución anual de Isoyetas medias mensuales interanuales en el área de estudio 25 Figura 3.3 Ecosistemas o hidrozonas en el área de estudio (FONAG, 2015) 27 Figura 3.7 Tramo representativo en el río Oyacachi dentro de la unidad ecohidrológica de..33 Figura 3.8 Tramo representativo en el río Chalpi Grande dentro de la unidad ecohidrológica de estudio 33 Figura 3.9 Tramo representativo en el río Aglla dentro de la unidad ecohidrológica de estudio...34 Figura 4.1 Aforo líquido para la medición del caudal del río Figura 4.2. Levantamiento topográfico para conocer la morfología del río Figura 4.1 Esquema gráfico de la disposición de carriles para el muestreo ecohidráulico en una unidad de remano o rápido (morado), en donde se ubican los puntos de muestreo (verde) según el tipo de hábitat (amarillo), el muestreo se realiza opuesto a la dirección el flujo Figura 4.2 Esquema del hábitat de plantas acuáticas dispuestas sobre el sustrato y en el perfil de la columna de agua Figura 4.6 Esquema del hábitat de macroinvertebrados acuáticos Figura 4.7 Muestreo de la comunidad acuática..46 Figura 4.8 Equipo de muestreo cuantitativo y almacenamiento de muestras de invertebrados.46 Figura 4.9 Esquema de la composición física del hábitat para el registro de las variables durante el muestreo Figura 4.10 Composición del sustrato de la superficie del hábitat sobre la que se realiza el muestreo 49 Figura 4.11 Registro de variables ecohidráulicas de los hábitats acuáticos..50 Figura 4.12 Proceso de calibración de las curvas de descarga de cada sección para obtener la distribución del flujo en el tramo.51 Figura 4.13 El tramo representativo del río Chalpi Grande en el que se desarrollará la simulación de hábitats.52 Figura 4.14 Análisis de la distribución de velocidades en una sección del tramo representativo del río Chalpi Grande...52 Figura 4.15 Calibración de la Curva de descarga de la Sección 4 del tramo representativo del río Chalpi Grande Figura 4.16 Categorización de taxones según su abundancia en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande...55 Figura 4.17 Grupos más abundantes encontrados en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande, mediante un muestreo cuantitativo del hábitat. a) Simulium sp., b) Limonicola sp., c) Chironomidae, d) Camelobaetidius sp..56 8

9 Figura 4.18 Esquema del uso del paquete TRENDS para generar los hábitats viables mediante modelos aditivos generalizados de las variables hidráulicas del río Figura 4.19 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat para Camelobaetidius sp., contribución de cada variable a explicar la distribución de abundancias...58 Figura 4.20 Isolíneas para la abundancia observada y esperada de Camelobaetidius sp., acuerdo con la velocidad y la profundidad para un tipo de sustrato preferente.59 Figura 4.21 Esquema de las preferencias hidráulicas del hábitat ubicado en la Librería de hábitats que requiere el paquete RHYHABSIM para la simulación Figura 5.1 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande: Camelobaetidus sp., Chironomidae, Farrodes sp., Baetodes sp., Miroculis sp., Hagenoulopsis sp., Cloeodes sp., Smicirdea sp...62 Figura 5.2. Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande: Xenelmis sp., Microcylloepus sp., Anacroneuria sp., Simulium sp., Limonicola sp., Macrelmis sp., Stegoelmis sp., y Atopsyche sp...63 Figura 5.3 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para briofitas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande 64 Figura 5.4 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para el plancton de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande..64 Figura 5.5 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande: Camelobaetidus sp., Chironomidae, Farrodes sp., Baetodes sp., Miroculis sp., Hagenoulopsis sp., Cloeodes sp., Smicridea sp..66 Figura 5.6 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande: Xenelmis sp., Microcylloepus sp., Anacroneuria sp., Simulium sp., Limonicola sp., Macrelmis sp., Stegoelmis sp., y Atopsyche sp.67 Figura 5.7 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para briofitas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande Figura 5.8 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para el plancton de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande Figura 5.9 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande: Camelobaetidus sp., Chironomidae, Farrodes sp., Baetodes sp., Miroculis sp., Hagenoulopsis sp., Cloeodes sp., Smicridea sp.69 Figura 5.10 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande: Xenelmis sp., Microcylloepus sp., Anacroneuria sp., Simulium sp., Limonicola sp., Macrelmis sp., Stegoelmis sp., y Atopsyche sp.70 Figura 5.11 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para briofitas de los ríos ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande Figura 5.12 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para el plancton de los ríos ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande...71 Figura 5.13 Modelo de hábitats viables para Chironomidae de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas Figura 5.14 Modelo de hábitats viables para Simulium sp., de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas Figura 5.15 Modelo de hábitats viables para Limonicola sp., de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas Figura 5.16 Modelo de hábitats viables para Camelobaetidius sp., de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas Figura 5.17 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Camelobaetidius sp.75 Figura 5.18 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Chironomidae...76 Figura 5.19 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Limonicola sp...76 Figura 5.20 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Simulium sp..77 Figura 5.21 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Camelobaetidius sp

10 Figura 5.22 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Chironomidae 78 Figura 5.23 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Limonicola sp Figura 5.24 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Simulium sp..79 Figura 5.25 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Camelobaetidius sp...80 Figura 5.26 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Chironomidae. 80 Figura 5.27 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Limonicola sp..81 Figura 5.28 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Simulium sp Figura 5.29 Simulación de hábitats viables de acuerdo al caudal, para invertebrados representativos del río Aglla Figura 5.30 Simulación de hábitats viables de acuerdo al caudal, para invertebrados representativos del río Oyacachi...84 Figura 5.31 Simulación de hábitats viables de acuerdo al caudal, para invertebrados representativos del río Chalpi Grande Figura 7.1 Reconocimiento e identificación de tramos representativos.. 92 Figura 7.2 Muestreo de parámetros ecohidráulicos y colección de muestras de invertebrados acuáticos...92 Figura 7.3 Identificación y clasificación de grupos de invertebrados...93 Figura 7.4 Calibración y simulación de hábitats en el paquete RHYHABSIM

11 1. Introducción La inclusión de caudales ecológicos permite implementar una verdadera gestión integrada de los recursos hídricos, por lo que el Fondo para la Protección del Agua - FONAG lidera el desarrollo de investigaciones aplicadas para evaluar el impacto de las captaciones en el estado de conservación de los ecosistemas acuáticos de alta montaña, en especial de aquellos ríos que constituyen importantes fuentes proveedoras de agua para consumo humano y generación de hidroelectricidad del Distrito Metropolitano de Quito. 1.1 Antecedentes El FONAG a través de su Programa Gestión del Agua, desde el 2006, mediante cooperaciones técnicas nacionales e internacionales, impulsa la ejecución progresiva y sostenida de estudios de caudales ecológicos en tramos de ríos de las unidades hídricas de Pita, San Pedro, en la cuenca alta del río Guayllabamba y en la unidad hídrica oriental de Papallacta. Asimismo, por la alta importancia de los bienes y servicios ambientales que prestan los ecosistemas característicos del Cerro Puntas al Distrito Metropolitano de Quito DMQ y a la Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento de Quito EPMAPS, es importante invertir en una investigación que determine el régimen de caudales ecológicos de tres ríos relacionados a éste en la provisión de agua: Aglla (en el flanco occidental), Oyacachi (en el flanco oriental), y concluir con el análisis iniciado en el 2008 en la unidad hídrica oriental de Chalpi grande, Figura 1.1. Figura 1.1 Ámbito de acción el FONAG y ubicación de las unidades hídricas para el estudio del régimen de caudales ecológicos en los ríos Chalpi grande, Oyacachi y Aglla. 11

12 Para ejecutar el componente de caudales ecológicos en la Gestión del Agua es necesario levantar información de campo que permita obtener datos de primera mano para conocer y describir las condiciones de los ríos de los que depende la población de Quito, a través de los proyectos de agua potable previstos en esta zona. 1.2 Objetivo general Simular los hábitats viables de invertebrados acuáticos que se encuentran en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande para diseñar el régimen de caudales ecológicos de cada río Objetivos específicos Calibrar el modelo con la información ecológica e hidráulica levantada in situ Diseñar las curvas de preferencia mediante la herramienta informática seleccionada Modelar los habitas viables actuales en posibles escenarios hidrológicos Identificación de los criterios para el diseño del régimen de caudales ecológicos de cada río. Recomendar las posibles medidas preventivas que permitan disminuir el impacto de futuras infraestructuras de captación. 1.3 Justificativo Los caudales ecológicos sostienen la vida en los ríos a través de la combinación de cantidades suficientes de agua en óptima calidad, lechos y riberas con hábitats fluviales en condiciones saludables (Anderson et al., 2001). Todo tipo de intervención humana altera en mayor o menor medida las condiciones naturales de los ecosistemas acuáticos, el grado o la medida de la alteración tiene relación con lo que se conoce como umbrales de resistencia y resiliencia. Los umbrales de resistencia definen el punto o límite ecológico a partir del cual las especies cambian y pierden sus características y por ende su funcionamiento. Los umbrales de resiliencia son los límites ecológicos que soportan las especies y ecosistemas luego de los cuales conservan sus características y funciones. 12

13 Los caudales ecológicos se relacionan con los umbrales de resiliencia y resistencia ya que se manejan los rangos de tolerancia de las especies frente a los cambios del régimen hidrológico y de las condiciones hidráulicas del río. La continuidad de ríos es un aspecto clave que mantiene a las poblaciones acuáticas relacionadas con la dinámica del movimiento longitudinal del agua y la disponibilidad transversal de recursos (Vannote et al., 1980). La mitigación de impactos de la construcción de barreras, que irrumpen la continuidad del río, busca ampliar los umbrales de resiliencia de los ecosistemas a través de un mecanismo de manejo que permita operar las estructuras para crear diferentes condiciones que favorezcan a un mayor número de componentes bióticos y abióticos del ecosistema (Richter et al., 1996). Los diferentes tipos de captaciones de agua modifican el flujo del río y alteran la estructura de los ecosistemas acuáticos, ya sea que estos se utilizan para generación hidroeléctrica, agua potable o riego, el cambio introduce una nueva dinámica al ecosistema (Postel, 2000). Para afrontar diferentes rangos de alteración es necesario asignar caudales de cierta magnitud, con determinada frecuencia y por específicos períodos de duración para que el tramo de río afectado, funcione bajo los criterios ecológicos, hidrológicos e hidráulicos que caracterizan a los ríos (Poff et al., 1997; MAE, 2007). Las acciones que resumen el manejo de las captaciones de agua en los ríos bajo las condiciones que gobiernan el movimiento del agua y la respuesta de las especies, se concentran en el concepto e implementación del régimen de caudales ecológicos. 13

14 2. Marco teórico - científico El caudal ecológico en un ecosistema sin intervenciones corresponde al caudal natural que cumple la función de mantener la conexión entre las distintas unidades del sistema: humedales, ríos, lagos, lagunas y acuíferos. Cuando existe una intervención en el río, el papel del caudal ecológico es tratar de mantener ciertas condiciones mínimas de estabilidad para las especies. Para determinar el régimen de caudales ecológicos el principal aspecto a considerar es la variabilidad hidrológica natural, ya que la interrelación entre las variables hidráulicas y las preferencias ecológicas de las especies están sujetas a los cambios del caudal. El régimen hidrológico natural es responsable de definir en parte la morfología del cauce en donde existe la interacción entre el ecosistema acuático y terrestre que a su vez proporciona la condición de refugio para la supervivencia de varias especies acuáticas. El análisis preliminar de la distribución de caudales y la presencia de taxones de invertebrados permite ajustar los criterios que se necesitan aplicar para el muestreo y simulación de hábitats. La mayoría de invertebrados se asocian a caudales estables pero las crecidas o los picos puntuales también pueden favorecer el desplazamiento aguas abajo en el río (Rosero et al., 2008). A partir de la información analizada se seleccionaron los criterios ecohidrológicos y ecohidráulicos para el muestreo de campo para la simulación de hábitats Criterios ecohidrológicos Criterios ecohidráulicos 2.1 Criterios ecohidrológicos Los cambios del caudal por efectos antropogénicos ocurren en un tramo específico del río y por ende los regímenes de caudales ecológicos se deberán determinar para el río y el lugar en donde va a existir una determinada modificación. Cabe recalcar que en un río puede haber distintos tramos que tendrán regímenes de caudales ecológicos específicos, razón por la que no es apropiado generalizar y pretender definir regímenes de caudales ecológicos para cuencas (SENAGUA/PNUD, 2013). Entre los aspectos ecohidrológicos fundamentales a considerar en el análisis y evaluación de caudales ecológicos están: 14

15 Régimen hidrológico natural Tramos representativos y curvas de descarga Comunidad acuática Régimen hidrológico natural El régimen hidrológico natural del río es el conjunto de caudales que responden a la variabilidad climática. El régimen natural es específico y equivalente a la identidad del ecosistema acuático por lo que se representa mediante hidrogramas que definen el comportamiento estacional del río e infieren el de la cuenca aportante. El régimen hidrológico natural delimita las poblaciones de especies acuáticas que pueden habitar en un río, y por consiguiente la variabilidad natural del régimen hidrológico hace posible la vida de ciertas especies en el río. Existe infinidad de relaciones entre el caudal y la ecología de las especies acuáticas, por años se ha tratado de identificar la relación que existe entre los componentes del hidrograma que detonan el comportamiento de una especie o de un proceso específico para el desarrollo de la misma (Lytle, 2008). El flujo de caudales en el hidrograma determina el tipo de especies que pueden existir en el río a través de los hábitats en donde se desarrollan. Los componentes del hidrograma son hitos ecológicos que establecen comportamientos a gran escala como las migraciones de peces o la emergencia de insectos que tienden a ocurrir en pulsos que se mantienen en el tiempo. Las relaciones entre la ecología de las especies y la fluctuación del hidrograma pueden tener diferentes sentidos ya sea en beneficio o detrimento de las mismas. Las crecidas anuales y más aún las extraordinarias son fundamentales para los procesos de limpieza del cauce y la reconformación de nuevos hábitats según la morfología, esto genera a su vez el control de poblaciones, la disponibilidad de alimento y sitios puntuales para la colonización de invertebrados y el desove de algunos peces. Cada evento de crecida extraordinaria puede favorecer ciertos procesos y al mismo tiempo ser catastrófica para las poblaciones de peces, invertebrados o plantas. Por otro lado, el papel que tienen los caudales de estiaje está relacionado con el período en que la mayoría de especies enfrenta la velocidad del flujo y de desarrollo con menor esfuerzo, facilitando procesos de desove, reproducción y emergencia. 15

16 El sentido de las innumerables relaciones entre las variaciones del caudal en el tiempo y los procesos ecológicos, aporta a la estimación de caudales ecológicos a través del uso de información para entender la dirección que tienen los cambios de caudales sobre los cambios de las poblaciones y los procesos ecológicos. En la Figura 1.2, se presenta un esquema de fluctuaciones de caudal y los posibles procesos que podrían ocurrir según la frecuencia e intensidad de los caudales, en el color más oscuro se representa el régimen natural y en el color claro el régimen de caudales ecológicos. Fuente: Daniela Rosero Figura 2.1.Interpretación ecológica del régimen hidrológico natural (verde oscuro) y el régimen de caudales ecológicos (verde claro) que responde a las necesidades identificadas. Las crecidas, estiaje y pulsos tienen un significado ecológico descrito a nivel general para muchos ecosistemas. Los procesos físicos de arrastre de sedimentos y conformación de márgenes dan una idea clara de lo que ocurre con los hábitats de las especies y con los mismos individuos que no soportan altas velocidades y volúmenes de agua que desbordan el talweg del río Tramos representativos y curvas de descarga La naturaleza dinámica de los ecosistemas acuáticos hace que a medida que recorren su trayecto, las condiciones físicas del cauce, las características químicas del agua, la 16

17 composición de las riberas, la diversidad de especies y los usos que se den al agua cambien de forma temporal y espacial. Es esencial identificar los tramos representativos que incorporan en su longitud la mayor cantidad de variaciones de las condiciones observadas en el río. Los tramos pueden albergar condiciones específicas que merecen ser representadas en la investigación, sin embargo se busca características generales como la uniformidad del cauce, la presencia de vegetación de ribera y lo más importante la alternancia entre remansos y rápidos. Por los tramos representativos circula un caudal que es el resultado del volumen de agua que puede distribuirse en la sección transversal, cada tramo tendrá una condición de frontera que es el hito físico que permite evaluar el caudal circulante. Los tramos representativos tienen curvas de descarga específicas que serán calibradas en tres secciones del tramo e incluyen el inicio y el fin del tramo y una sección de control en donde existe el cambio de un remanso a una rápido. El conjunto de condiciones físicas, químicas y biológicas que ocurren en el tramo representativo serán por ende representativas y pueden evaluarse a través de indicadores ambientales como la comunidad acuática Comunidad acuática Los indicadores de un ecosistema permiten medir el estado del conjunto de condiciones a través de las respuestas en una escala comparativa. Entre los principales indicadores ambientales se tiene a los parámetros y a los procesos. Los parámetros constituyen medidas puntuales como el perímetro mojado, la concentración de oxígeno disuelto, la densidad de una población o comunidad, etc. Los indicadores de los procesos son medidas del funcionamiento del ecosistema en donde intervienen dos o más variables, como por ejemplo el proceso de erosión de las márgenes, el tiempo de dilución de una sustancia, la productividad primaria o la red trófica, etc. Los indicadores ambientales útiles para la determinación del régimen de caudales ecológicos corresponden a la comunidad acuática a través de la medida de densidad de las poblaciones. En conjunto en una comunidad, las poblaciones se relacionan dentro de la red trófica sin embargo, las relaciones tróficas son complejas y requieren un estudio a detalle tanto de las poblaciones en el tiempo como de las respuestas a 17

18 nivel hidrológico. En la mayoría de ecosistemas acuáticos los indicadores biológicos son el resultado de las condiciones físicas que producen determinadas características químicas y definen la presencia de ciertas especies (interacción inter e intraespecífica). En los ríos de interés para el estudio de caudales ecológicos, la composición de la comunidad y la calidad del agua, reducen el rango de variables que afectan a la comunidad en sí, es decir que al ser ríos que por su naturaleza no presentan comunidades de peces tienen a los invertebrados acuáticos como el nivel más alto de la red trófica y al estar bajo diferentes niveles de manejo y conservación, la calidad físico química del agua es buena y no presentan contaminación. Esto permite hacer relaciones más estrechas entre las comunidades de invertebrados y las variaciones del caudal. Al igual que en muchos grupos acuáticos, los invertebrados han evolucionado adaptándose a las variaciones hidrológicas, es por esto que existen límites que las especies pueden resistir dentro de la variación hidrológica para mantenerse en el tiempo, y es a través de los hábitats viables que la variación de caudales se traduce a límites ecológicos de la alteración hidrológica. 2.2 Criterios ecohidráulicos Los criterios ecohidráulicos se desarrollaron sobre el concepto de que las comunidades acuáticas que habitan aguas arriba de las intervenciones sobre un río serán aquellas a las que se debe proteger y para las cuales se deben generar las condiciones adecuadas aguas abajo de las intervenciones (Biggs et al., 1990). La investigación sobre morfología de las especies y su comportamiento ha demostrado que están íntimamente relacionadas con las características físicas de los hábitats y que su presencia puede ser descrita por las variables hidráulicas presentes en el mismo río (Lamouroux et al., 1995; Statzner y Higler, 1985). Los refugios y la morfología del cauce determinan la presencia y movilidad de los organismos acuáticos entre hábitats favorables con condiciones hidráulicas preferentes para las diferentes especies (Lamouroux et al., 2010). El alto grado con el que pequeñas variaciones de velocidad limitan la distribución de los organismos acuáticos es ampliamente descrita por Biggs et al., (2005), Collier, (1993), Collier et al., (1995), Jowett et al. (1991), 18

19 Dolédec et al. (2004), al igual que la importancia del tipo de sustrato y la disponibilidad de hábitats ha sido estudiada tanto para invertebrados como para peces en ríos de diferentes superficies (Rayner et al., 2009). El espectro de adaptaciones evolutivas permite una vasta investigación de las relaciones especie específica de las condiciones físicas del hábitat. Las relaciones ecohidráulicas son relaciones del microhábitat en donde las condiciones puntuales y dominantes caracterizan la superficie en donde se encuentran las especies. Entre las relaciones ecohidráulicas más estudiadas se encuentran: Preferencias hidráulicas Hábitats viables Preferencias hidráulicas En función de la variabilidad hidráulica se diferencia a los organismos por sus preferencias frente a la velocidad de la corriente, la profundidad y el tipo de sustrato. Desde los más a los menos reófilos los organismos se distribuyen en un espectro longitudinal y transversal de la distribución de la velocidad de acuerdo a la pendiente del sustrato que ofrece diferentes microhábitats (Bovee, 1986; Jowett et al., 1991; Lamouroux et al., 1995). Los complejos patrones de la corriente tanto a nivel superficial como en el fondo proveen una variedad de microhábitats que aumentan o disminuyen con la rugosidad del fondo o la profundidad del lecho del río (Jowett y Davey 2007). Bajo este ecohidráulico, parte de la ecología de las plantas, algas, invertebrados acuáticos y peces es descrita por las preferencias de cada condición y se define a través de la relación entre todas las variables que influyen la distribución de las especies en el hábitat (Jowett, 2003). En Tennant (1976), se establecieron los primeros conceptos para enlazar las características hidráulicas de un río con los requerimientos físicos del hábitat de peces de la zona norte de Estados Unidos. La preferencia por ciertos hábitats demostró estrechas relaciones con variables como la velocidad, el tamaño del sustrato y la profundidad (Jowett et al., 1991; Collier, 1993). Las relaciones individuales con cada variable fueron incorporadas a la ecología de las especies para estimar su presencia según las preferencias de hábitat, no obstante este importante vínculo ecohidráulico evidenció el amplio rango de combinaciones posibles según las propias condiciones hidráulicas. Collier (1993), Collier et al. (1995) y Jowett (2003) trabajaron en las 19

20 preferencias hidráulicas de varias especies de invertebrados para la zona de Nueva Zelanda, y encontraron relaciones específicas y generales con las condiciones del hábitat y a su vez observaron que una variable hidráulica se debe evaluar considerando otras que afectaban tanto a la especie como a las mismas variables, por lo que concluyeron que sólo la combinación de las condiciones hidráulicas favorables conforman los hábitats viables Hábitats viables Los hábitats viables corresponden a la superficie del río que favorece la presencia de una especie. Las características físicas del hábitat están relacionadas con las variables hidráulicas del río, por lo que tanto el comportamiento de los organismos como sus rasgos de vida están influenciados por las variaciones físicas del hábitat (Biggs et al., 2005). En 2004, Merigoux y Dolédec encontraron relaciones con las velocidades de fondo y la densidad de ciertas especies, luego de evaluar la velocidad, la profundidad y el tipo de sustrato, descubrieron que el esfuerzo cortante en el fondo tb (bed shear stress), el Número de Froude Fr y el Número de Reynolds Re, son los mejores indicadores para estimar la distribución de invertebrados en ríos, a pesar de que en ciertos casos el Número de Froude ofrece una excelente respuesta para ríos de llanura, la relación de velocidad y profundidad que define el número de Froude se ha probado ser de gran utilidad en ríos de montaña. En 2007, Jowett I. y Davey J., demostraron que los números adimensionales (Froude y Reynolds) y los esfuerzos cortantes del fondo son el resultado de la interacción simultánea de las principales variables hidráulicas que describen el hábitat: velocidad, la profundidad y el tipo de sustrato. Sin embargo, parte de la distribución de los organismos en los ríos es resultado de las condiciones hidráulicas mientras que existen otras condiciones como depredación, alimento y contaminación que influyen en la presencia de las especies (Dyson, 2008). A pesar de ello, las condiciones hidráulicas son las variables que mejor describen las características físicas del hábitat y conocer la interacción permitirá estimar los hábitats viables. La investigación de cómo las preferencias hidráulicas interactúan para conformar hábitats viables se obtiene a través de un análisis multivariado que permite acercarse a la mejor combinación de condiciones que requieren las especies en el río. El 20

21 mecanismo estadístico para integrar de forma simultánea el efecto de cada variable sobre la distribución de la especie, emplea un modelo lineal generalizado GAMs (Guisan y Zimmermann, 2000; Leathwick et al., 2006). La distribución de las especies acuáticas es muy distinta a las del ecosistema terrestre y en muchos casos la dispersión de datos es un factor clave a considerar. En los modelos aditivos generalizados que se utilizan para crear hábitats viables, la forma de incorporar las variables al modelo es a través de una función inversa de conexión que multiplica a cada predictor continuo. La distribución de hábitats en los ríos ocurre a manera de parches para la mayoría de especies acuáticas, por ello es posible utilizar otros factores ecohidráulicos que pueden favorecer el uso de un hábitat: presencia de algas, musgos, vegetación o detritos. En la Figura 2.2 se presenta un extracto de las relaciones hidráulicas analizadas por Jowett y Davey (2007), con el objeto de presentar la importancia del análisis multivariado y la ventaja que ofrecen los modelos aditivos generalizados frente a otros modelos. Fuente: tomado y modificado de Jowett y Davey, Figura 2.2 Modelos aditivos generalizados de hábitats viables para Aoteaposyche spp. (ind/m 2 ) de acuerdo a la velocidad, profundidad e índice de sustrato. 21

22 El panel derecho se interpreta como la contribución que tiene cada variable para explicar la distribución de la densidad de la especie de interés, al interactuar de forma simultánea las tres variables físicas analizadas. 22

23 3. Caracterización ecológica de la zona de estudio La simulación de hábitats requiere el conocimiento a detalle de las condiciones en donde viven las especies y las relaciones que existen con el medio terrestre inmediato. La implementación de los métodos de simulación física de hábitats parte de la evaluación de las características ecológicas de las zonas de vida en donde se encuentran las especies. Para conocer las condiciones que determinan las características ecológicas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande se realizó una extensiva revisión de información, para recopilar datos disponibles que permitan verificar en campo de las características ecológicas de los ríos. La información colectada permitió identificar los criterios para el tipo de muestreo y con ello el alcance del levantamiento de información para la simulación de hábitats. Las fuentes de información revisadas y analizadas para caracterizar los ríos y ajustar la metodología de muestreo para la simulación de hábitats, contemplaron: Caudales medios mensuales de los ríos Chalpi Grande y Oyacachi Información físico química mensual registrada en el río Aglla desde el 2013 hasta marzo del Caudales medios diarios del río Aglla (2012, 2013, 2014). Diagnóstico de la calidad ecológica de los ríos y la vegetación de ribera de las zonas de manejo del FONAG (2014). Diseño de un plan de monitoreo de las amenazas y la integridad ecológica de ecosistemas acuáticos y terrestres en las áreas de interés del FONAG (2014). Información cartográfica de las unidades hídricas del ámbito de estudio que incluye la red de ríos, la cobertura vegetal y los usos de suelo, FONAG (2015). Documento para predecir los efectos de la riqueza de invertebrados en el funcionamiento ecosistémicos de la comunidad natural: análisis a partir de ríos de altura, realizados en los ríos Chalpi Norte y Oyacachi (2011). Información ecológica, hidráulica e hidrológica del río Chalpi Grande levantada dentro del proyecto de caudales ecológicos realizado en conjunto entre FONAG, EPMAPS, IRD (2008): Fossati et al., A través de la revisión de información, recopilación de datos disponibles y la verificación en campo de las características ecológicas de los ríos de interés se corroboró las condiciones de inicio para afinar la metodología de simulación de 23

24 hábitats en los ríos de interés. Los criterios de muestreo se tomaron para las zonas de vida de páramo y bosque nublado. 3.1 Condiciones generales Ubicación de las unidades ecohidrológicas El área de estudio se encuentra en el área de influencia directa del Parque Nacional Cayambe Coca. Las unidades hídricas de Oyacachi y Chalpi Grande se localizan al norte de la unidad de Papallacta en el flanco oriental de la cordillera Real, mientras que la unidad hídrica del río Aglla se ubica en el flanco occidental. Las unidades de los ríos Oyacachi y Aglla son parte del Cerro Puntas, que constituye un edificio natural que alberga altos niveles de biodiversidad y provisión de agua. Por otra parte, las unidades de Oyacachi y Chalpi Grande conforman el ramal norte del sistema de provisión de agua potable llamado Ríos Orientales. El río Oyacachi nace en un ecosistema de valle conformado por la geología natural a 3800 msnm dentro del Parque Nacional Cayambe - Coca, el cauce principal se conforma de dos ramales, uno de ellos es captado y trasvasado hacia la unidad hídrica Chalpi grande, luego de ser captado el río Oyacachi continúa su recorrido hasta la confluencia con el río Cariaucu cerca de la desembocadura en el río Quijos. La superficie de la unidad hídrica Oyacachi alcanza los 131 km 2 desde las nacientes hasta la desembocadura en donde se encuentra la unidad ecohidrológica de estudio. El área de interés se ubica en el tramo de río no intervenido por la captación hasta la estación H27 antes de la zona de influencia del centro poblado del mismo nombre, la superficie corresponde a 11.8 km 2, aproximadamente, Figura 3.1. El río Chalpi Grande tiene como nacientes al río Chalpi Norte y al río Mogotes que son manejados y captados para el abastecimiento de agua potable. Los regímenes de cada río luego de la captación están definidos por el embalse de Mogotes, la captación de Mogotes aguas abajo del embalse y la captación Chalpi Norte, los cauces sin agua empiezan a recolectar la zona de drenaje en su recorrido hasta formar el río Chalpi Grande que desemboca en el río Papallacta. El área de drenaje del río Chalpi Grande es de km 2, y la unidad ecohidrológica de estudio tiene cerca de 9.8 km 2 que cubra la zona desde la estación hidrológica H13 hasta la desembocadura, Figura

25 El río Aglla nace en las faldas del Cerro Puntas y recorre zonas de páramo hasta desembocar en el río Uravía que llega al río Guayllabamba. Los afluentes del río Aglla son las pequeñas quebradas que se forman de la fractura geológica del Cerro Puntas. El río no recibe afluentes importantes ya que es el curso principal. La unidad ecohidrológica de trabajo tiene su cierre 100 metros aguas abajo de en la estación hidrológica H5006 y comprende un área aproximada de 12.5 km 2, Figura 3.1. Figura 3.2 Unidades ecohidrológicas en el área de estudio Climatología La climatología local en el área de estudio tiene una fuerte influencia de las corrientes regionales, que presentan una estacionalidad climática que se alterna con la vertiente occidental y responden a los efectos regionales como los vientos alisios y los vientos orientales. La época de lluvia en la vertiente oriental va de mayo a noviembre; mientras en la vertiente occidental va de octubre a abril y la época de verano de mayo a septiembre, aproximadamente. En las zonas de páramo y bosque nublado no se observan períodos de verano o largos lapsos de tiempo sin lluvia, de manera especial, debido a otros factores del clima como la humedad relativa, la evapotranspiración y la 25

26 temperatura que en combinación generan diferentes respuestas en el tiempo, Figura 3.2. Río Aglla Río Oyacachi Río Chalpi grande Figura 3.2 Distribución anual de Isoyetas medias mensuales interanuales en el área de estudio Para el análisis de hábitats viables a través de las preferencias hidráulicas es necesario conocer los rangos de variación de los caudales y los posibles escenarios en los ríos, debido a que estos dependen del régimen de precipitaciones están 26

27 relacionados, sin embargo el alcance de este estudio no implica la descripción del régimen de precipitación ya que el vínculo es a través del régimen hidrológico Ecosistemas y cobertura vegetal Los ríos de la vertiente oriental se encuentran en dos ecosistemas correspondientes al páramo y el bosque nublado pre montano. La cobertura vegetal en la zona de páramo está dominada por pajonales con escasos arbustos cerca de las márgenes de los ríos. Los suelos de páramo están caracterizados por un amplia capa fértil con Horizontes A que sobrepasan los 0.4 m y los suelos son en su mayoría Andisoles. El río Oyacachi al igual que el río Chalpi Norte (naciente del río Chalpi Grande), reciben aportes de grandes extensiones de humedales protegidos por pajonales en donde no se conoce de reportes de especies exóticas o introducidas de vegetación a la zona. En su recorrido hacia el bosque nublado la pendiente del río Oyacachi se incrementa y con ello su caudal y el cauce. La vegetación que se distribuye en las márgenes pasa a estar dominada por arbustos e incluso árboles que sostienen gran parte del sustrato. En la zona de bosque nublado las pendientes de las márgenes del río hacen difícil el acceso al cauce y los árboles cubren gran parte del cauce, por lo que la vegetación cerca de las márgenes se mantiene en condiciones naturales. En el caso del río Chalpi Grande, este se forma en el bosque nublado, la vegetación natural también está compuesta por árboles grandes que forman galerías en las márgenes y pequeños arbustos que llenan los espacios de luz. A diferencia del río Oyacachi, la vegetación que no se encuentra cerca de las márgenes está intervenida y predominan los pastos y cultivos base de las actividades productivas de la unidad. El río Aglla se encuentra en las zona de vida de páramo y bosque alto andino, en donde la vegetación está conformada principalmente por pajonales altos, arbustos pequeños y algunos árboles mayores, Figura 3.3. Las márgenes del río presentan pajonales en su gran mayoría y no se observa intervenciones mayores, las zonas de pendiente presentan erosión natural y se observa evidencias de presencia de ganado vacuno. En su recorrido hacia aguas abajo, el río Aglla no recibe aportes de aguas servidas o tuberías de desfogue aunque algunos desbordes del canal de riego se escurren por las pendientes laterales en donde el pajonal de gran tamaño crea filtros 27

28 naturales, la vegetación de ribera se encuentra a lo largo de todo el cauce y protege cerca del 30% del ancho del río, en promedio. Área de Estudio Figura 3.3 Ecosistemas o hidrozonas en el área de estudio (FONAG, 2015) Actividades productivas e impactos ambientales En la unidad ecohidrológica del río Oyacachi se realiza la ganadería como actividad productiva desarrollada por la comuna de Oyacachi, las acciones emprendidas tratan que ésta no acceda a las márgenes de los ríos, pese a que en la práctica la actividad es extensiva y afecta a las zonas de páramo y a los ríos en la zona de bosque nublado (FONAG, 2014). Existen estudios sobre el impacto de la ganadería sobre los ríos y de 28

29 acuerdo a la escala y fragilidad del ecosistema, estos pueden afectar en menor o mayor escala a la calidad del agua. El ganado destruye el soporte natural que tienen las márgenes e induce una fuente de erosión, a su vez deposita excrementos que introducen nutrientes al agua y pueden favorecer el crecimiento de bacterias, algas y plantas. En el río Chalpi Grande las actividades productivas son la ganadería y la agricultura, desarrolladas en las haciendas que colindan con el río. En la unidad ecohidrológica se observa ganado vacuno dentro del río, en las márgenes y en el camino de acceso. El principal impacto en el agua es la presencia de excrementos que además de aportar nutrientes, diseminan semillas de pasto en las márgenes e incrementan la presencia de vectores. El impacto sobre las márgenes es la erosión que se genera por el pisoteo de muchos ejemplares que pernoctan en corrales ubicados en las márgenes del río (cerca de estación EPMAPS) (TNC-USFQ-FONAG, 2014). En el río Aglla las actividades productivas corresponden al pastoreo de ganado vacuno suelto, el mismo que ingresa al río a pesar de la pendiente de las márgenes, y genera focos de erosión que junto con el aporte de nutrientes de los excrementos deterioran la calidad del agua y favorecen la presencia de algas y bacterias, al igual que el aporte de partículas inorgánicas provenientes de la quema de páramos durante la época de verano. La alteración de riberas y la liberación de sedimento fino taponan los intersticios que se forman por la irregularidad del sustrato, y cuando esto ocurre se reduce la superficie que usan los invertebrados para desarrollarse. De forma natural, el flujo ejerce una fuerza de arrastre que libera el sedimento fino depositado en los intersticios, sin embargo si el sedimento que ingresa al río es mayor que el arrastre que produce el flujo, la disponibilidad de hábitats viables para invertebrados disminuye. Al evaluar los hábitats viables se puede tener, en cierta medida, una idea del impacto que tiene la erosión asociada al pisoteo y la deformación de márgenes sobre las características ecológicas que favorecen la presencia de la comunidad acuática Calidad del agua La calidad del agua en los ríos de interés para el proyecto fue monitoreada en diferentes condiciones similares a la investigación de las comunidades acuáticas: Oyacachi , Chalpi Grande y Aglla En general, de 29

30 acuerdo al TULAS (2003) se registra una calidad de agua aceptable en base a los parámetros de aguas de recreación y naturales. Los ríos presentan ph cercanos a 7, baja concentración de nutrientes y ausencia de metales pesados, la temperatura y la conductividad son bajas y caracterizan a las nacientes, mientras que en la zona de bosque nublado la temperatura y conductividad aumentan por la altura y la pendiente que favorecen el ingreso de luz y el aporte de sedimentos, respectivamente. En los ríos de páramos se registró concentraciones elevadas de hierro y en ciertos casos de fosfatos (Fossati et al, 2008), que son compuestos asociados a la mineralización del suelo en la zona de páramo. En el río Aglla se registra la presencia de nutrientes como Nitritos, Nitratos y Fósforo, con bajas concentraciones trimestrales, según los datos de monitoreo realizados por el FONAG en el La concentración de oxígeno disuelto en los ríos de estudio supera los 7 ppm e indica una alta disponibilidad de este recurso para los organismos. Varios grupos de invertebrados prefieren altas concentraciones de oxígeno disuelto para desarrollarse a pesar de que pueden tolerar bajas concentraciones en condiciones de presión. Los invertebrados que se asocian con altas concentraciones de oxígeno disuelto son conocidos como indicadores de buena calidad. La presencia de coliformes totales en el agua del río Chalpi Grande fue analizada en diferentes períodos, en los que se reportó una importante presencia de bacterias asociadas a los excrementos de ganado. No se cuenta con datos de la concentración de coliformes en el agua del río Oyacachi pero se estima su presencia debido al ganado suelto que existe en esta zona. En el río Aglla se reportó en el 2014 la presencia Escherichia coli que estuvo en un nivel bajo según la normativa ambiental (TULAS, 2003), esto implica la existencia de importantes coliformes totales provenientes del ganado que visitan el área de drenaje del río. 3.2 Condiciones ecohidrológicas Los ríos en la vertiente oriental tienen regímenes hidrológicos bimodales aunque debido a la variación entre máximos en diferentes épocas del año, estos pueden interpretarse como regímenes unimodales. En el caso de los ríos de la vertiente occidental estos dependen de su cercanía a la zona de intercambio o divisoria de aguas, ubicada en el Cerro Puntas. Para efectos del análisis de hábitats viables las 30

31 características ecohidrológicas relacionan la distribución de caudales con las condiciones ecológicas que representan al río. Los regímenes bimodales definen dos períodos de crecidas y períodos importantes de estabilidad de caudales base o mínimos. Los períodos unimodales dependiendo de su ubicación, en el hidrograma se observa períodos más largos de estabilidad con caudales base o en su defecto mayor número de variaciones puntuales. La relación que existe entre esta distribución y la presencia de las especies acuáticas define la dirección de las preferencias hidráulicas en los hábitats viables Regímenes hidrológicos El hidrograma analizado para el río Oyacachi presenta un comportamiento unimodal con una pequeña subida de caudales de agosto a septiembre, Figura 3.4. El hidrograma corresponde a los datos de la unidad hidrográfica evaluados en el cierre de la unidad hídrica completa. El régimen hidrológico del río Oyacachi es afectado por los caudales que se extraen para la captación de agua potable en el sector de Salve Faccha. En este hidrograma se observa un período de caudales de crecidas entre abril y julio que llegan a los 2.5 m 3 /s, en agosto los caudales bajan y suben de forma ligera en septiembre para luego continuar en descenso de octubre a marzo. En el período de recesión se observa que los caudales no disminuyen de 1.2 m 3 /s, en donde se mantiene una estabilidad en caudales de 1 m 3 /s. Figura 3.4 Hidrograma anual del río Oyacachi en la zona de la captación de agua potable. 31

32 La información hidrológica del río Chalpi Grande fue analizada en base a caudales observados en el período , en el proyecto Caudales Ecológicos FONAG- IRD-EMAAP-Q, Figura 3.5. Los caudales disponibles no permiten construir el hidrograma completo, por lo que se utilizó los caudales calculados para el río Chalpi Norte y datos puntuales tomados en el río Chalpi grande entre el 2006 y el El río Chalpi Norte se ubica en la zona de páramo y se observa un comportamiento unimodal muy marcado con crecidas entre los meses de junio a agosto y caudales de recesión de septiembre a diciembre. Los caudales observados en el río Chalpi Norte tienen un comportamiento similar a los caudales observados en el río Oyacachi, Figura 3.5. Entre los datos disponibles del río Chalpi Grande se observa que el caudal mínimo es 2,1 m 3 /s y el caudal máximo es de 4.4 m 3 /s, mientras que en el Chalpi Norte el caudal máximo es 2 m 3 /s y el mínimo es 0.5 m 3 /s. Figura 3.5 Régimen de caudales en el río Chalpi Grande y Chalpi Norte. El río Aglla presenta un régimen hidrológico bimodal con un pico en abril y otro en julio, los caudales más altos alcanzan los 0.27 m 3 /s mientras que los caudales mínimos se observan en octubre y llegan a los 0.13 m 3 /s. En el mes de enero se observan caudales similares a los de junio y septiembre, Figura 3.6. Los datos del río Aglla corresponden a información calibrada y obtenida en la estación limnimétrica durante los años 2012, 2013 y

33 Figura 3.6 Régimen de caudales del río Aglla A nivel hidrológico los datos observados forman parte de la información necesaria para la simulación de hábitats. En la calibración del modelo se requiere la curva de descarga de los tramos de interés en los ríos de estudio Tramos representativos Dentro de los ríos Oyacachi, Chalpi Grande y Aglla se tienen tramos que poseen condiciones uniformes y tramos en donde los cauces reciben afluentes y el flujo es turbulento. Para que los tramos sean representativos deben albergar el mayor número de hábitats y una alternancia entre rápidos y remansos. Los tramos representativos deben tener características ecológicas similares a las condiciones naturales y las condiciones hidrológicas deben ser la respuesta del área de drenaje en estudio. El tramo representativo en el río Oyacachi se ubica en el ramal norte de la cuenca, cerca de la estación pluviométrica P37, de acuerdo al ancho del río en esta zona, se estima una longitud de tramo de aproximadamente 80 m, Figura

34 Figura 3.7 Tramo representativo en el río Oyacachi dentro de la unidad ecohidrológica de estudio. El tramo representativo en el río Chalpi Grande se ubica cerca de la estación hidrológica H013, en la cota 2780 msnm, el tramo contempla dos rápidos y dos remansos en una longitud aproximada de 500 m o el equivalente a 5 veces el ancho del río, Figura 3.8. Figura 3.8 Tramo representativo en el río Chalpi Grande dentro de la unidad ecohidrológica de estudio. 34

35 El tramo representativo en el río Aglla se ubica aguas arriba de la estación limnimétrica H5006, aproximadamente a 50 m de la instalación de la regleta. En este río, la longitud del tramo es de aproximadamente 100 m, Figura 3.9. Figura 3.9 Tramo representativo en el río Aglla dentro de la unidad ecohidrológica de estudio Comunidad acuática Las comunidades acuáticas de los tres ríos de interés fueron investigadas en diferentes proyectos y en distintas épocas del año. Para el río Chalpi Grande se cuenta con un registro de datos de la comunidad de invertebrados colectados entre el 2006 y el 2008, los datos ecológicos incluyen la descripción de la comunidad y la densidad de acuerdo a los tipos de hábitats. En el río Oyacachi se realizaron estudios en la zona de páramo en el 2006 y en el bosque nublado en el 2007, la información disponible corresponde a la riqueza y abundancia de taxones identificados para conocer el proceso de descomposición de la materia orgánica a nivel de páramo (Ríos et al., 2010). En el río Aglla se obtuvo la composición de la comunidad de invertebrados dentro del análisis de integridad ecológica realizado en el La riqueza reportada para esta zona es baja al igual que la equidad que relaciona la diversidad con la abundancia de los diferentes grupos. En la Tabla 3.1, se presenta una lista preliminar de todos los taxones de invertebrados reportados para los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande. 35

36 Tabla 3.1 Lista de taxones de invertebrados reportados en estudios anteriores, para los ríos Oyacachi, Chalpi Grande y Aglla. Taxon Río Aglla Oyacachi Chalpi Grande Hydroida Clorohydra x x x Tricladia Planariidae x x Oligochaeta Glossiphoniidae x x Gastropoda Lymnea x x x Pisidium x x x Hyalella x x x Acari Hydrachnidia x x x Ephemeroptera Andesiops x x x Betodes x x x Cloeodes x x Camelobaetidius x x x Callibaetis x Mayobaetis x x x Letophyphes x x x Hagenoulopsis x x x Terpides x x Oligoneuriidae x Plecoptera Claudioperla x Anacroneuria x x Megaloptera Corydalus x Disersus x x Heterelmis x x Coleoptera Hexacylloepus x x Macrelmis x x x Microcylloepus x x x Stegoelmis x x x Neolmis x x Stenelmis x x Hydrophiliidae x Psephenidae x x Anchytarsus x x Cyphon x x Elodes x Trichoptera Contulma x x Phylloicus x Mortionella x Helicopsychidae x x Atopsyche x x x Leptonema x Smicridea x x x Anchitrichia x x x Ochrotrichia x x x Metrichia x Atanatolica x x Grumichella x x x Oecetis x Nectopsyche x x x Anomalocosmoecus x x Diptera Limonicola x x x Aulladomylla x x Chironomidae x x x Chelifera x x x Empididae x x Limnophora x x Simulium x x x Limonia x x x 36

37 4. Metodología La generación de curvas de preferencia para la simulación de hábitats es un proceso complejo que requiere un intenso trabajo de campo para obtener un número mínimo de muestras con datos válidos que aporten a cubrir el mayor rango de variación de la velocidad, la profundidad y el tipo de sustrato que prefieren los diferentes grupos para poder realizar el análisis estadístico y la simulación ecohidráulica de hábitats. El método es una compilación cuantitativa de la comunidad y la medición de la profundidad, la velocidad y el tipo de sustrato en cada punto, para lo que se desarrolló y adaptó el método de muestreo por carriles (Jowett y Duncan, 1990) para la descripción de hábitats. 4.1 Fase de Levantamiento de información de campo El desarrollo e implementación del método de muestreo requiere la integración de las actividades de levantamiento del componente ecohidráulico, topográfico e hidrológico, por lo que se debe combinar las actividades para que estas no interfieran en el correcto muestreo y los datos de los invertebrados acuáticos, ya que por su sensibilidad a perturbaciones pueden desplazarse de los hábitats de interés Componente ecohidrológico El componente hidrológico de la metodología de simulación física de hábitats permite identificar el rango de caudales en los que se va a calibrar el modelo y el rango de caudales de simulación para estimar los habitas viables en el río. El componente ecohidrológico incluyó el levantamiento de información hidrológica mediante aforos líquidos que permiten calibrar las curvas de descarga para modelar las secciones del tramo en el paquete RHYHABSIM Aforos líquidos Los aforos líquidos fueron realizados durante el muestreo y levantamiento de información biológica e hidráulica y se ejecutaron sobre dos secciones correspondientes al inicio y al final del tramo representativo. Como parte del aforo se registró el ancho del cauce y el perímetro mojado, luego se estableció verticales equidistantes para medir la velocidad y la profundidad, Figura

38 El cálculo de las velocidades se realizó a 0.2, 0.6 y 0.8 de altura de la columna de agua, con esta información se calculó el caudal utilizando un coeficiente de rugosidad de Manning n = Figura 4.1 Aforo líquido para la medición del caudal del río Río Aglla Los aforos en el río Aglla se realizaron el día 16 de mayo, bajo un régimen de crecidas que evidenció lluvias previas en las últimas 24 horas. Las márgenes del río así como la zona de inundación del río Aglla presentaron condiciones elevadas de humedad por efecto de la garúa durante el muestreo. Río Oyacachi Los aforos en el río Oyacachi se realizaron durante los días 14 y 15 de mayo con presencia intensa de lluvias. Durante el aforo se evidenció una crecida en horas de la mañana en la que se observó el arrastre de sedimentos suspendidos que dieron al agua una coloración lechosa. Río Chalpi Grande El aforo en el río Chalpi Grande se realizó el día 10 de mayo en condiciones de caudales de recesión de las precipitaciones observadas en horas de la mañana. El aforo se realizó en el inicio del tramo en una sección uniforme en donde no se registraron bloques de gran tamaño. 38

39 Parámetros físico químicos Las características físico químicas del agua de los ríos de los que se abastece el sistema de agua potable para el Distrito Metropolitano, son buenas y cumplen los parámetros y normativas del Libro VI, de la Calidad del Agua en fuentes primarias para consumo humano. Dentro de la evaluación de hábitats viables se consideró que las condiciones físico químicas juegan un papel importante en cuanto a la presencia y disponibilidad de alimento, ya que parámetros como el oxígeno disuelto y la temperatura pueden influir en la descomposición de materia orgánica que es la fuente de energía de varias especies. Las características físicas y químicas del agua se relacionan con los caudales a través de la concentración que existe con cada caudal. En el caso de crecidas se observa la dilución de sedimentos en suspensión y cuando el caudal baja la presencia de partículas es tan baja que no da coloración al agua. En todos los hábitats de muestreo se realizaron mediciones de los parámetros físicos y químicos In Situ, para relacionar con los hábitats viables. En cada hábitat se midió el ph, la Temperatura, la Conductividad, el Oxígeno disuelto y los Sólidos en Suspensión, para lo que se utilizó una sonda YSI 4000, que fue calibrada en cada río de acuerdo a la presión atmosférica y la altitud Componente ecohidráulico El componente ecohidráulico de la metodología de simulación física de hábitats es el que permite la construcción de los hábitats viables de la especies. En este componente se levantó información topográfica y biológica para conocer las condiciones morfológicas del río y el número de individuos de los diferentes taxones. En cada hábitat se registró las variables hidráulicas básicas como velocidad, profundidad y tipo de sustrato que caracterizan a cada hábitat, además se registró la coordenada geográfica de cada hábitat. Ver Tabla

40 Tabla 4.1 Coordenadas geográficas de los tramos de muestreo en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande. Río Hábitat predominante Este Coordenadas Sur Aglla Rápidos 17S Oyacachi Rápidos 17M Chalpi Grande Rápidos 17M Levantamiento topográfico El levantamiento topográfico se realizó de forma independiente del muestreo biológico e hidrológico para reducir el impacto del ingreso al río durante la medición de los niveles, por la deformación del lecho. Para el registro de información se seleccionó tramos que contengan condiciones uniformes, a pesar de que incluyan meandros, sin embargo se evitó de forma directa la cercanía a confluencias con otros ríos o a infraestructura de cualquier tipo. El levantamiento topográfico consistió en el registro del nivel del agua o cota (msnm), en relación al nivel del cauce o thalweg para generar las secciones que conforman el tramo, Figura 4.2. En el Anexo 9.1 se presenta el resumen del levantamiento topográfico de los tres tramos de los ríos estudiados. Figura 4.2 Levantamiento topográfico para conocer la morfología del río 40

41 Río Aglla En el río Aglla el tramo representativo se ubicó aguas arriba de la estación hidrológica H5006 del FONAG, en esta zona el tramo tiene varios meandros sin embargo no existen cauces de aporte que alteren el tipo de régimen. El tramo representativo comprendió una longitud de 15 m en donde se levantaron 15 secciones con separaciones de 1 m cada una. Río Oyacachi El tramo representativo en el río Oyacachi se ubicó aguas abajo de la presa de Salve Faccha cerca de la estación meteorológica P37, alejada de la captación de agua potable de la EPMAPS. El tramo se ubicó en una zona de cauce uniforme con ligeros meandros que forma la topografía natural en longitud de 20 m, en donde se registró 20 secciones transversales. Río Chalpi Grande El tramo representativo en el río Chalpi Grande se ubicó aguas arriba de la estación hidrológica H13 de la EPMAPS. El tramo representativo en este río incluyó varios meandros dispuestos en una longitud con pendiente de fondo que fomenta la alternancia entre rápidos y remansos. En el tramo de muestreo del río Chalpi Grande se levantaron 10 secciones separadas una distancia aproximada entre 15 y 20 m, que cubren una longitud total del tramo de 250 m. Luego de verificar que los tramos reúnan las condiciones de representatividad se procedió a levantar los datos que serán procesados con la cartografía existente para la zona, con la finalidad de generar los archivos de ubicación de cada tramo y los puntos de muestreo dentro del tramo Información biológica Mediante el método de carriles se realizó el muestreo de la información biológica que permite hacer un mapeo del tramo del río de acuerdo al punto en donde se toma la muestra y en donde se va a registrar cada variable hidráulica. El muestreo por carriles se realiza a través del trazo imaginario o con la ayuda de sogas, de una cuadrícula sobre el río, Figura 4.3. Para crear el mapa del tramo de muestreo se registra las coordenadas geográficas de cada punto muestreado. 41

42 Figura 4.3 Esquema gráfico de la disposición de carriles para el muestreo ecohidráulico en una unidad de remano o rápido (morado), en donde se ubican los puntos de muestreo (verde) según el tipo de hábitat (amarillo), el muestreo se realiza opuesto a la dirección el flujo. El muestreo inicia desde el límite inferior del tramo hacia arriba y se recorre de forma lateral barriendo cada hábitat posible desde las márgenes hacia el centro del cauce. Debido a las dimensiones de los cauces el método por carriles debe ajustarse para cubrir la variedad de hábitats que existan entre el hiporreos y la zona de mayor velocidad del flujo, hasta donde sea posible el acceso, Figura 4.4. La colección de muestras biológicas debe realizarse antes del registro de las variables hidráulicas para evitar que la perturbación del medio ahuyente a las especies, sin embargo para cada grupo el tiempo entre la colección de la muestra y el registro de las variables hidráulicas es específico. 42

43 Figura 4.4 Esquema de la distribución final de las zonas de muestreo de acuerdo con la capacidad de acceso al río y la restricción de muestreo hacia las márgenes del río. Las poblaciones en la comunidad acuática comparten requerimientos ecológicos comunes pero a su vez requieren condiciones específicas. La dirección de las relaciones tróficas juega un rol muy importante para establecer los grupos indicadores así como los hábitats que ocupan. En los ríos Aglla, Chalpi Grande y Oyacachi se incluirá el muestreo de invertebrados, plantas acuáticas y peces en el caso de observarse su presencia, así como el registro de perifitón en el sustrato. Como parte de los hábitats importantes, se considera a las plantas acuáticas como un refugio para invertebrados, sin embargo debido a su relación con los caudales se incorporará al estudio como un indicador ambiental relevante, y se relaciona su presencia con las variables hidráulicas para generar las curvas de preferencia y los hábitats viables de las especies presentes en los ríos de estudio Muestreo de plantas y plancton El muestreo de plantas acuáticas para definir sus preferencias hidráulicas viene dado por la selección y descripción de los hábitats en donde se encuentran, la medición de 43

44 las variables hidráulicas de velocidad y profundidad, y el registro del sustrato en donde se adhieren para crecer. Todos los sitios de colección tendrán una superficie de m 2, y serán muestreados con una red tipo surber o similar que permita colectar las especies dentro de la corriente, las muestras se almacenarán en fundas plásticas con cierre hermético con alcohol al 97% y etiquetas de papel resistente al agua. En la ficha de campo se anotará el mesohábitat, el microhábitat, las vueltas por segundo del contador o velocidad, la profundidad y la composición del sustrato. Es muy importante esquematizar y georreferenciar las muestras para introducir a la simulación de hábitats con las variables hidráulicas del río, Figura 4.5. Figura 4.5 Esquema del hábitat de plantas acuáticas dispuestas sobre el sustrato y en el perfil de la columna de agua. Las muestras para perifitón se colectaron tomando a una piedra expuesta hacia arriba a la que se le cubrió con papel aluminio de forma completa, esta se etiquetó con los datos del río el tipo de muestra y la fecha y se guardó en una funda hermética etiquetada con la misma información de identificación. Las muestras se depositaron en un termo refrigerante junto con paquetes de hielo para mantener la temperatura estable. Las muestras de briofitas se tomaron mediante el registro del tipo de sustrato en donde estuvieron adheridas las plantas y la colección del 10% de la planta. Las muestras fueron almacenadas en una funda etiquetada con el nombre del río, la fecha y el tipo de muestra y preservadas con 10 ml de alcohol al 97%. 44

45 Muestreo de macroinvertebrados El muestreo de macroinvertebrados acuáticos seguirá el método diseñado para la colección demuestra cuantitativas en carriles, con la ayuda de una red surber de m 2. En cada punto de muestreo se describirá el microhábitat y la composición del sustrato, se medirá la velocidad con las vueltas del contador y la profundidad, toda la información de campo se registra en la Ficha de muestreo de campo para las Curvas de Preferencias Hidráulicas, Anexo 9.2. El muestreo de macroinvertebrados se realizará antes de la medición de las variables hidráulicas, sin embargo el sustrato se deberá describir al momento de la remoción para recoger los invertebrados que expulsa la corriente y que viven bajo el sustrato, Figura 4.6. Las muestras colectadas serán almacenadas en envases plásticos con alcohol 97%, previamente enjuagadas con agua del río para reducir el volumen de sedimentos finos y etiquetadas con el código correspondiente. Figura 4.6 Esquema del hábitat de macroinvertebrados acuáticos La información biológica colectada se obtuvo mediante el muestreo cuantitativo de cada hábitat de los tres ríos. El muestreo cuantitativo permitió definir un área o superficie en donde co-existen varios taxones, por lo que cada muestra constituye un hábitat con el que se relaciona el número de individuos de cada taxón, Figura 4.7. La información biológica colectada para los ríos de estudio correspondió a los gremios de perifitón, invertebrados acuáticos y plantas. 45

46 Figura 4.7 Muestreo de la comunidad acuática Las muestras de invertebrados fueron colectadas con un cilindro Hess de superficie m 2, y red con luz de poro 300 um. Las muestras colectadas en la red se colocaron en envases de 500 ml de boca ancha y tapa rosca. En las muestras se colocó 100 ml de alcohol al 97% para que la proporción de alcohol sobre el agua sea mayor y evitar la descomposición de la muestra. Los envases fueron etiquetados por dentro con papel resistente al agua y lápiz y por fuera con marcador indeleble. En cada etiqueta de los envases se anotó la fecha de muestreo, el nombre del río y el número de muestra, Figura 4.8. Figura 4.8 Equipo de muestreo cuantitativo y almacenamiento de muestras de invertebrados. 46

47 Muestreo de peces Como parte del muestreo de la comunidad acuática se ejecutó un muestreo de peces para identificar su presencia en diferentes ríos. El registro de datos en la zona baja del río Oyacachi y Chalpi Grande reveló la presencia de alevines de truchas (Salmo trutta), por lo cual se ejecutó un muestreo puntual aguas abajo de los tramos de estudio para identificar la presencia de peces exóticos como la trucha, sin embargo no se desarrolló el muestreo para generar curvas de preferencias hidráulicas para estas especies por ser introducidas a los ecosistemas de interés. El muestreo de para identificar los hábitats de especies endémicas del género Astroblepus (preñadilla), reportada en altitudes similares, se diseñó con el uso de un equipo de electropesca, y se siguió un protocolo de colección que estipuló el registro fotográfico de individuos y conteo de los diferentes grupos, la preservación de aquellos ejemplares estuvo prevista realizar en alcohol al 97% en bolsas herméticas de almacenamiento Descripción del hábitat La descripción de hábitats es la base para la construcción de las curvas de preferencia para las especies, sin embargo los datos cualitativos no permiten construir los modelos en base a las funciones estadísticas que se ajustan a las condiciones acuáticas. Es fundamental valorar las condiciones del hábitat a través de las variables principales de la hidráulica del río: velocidad, profundidad y sustrato. En el sitio considerado hábitat o microhábitat, según Figura 4.8, se debe tomar la muestra sea de fondo, superficial o de observación de individuos, para establecer la frecuencia de uso. Es así que diferentes sustratos pueden tener velocidades similares y resulta atractivo por un grupo de especies, por lo que se requiere medir a detalle qué tipo de sustrato es el que domina, cuáles son los que componen el resto del hábitat, y junto a ello las velocidades que tolera o a las que está adaptado una especie. Por lo tanto, el registro del hábitat se compone de las tres variables básicas para relacionar con la hidráulica del río, Figura 4.9, que deben ser medidas luego de colectar la muestra biológica para evitar ahuyentar a las especies. 47

48 Profundidad Velocidad Sustrato Hábitat Figura 4.9 Esquema de la composición física del hábitat para el registro de las variables durante el muestreo. Como se puede ver en el esquema de la Figura 4.8, el hábitat está compuesto por el sustrato que se encuentra en el lecho del río, sobre o bajo el que se ubican las especies, por la columna de agua sobre el sustrato y la velocidad del flujo que circula sobre dicho sustrato. Las velocidades y el tipo de sustrato se relacionan mejor con los rasgos de vida de las especies por las adaptaciones morfológicas que desarrollan para locomoción, alimentación y reproducción. El sustrato del área del hábitat es el resultado de la distribución de partículas de diferentes tamaños que se colocan en el fondo de acuerdo a la corriente, para conocer todas las partículas se estima los porcentajes de composición del cuadrante de muestreo, y se describe los tipos presentes, Figura % 25% 25% 25% Figura 4.10 Composición del sustrato de la superficie del hábitat sobre la que se realiza el muestreo. 48

49 En el río se describió los microhábitats que componen los meso - hábitats del tramo según como se indica en la Figura 4.10 y la Tabla 4.2 Los datos en el campo deben reportar el mesohábitat, microhábitat o tipo de hábitat, la velocidad o vueltas del contador, la profundidad y la composición del sustrato, Anexo 2: Fichas de campo del muestreo de hábitats para curvas de preferencias hidráulicas. Tabla 4.2 Características que definen el tipo de hábitat en los ríos Tipo de hábitat Características Pozas Planos Remansos Rápidos Cascadas Pueden ser profundas o someras, tienen ausencia de velocidad y se encuentran por lo general en sustratos finos. Generalmente someras, con velocidades bajas y en sustratos de limo, arena y grava fina. Sustratos gruesos cubiertos por una capa de agua de baja profundidad en donde fluyen altas velocidades. Sustratos gruesos que sobresalen del agua, con sobresaltos y altas velocidades. Sustratos medianos y gruesos que retienen el paso de agua, se observa saltos de agua de diferentes profundidades con espuma y altas velocidades. Río Aglla En el río Aglla se muestreó en un tramo de 75 m de longitud, en donde se colectó un total de 70 muestras en diferentes hábitats en donde viven invertebrados acuáticos y en 50 hábitats se tomó una piedra con un diámetro principal d b= 70 mm para registrar la presencia de perifitón. En el tramo se colectaron 50 muestras de plantas acuáticas correspondientes al grupo de las briofitas. En este río no se tomaron muestras de peces debido a que no se encontró ningún individuo al pasar el equipo de electropesca previo al inicio del muestreo. Río Oyacachi En este río se muestreó un tramo de 87 m en donde se colectó 50 muestras de invertebrados acuáticos y cerca de los sitios de muestreo de invertebrados se tomaron 50 piedras tipo grava gruesa d b= 70 mm para el muestreo de perifitón. En el caso de peces, se esperaba registrar la presencia de individuos y reportar si estos correspondían a grupos endémicos para la zona, sin embargo luego de un muestreo cualitativo aguas abajo del tramo representativo, no se obtuvo registro de presencia de peces de ningún tipo. En cuanto a las briofitas o plantas acuáticas, se observó que el 49

50 aumento de caudales causó que los sustratos en donde crecen estos grupos se desplacen y ocasionen que las briofitas se despeguen. Esto fue posible corroborar al observar varias piedras con huellas y restos de briofitas, sin embargo esta información no pudo utilizarse para identificar los hábitats viables de las briofitas en estas condiciones. Río Chalpi Grande En el tramo de 100 m ubicado en el río Chalpi Grande se colectó 47 muestras de invertebrados acuáticos, 50 muestras de briofitas y 50 muestras para perifitón. En cuanto a peces se encontraron 13 alevines de truchas en diferentes hábitats del río, sin embargo al ser esta especie introducida no se considera en el análisis ecohidráulico Información hidráulica En cuanto a la información hidráulica se registró la velocidad a 0.2 y 0.6 de la altura de la columna de agua, con un equipo OTT Arkansas con contador automático y una hélice # , con el que se reportó el número de vueltas en un período de 20 s. La profundidad se midió con la barra del equipo de medición de velocidad, ubicado de forma paralela al flujo de la corriente. El tipo de sustrato se registró al dividir el área de muestreo en un cuadrante para otorgar el 25% a cada tipo de sustrato, por lo que se reportó S1, S2, S3 y S4, para cada hábitat, ver Anexo 9.2, Figura Río Aglla En el río Aglla todas las velocidades y profundidades se registraron a lo ancho del río en donde de igual forma se registró la composición del sustrato. En este río fue posible ingresar al centro del cauce sin problema para la toma de muestras, por lo que el muestreo se pudo realizar con el orden necesario para cubrir hábitats a lo ancho del río dentro del tramo levantado en la topografía. Río Oyacachi En el río Oyacachi el registro de velocidades y profundidades pudo efectuarse a lo ancho de todo el río, a pesar de la corriente. Fue posible muestrear a manera de cuadrícula para no replicar hábitats y cubrir la mayor superficie del río. Los hábitats de pozas se ubicaron en las márgenes y la mayor parte del tramo estuvo cubierta de remansos y rápidos. 50

51 Figura 4.11 Registro de variables ecohidráulicas de los hábitats acuáticos Río Chalpi Grande En el río Chalpi Grande la información hidráulica se registró en la mayoría de hábitats ubicados entre las márgenes y las cercanías al centro. En el centro del cauce no fue posible muestrear a detalle debido a la fuerza de la corriente y profundidades que superaron los 0.7 m. 4.2 Fase de validación de la información colectada Los modelos de simulación del hábitat se basan en la información del diagnóstico de la zona en donde se identifican los indicadores ambientales y los tramos de estudio que se van a simular. La simulación física de hábitats requiere como insumo principal las curvas de preferencia y los hábitats viables. La información morfológica del tramo de estudio se ingresa junto con información general del hábitat para crear las secciones y el perfil del tramo de estudio. El paquete RHYHABSIM calcula la distribución de velocidades, los hábitats viables por sección del tramo representativo y las superficies de hábitats viables según el caudal natural y observado. Los resultados se generan para todas las especies de interés y se incorporan en curvas de relación entre los caudales y las superficies ponderadas útiles SPU (Weighted Usable Area) para obtener rangos de fluctuación que ofrecen las mejores condiciones para los indicadores ambientales de interés. En el análisis y tratamiento de la información recopilada en el campo se obtuvo importantes resultados preliminares para la simulación de hábitats viables. A 51

52 continuación se presenta el esquema de tratamiento enfocado en la calibración del paquete RHYHABSIM y la generación de las curvas de preferencias hidráulicas del hábitat Calibración ecohidráulica del modelo Para calibrar el modelo fue necesario ingresar la información topográfica e hidráulica de los ríos, en el paquete RHYHABSIM, para definir las condiciones de las secciones que componen los tramos de estudio en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande. El paquete identifica según los atributos del tipo de sustrato, el coeficiente de rugosidad para generar las curva de descarga de cada sección en cada tramo representativo, Figura Figura 4.12 Proceso de calibración de las curvas de descarga de cada sección para obtener la distribución del flujo en el tramo. En la Figura 4.12 se observa el tipo de imágenes del tramo, que genera el paquete RHYHABSIM, con base en la información generada mediante la calibración. Para obtener las condiciones del muestreo se establece el caudal durante el registro de las variables ecológicas y las condiciones morfológicas del cauce. La información topográfica e hidráulica sobre las velocidades registradas fueron importadas al 52

53 Velocitdad (m/s) Velocitdad (m/s) programa, en formato Excel para su lectura con lo que se generó el perfil isométrico del río, ver Anexo 9.1, Figura Figura 4.13 El tramo representativo del río Chalpi Grande en el que se desarrollará la simulación de hábitats. n 4 Con el registro de las condiciones morfológicas se verificó la distribución de velocidades en el cauce, para cada sección 1.20 dentro del tramo representativo de cada río, Figura Los resultados permiten corroborar los hábitats de rápidos y remansos que dominan el tramo Tramo representativo - Chalpi grande: Sección Profundidad (m) Área mojada Wetted area Velocidad Velocity Nivel de SZF Flujo Cero Wet Velo SZF Ancho (m) Figura 4.14 Análisis de la distribución de velocidades en una sección del tramo representativo del río Chalpi Grande

54 Una vez verificadas las velocidades y topografía del tramo se calibró la curva de descarga, a través del proceso iterativo del paquete RHYHABSIM que utiliza varios métodos para identificar la ecuación que mejor ajusta los datos de campo a las condiciones morfológicas reportadas: ángulo de inclinación del río (pendiente) tipo de sustrato y velocidades durante el muestreo, Figura Figura 4.15 Calibración de la Curva de descarga de la Sección 4 del tramo representativo del río Chalpi Grande. Con la información topográfica de la morfología del río y los datos de aforo de cada tramo, se crearon en el paquete RHYHABSIM los modelos calibrados de las condiciones físicas de cada río. Los modelos se utilizaron para simular los hábitats viables en las condiciones de muestreo, con lo que se pudo verificar la distribución de las especies en el tramo, según los datos de campo y los datos de la simulación. Los caudales registrados durante el muestreo fueron el escenario de las condiciones naturales para los hábitats viables, Tabla 4.3. Tabla 4.3 Caudales medidos durante el muestreo ecohidráulico en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande, mayo Río Hábitat Caudal (m 3 /s) Aglla Rápidos 0.23 Oyacachi Rápidos 2.33 Chalpi Grande Rápidos

55 Para conocer los hábitats viables que puede ofrecer el río según los requerimientos ecohidráulicos de las especies, se requirió desarrollar los modelos de hábitats viables de acuerdo con las preferencias hidráulicas que tienen las especies Preferencias hidráulicas por el hábitat La información biológica e hidráulica colectada en el muestreo de campo para identificar los hábitats y sus características físicas, permitieron crear las curvas de preferencias hidráulicas del hábitat. Para desarrollar los modelos de hábitat se seleccionó las especies representativas con las que se genera la Librería de Preferencias Hidráulicas Selección de taxones indicadores La información de campo permitió conocer a detalle la comunidad que vive en los diferentes hábitats de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande antes de las captaciones. Entre los principales hallazgos del muestreo de campo, se obtuvo la ausencia de ejemplares del gremio de peces endémicos, para evaluar sus hábitats. Entre los grupos de plantas y plancton se encontró la presencia dominantes de briofitas y perifitón en el sustrato. El gremio o grupo de mayor diversidad y relación con las variables hidráulicas fueron los invertebrados. Las muestras de hábitats son por su naturaleza cuantitativa, muestras con un bajo número de ejemplares. Debido a las condiciones registradas en los ríos Aglla y Oyacachi durante el muestreo, se obtuvo un 26% de muestras sin ejemplares. Sin embargo, los resultados en las muestras con presencia de individuos indican de forma preliminar la importancia de este grupo para la simulación de hábitats en estos ríos. La información colectada en campo fue procesada para obtener el número de individuos por cada familia en cada muestra. Los ejemplares separados fueron enviados al Laboratorio de Biología de la Escuela Politécnica Nacional, en donde se identificaron hasta el nivel de género para todos los grupos, Figura

56 Figura 4.16 Categorización de taxones según su abundancia en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande. De forma preliminar la Caracterización Ecológica de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande presenta que no existen diferencias significativas a nivel de familias, con la información recabada en campo. Las familias son el nivel taxonómico que se utiliza para la bioindicación, sin embargo para las preferencias hidráulicas se buscó llegar al nivel de género para obtener información a mayor detalle. Entre los resultados finales se tiene que el río Chalpi Grande presentó el mayor número de taxones con 23 familias, seguido del río Aglla con 20 y el río Oyacachi con 19 familias, Figura En los ríos Oyacachi y Aglla se observaron el mayor número de muestras sin ejemplares, lo que se puede explicar por el efecto de crecida de los caudales que arrastra a los principales individuos dentro de los hábitats. Entre los grupos más abundantes se encontraron tres ejemplares del Orden Díptera: Simulium sp. Limonicola sp., y Chironomidae y un ejemplar del orden Efemeróptera: Camelobaetidius sp., Figura

57 a) b) c) d) Figura 4.17 Grupos más abundantes encontrados en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande, mediante un muestreo cuantitativo del hábitat. a) Simulium sp., b) Limonicola sp., c) Chironomidae, d) Camelobaetidius sp. A partir de los resultados de la categorización de abundancias se desarrolló las curvas de preferencias de hábitats para todos los taxones registrados para el área de estudio, sin embargo de esta comunidad se seleccionan los taxones abundantes y dominantes para la simulación física de hábitats y aquellos taxones que representan una preferencia específica con una variable Curvas de preferencias hidráulicas Las curvas de preferencias hidráulicas del hábitat se crearon con el paquete TRENDS que utiliza modelos aditivos generalizados para calcular la contribución que tiene cada variable hidráulica para explicar la distribución de las especies en el tramo de río representativo. Los datos registrados para las curvas de preferencias hidráulicas se describen en el Anexo 2: Fichas de campo para el muestreo de hábitats para curvas de preferencias hidráulicas, en donde se puede ver las variables físicas registradas: profundidad (cm), vueltas del contador (N), tipo de sustrato S1, S2, S3, S4, según los protocolos de muestreo (FONAG, 2015: Producto 2, de este estudio). Los modelos aditivos generalizados tienen como variable respuesta a la abundancia de cada especie, como variables predictivas a la velocidad, la profundidad, el índice de sustrato y la interacción entre la velocidad con la profundidad y el sustrato con la profundidad. Por otro lado, utiliza como denominador la interacción de la velocidad con el sustrato y como ponderación la interacción entre las tres variables; los modelos se 57

58 diseñaron para seguir una distribución de Poisson con una función de conexión de tipo logarítmica en donde siempre se considera la sobre-dispersión y se analiza con tres grados de liberad, Figura Figura 4.18 Esquema del uso del paquete TRENDS para generar los hábitats viables mediante modelos aditivos generalizados de las variables hidráulicas del río. Los resultados de los modelos aditivos generalizados corresponden a las curvas de preferencias hidráulicas en donde se tiene la interacción simultánea de todas las variables, cuando se evalúa la variable predictor de interés, Figura Este proceso de modelación se realiza para cada taxón y se verifica que la respuesta del modelo sea estadísticamente significativa y que concuerde con la información de campo levantada Camelobaetidius Camelobaetidius Camelobaetidius Prof undidad Velocidad (m/s) Índice de Sustrato Figura 4.19 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat para Camelobaetidius sp., contribución de cada variable a explicar la distribución de abundancias. 58

59 Para corroborar que los datos encontrados en campo representan de forma adecuada la realidad, el paquete TRENDS permite generar un esquema de distribución en base a las isolíneas de velocidad y profundidad para el tipo de sustrato de mayor preferencia o uso, dentro del set de datos de cada especie, Figura La presencia observada (puntos color turquesa) vs la presencia esperada (puntos color blanco) viene dada por el modelo y su precisión para indicar que los taxones se encontrarán en condiciones similares a las observadas. Figura 4.20 Isolíneas para la abundancia observada y esperada de Camelobaetidius sp., acuerdo con la velocidad y la profundidad para un tipo de sustrato preferente. Al generar las curvas de preferencias hidráulicas en el paquete TRENDS se genera los modelos estadísticos que pueden seleccionarse en el paquete RHYHABSIM, para generar la librería de hábitats viables para simular los hábitats para las diferentes especies, Figura Todos los hábitats están evaluados por el índice de viabilidad (0= inviable, 1= viable), que se integran al modelo hidráulico calibrado para los tramos representativo de cada río. Figura 4.21 Esquema de las preferencias hidráulicas del hábitat ubicado en la Librería de hábitats que requiere el paquete RHYHABSIM para la simulación. 59

60 5. Simulación física de hábitats viables Los hábitats viables como superficies disponibles y aptas para el desarrollo de las especies surgen de la combinación de las condiciones hidráulicas. Los resultados de la simulación se abordan en los siguientes temas: Preferencias hidráulicas Modelos de hábitats viables Superficies ponderadas útiles Distribución de hábitats viables 5.1 Curvas de preferencias hidráulicas El análisis de las relaciones hidráulicas para los taxones del ecosistema demuestra que la distribución de individuos es claramente influenciada en menor o mayor proporción por la velocidad, el tipo de sustrato y la profundidad. Los resultados de las relaciones hidráulicas representativas descritas por el componente lineal de los modelos aditivos generalizados para evaluar las preferencias hidráulicas, muestra que varios taxones presentan diferencias significativas de la abundancia según la variable hidráulica analizada, como se presenta en la Tabla 5.1. En el grupo de plantas acuáticas y marginales existen varios taxones que no presentan ninguna relación con la velocidad y la profundidad ya que estuvieron fuera del agua al momento del muestreo, lo que pudo ser corroborado en el Registro y validación de la información de campo, FONAG, Para presentar los resultados de las preferencias hidráulicas, se escogieron los taxones que presentan diferencias significativas para la velocidad, el tipo las preferencias hidráulicas por el hábitat. Las relaciones ecohidráulicas se describen según las preferencias de las especies por cada variable hidráulica, son: Preferencias por la velocidad Preferencias de la profundidad Preferencias por el tipo de sustrato 60

61 Tabla 5.1 Parámetros del componente lineal de los modelos de preferencias hidráulicas para los taxones seleccionados en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande Preferencias por la velocidad Las mayores velocidades del río se encuentran en el centro del cauce y constituyen límites hidráulicos para ciertas especies. Los taxones que pueden soportar altas velocidades (> 2.0 m/s), se pueden mover en todo el cauce y son aquellos grupos con la capacidad morfológica para nadar. Para los invertebrados acuáticos, los resultados de las preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad demuestran que la mayoría de taxones se distribuyen en rangos que van entre 0.4 a 1 m/s. El taxón Cloeodes sp., es el único que presenta un preferencia por velocidades altas ya que su distribución indica que el incremento de la velocidad favorece el número de individuos, Figura 5.1. Entre los taxones seleccionados está Macrelmis sp., que presenta una distribución asintótica que explica que no existe una clara preferencia por un rango específico de 61

62 velocidades. En el caso del taxón Chironomidae la velocidad contribuye al incremento y decremento de la distribución de este grupo, por lo que se considera que sus preferencias son amplias. Los taxones correspondientes a la familia Elmidae: Stegoelmis sp., Xenelmis sp., y Microcylloepus sp., presentan un patrón común de disminución de la contribución que tiene la velocidad para explicar la distribución de estos grupos, lo que indica una baja preferencia por velocidades altas, Figura 5.1. Los resultados demuestran que la mayoría de invertebrados que tienen la capacidad de nadar y fijarse al sustrato presentan distribuciones favorables con velocidades que llegan a 1 m/s, entre estos se encuentran taxones de la familia Baetidae que pueden nadar libremente y los taxones Limonicola sp., y Simulium sp., que poseen ventosas para adherirse al sustrato y soportar la velocidad del flujo. 62

63 Figura 5.1 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande: Camelobaetidus sp., Chironomidae, Farrodes sp., Baetodes sp., Miroculis sp., Hagenoulopsis sp., Cloeodes sp., Smicirdea sp.

64 Figura 5.2. Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande: Xenelmis sp., Microcylloepus sp., Anacroneuria sp., Simulium sp., Limonicola sp., Macrelmis sp., Stegoelmis sp., y Atopsyche sp. 2

65 Los resultados de relaciones hidráulicas para plantas acuáticas y marginales sólo permitieron crear un modelo de distribución de preferencias hidráulicas para las briofitas, Figura 5.3, en donde se puede observar que la presencia de briofitas aumenta con la velocidad, lo que significa que el aumento de esta variable contribuye en gran medida a la distribución de briofitas sobre el sustrato. Figura 5.3 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para briofitas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande. Los resultados de los modelos de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad para los taxones planctónicos demostró distribuciones muy similares entre sí y al agrupar todos los taxones se obtuvo una relación estrecha de incremento de la distribución del plancton con la velocidad, Figura 5.4. Figura 5.4 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la velocidad, para el plancton de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande.

66 5.1.2 Preferencias por la profundidad En general para los invertebrados, los resultados de los modelos de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, demuestran que no existen distribuciones en profundidades superiores a los 0.7 m. Los taxones que presentan una contribución positiva del número de individuos con el aumento de la profundidad son Farrodes sp., y Hagenoulopsis sp., y aquel que puede resistir cambios drásticos en la profundidad: Simulium sp. Entre los taxones que presentan una contribución baja con el aumento de la profundidad se encuentran: Microcylloepus sp., y Macrelmis sp., Figuras 5.5 y 5.6 Los taxones Camelobaetidius sp., y Cloeodes sp., presentan gran variación del rango de profundidades que contribuye a explicar su distribución. Existen patrones asintóticos que indican un amplia distribución con un número estable de individuos: Atopsyche sp., Anacroneuria sp., Stegoelmis sp., entre otros. El taxón Chironomidae presenta una distribución especial, debido a que la contribución de la profundidad al número de individuos disminuye hasta cierto punto y luego fluctúa, Figuras 5.5 y 5.6. Las briofitas presentan una distribución negativa con el aumento de la profundidad, como se observa en la Figura 5.7. La profundidades menores a 0.8 m contribuyen a mantener estable el número de individuos mientras que el incremento de profundidad contribuye cada vez menos a explicar el aumento de individuos. La distribución de plancton de acuerdo con la profundidad disminuye de forma drástica como se observa en la Figura 5.8. La contribución de la profundidad para describir el número de individuos es negativa incluso a profundidades cercanas a 0.2 m.

67 Figura 5.5 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande: Camelobaetidus sp., Chironomidae, Farrodes sp., Baetodes sp., Miroculis sp., Hagenoulopsis sp., Cloeodes sp., Smicridea sp.

68 Figura 5.6 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande: Xenelmis sp., Microcylloepus sp., Anacroneuria sp., Simulium sp., Limonicola sp., Macrelmis sp., Stegoelmis sp., y Atopsyche sp.

69 Profundidad (cm) Figura 5.7 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para briofitas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande. Profundidad (cm) Figura 5.8 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según la profundidad, para el plancton de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi grande Preferencias por el tipo de sustrato Los resultados muestran que los invertebrados que prefieren sustratos grandes como cantos y bloques son: Simulium sp., Limonicola sp., Hagenoulopsis sp., Baetodes sp., Miroculis sp., y Smicridea sp., mientras los que prefieren sustratos como grava fina y arena son: Microcyloepus sp., Stegoelmis sp., Macrelmis sp., y Atopsyche sp., Figuras 5.9 y 5.10.

70 Figura 5.9 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande: Camelobaetidus sp., Chironomidae, Farrodes sp., Baetodes sp., Miroculis sp., Hagenoulopsis sp., Cloeodes sp., Smicridea sp.

71 Figura 5.10 Curvas de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para invertebrados de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande: Xenelmis sp., Microcylloepus sp., Anacroneuria sp., Simulium sp., Limonicola sp., Macrelmis sp., Stegoelmis sp., y Atopsyche sp.

72 En el caso de las briofitas se puede observar el tipo de sustrato tiene poca contribución para explicar la distribución de cómo se comporta el número de individuos, Figura Figura 5.11 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para briofitas de los ríos ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande. La distribución del plancton tiene una contribución que disminuye con el incremento del tipo de sustrato y por ende su tamaño, Figura Plancton Plancton Prof undidad Índice Sustrato de Sustrato Velocidad Figura 5.12 Curva de preferencias hidráulicas del hábitat según el Índice de Sustrato, para el plancton de los ríos ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande.

73 En general, los resultados de las preferencias hidráulicas del hábitat para los taxones seleccionados, demuestran que existen modelos en donde las variables hidráulicas tienen una mayor contribución para describir la distribución de la variable respuesta. 5.2 Modelos de hábitats viables Los modelos de hábitats viables muestran la distribución de los invertebrados en los ríos y permiten observar los grupos que dominan en los diferentes tramos. En la Figura 5.13 se puede observar que la familia Chironomidae presentó un modelo con el mayor coeficiente de correlación de 0.69 para un sustrato tipo cantos SI= 4, con velocidades que van de 0.2 a 1 m/s y profundidades entre 0.1 y 0.7 m. Figura 5.13 Modelo de hábitats viables para Chironomidae de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas. El modelo de hábitats viables en el río Oyacachi presenta que la mayoría de grupos se distribuyen cerca de los sustratos de gran tamaño y que el género Simulium sp., comparte el hábitat de otros grupos, siendo el taxón dominante en el río Oyacachi. El modelo de Simulium sp., presentó un coeficiente de correlación de 0.74 para un sustrato tipo bloques SI=6, con velocidades que fluctúan entre 0.1 y 1.2 m/s y profundidades entre 0.1 a 0.6 m., Figura 5.14.

74 Figura 5.14 Modelo de hábitats viables para Simulium sp., de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas. El modelo de hábitats viables para Chalpi Grande demostró que presenta una gran cantidad de hábitats para taxones con habilidades para adherirse al sustrato. El taxón dominante en este río fue Limonicola sp., cuyo modelo estadístico presentó un coeficiente de correlación de 0.66 para un sustrato tipo bloques SI = 6.5, con velocidades que van de 0.1 a 1 m/s y profundidades entre 0.35 a 0.6 m, Figura Limonicola sp. Figura 5.15 Modelo de hábitats viables para Limonicola sp., de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas.

75 En el río Chalpi Grande se encontró que la presencia de Briofitas está directamente relacionada con la presencia de Limonicola sp., y Camelobaetidius sp., para un sustrato tipo grava gruesa SI=4, con velocidades que van de 0.2 a 1 m/s y profundidades entre 0.14 y 0.42 m, Figura Camelobaetidius sp. Figura 5.16 Modelo de hábitats viables para Camelobaetidius sp., de acuerdo con las condiciones ecohidráulicas registradas. Los hábitats viables analizados demuestran que las variables hidráulicas al interactuar de manera simultánea crean condiciones específicas que resultan viables para los individuos de una determinada especie o taxón. Los hábitats viables analizados presentan isoyetas que unen los valores comunes que prevé el modelo para el número de individuos. Todos los modelos utilizan un algoritmo que asigna a cada punto dentro del campo de interacción de las variables hidráulicas, el índice de hábitats viables. 5.3 Superficies ponderadas útiles Al integrar los modelos de hábitats viables a cada una de las secciones transversales de los tramos representativos mediante la calibración hidráulica del programa RHYHABSIM, se obtuvo la respuesta del área que utiliza cada taxón dentro del río. Los resultados bajo el caudal promedio durante el muestreo generaron índices de

76 hábitats viables para cada uno de los puntos de las abscisas del tramo representativo, que se presentan de forma independiente para cada río: Tramo de estudio y secciones representativas del río Aglla Tramo de estudio y secciones representativas del río Oyacachi Tramo de estudio y secciones representativas del río Chalpi Grande Los resultados de la simulación de hábitats viables para cada sección del tramo representativo de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande se presentan en las Figuras 5.17 a 5.28, en donde en el eje y se despliega los valores del Índice de Hábitats Viables HSI (Habitat Suitability Index) que van de 0 a 1.0 y en el eje x se despliega el ancho de la sección (m) Tramo de estudio y secciones representativas del río Aglla La simulación de los modelos de hábitats viables para invertebrados acuáticos en las secciones transversales seleccionadas según el caudal de muestreo, presenta que el río y en especial la sección transversal seleccionada, ofrece hábitats viables para la mayoría de grupos. Los taxones Camelobaetidius sp., y Chironomidae tienen su hábitats extendidos a lo ancho de todo el cauce, Figura 5.17 y 5.18, mientras que para Simulium sp., y Limonicola sp., se observa una disminución con la profundidad pero existen zonas de viabilidad a lo ancho del cauce, Figura 5.19 y Ancho (m) Figura 5.17 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Camelobaetidius sp.

77 Profundidad (m) Profundidad (m) Sección transversald el río Aglla: Chironomidae HSI Offset Ancho (m) (m) -0.7 Figura 5.18 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Chironomidae. Sección transversal del río Aglla: Limonicola sp HSI Offset Ancho (m) (m) Figura 5.19 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Limonicola sp.

78 Profundidad (m) Profundidad (m) Sección transversal del río Aglla. Simulium sp HSI Offset Ancho (m) (m -0.7 Figura 5.20 Sección transversal en el río Aglla en donde se observa la mayor superficie viable para Simulium sp Tramo de estudio y secciones representativas del río Oyacachi Las superficies de hábitats viables para invertebrados en el río Oyacachi se distribuyen en la mayoría de secciones que presentan condiciones de baja profundidad. En la secciones con mayor superficie viable se observa que Camelobaetidius sp., y Chironomidae pueden distribuirse a lo ancho del cauce, Figura 5.21 y Figura Sección transversal del río Oyacachi: Camelobaetidius sp HSI Offset (m) Ancho (m) -0.6 Figura 5.21 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Camelobaetidius sp.

79 Profundidad (m) Profundidad (m) Sección transversal del río Oyacachi: Chironomidae HSI Ancho Offset (m) (m) -0.6 Figura 5.22 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Chironomidae. Las superficies de hábitats viables para Limonicola sp., y Simulium sp., no alcanzan los máximos puntajes de viabilidad, como se observa en las Figura 5.23 y 5.24, en donde para Limonicola sp., la margen derecha ofrece condiciones favorables mientras que para Simulium sp., se observa que la mayor superficie se encuentra cerca del centro. En el caso de las briofitas y el plancton se observa que la distribución en el río Coangos en un caudal de 39 m 3 /s, se extiende a lo ancho de toda la sección, lo que la hace viable en su totalidad. Estos resultados son concordantes con la información HSI sobre 0.2 la dinámica de crecimiento de las especies que realizan fotosíntesis y que se distribuyen cerca de la superficie cuando los caudales bajos les permiten, Gráfico 4-51 y Gráfico Sección transversal del río Oyacachi: Limonicola sp Ancho Offset (m) (m) -0.6 Figura 5.23 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Limonicola sp.

80 Profundidad (m) Sección transversal del río Oyacachi: Simulium sp HSI Ancho Offset (m) (m) -0.6 Figura 5.24 Sección transversal en el río Oyacachi en donde se observa la mayor superficie viable para Simulium sp. Grande Tramo de estudio y secciones representativas del río Chalpi El río Chalpi Grande presenta importante secciones transversales que corresponden a rápidos que poseen un lecho rocoso con bloques de grandes dimensiones. Entre los rápidos que mayor superficies viables presentaron se tiene la sección en donde Camelobaetidius sp., y Chironomidae presentan distribuciones similares de sus hábitats viables, mientras que para Limonicola sp., y Simulium sp., se observa que existen limitaciones de acuerdo a la profundidad y las velocidades que aquí se generarían. En la Figura 5.25 se observa que Camelobaetidius sp., encuentra viable las zonas de la sección en donde a pesar de la profundidad se tiene condiciones que esta especie tolera y prefiere. En la Figura 5.26 se observa que Chironomidae se distribuye de igual manera en la zona del río que incluye la zona profunda y que las márgenes están de cierta forma restringidas. En el caso de Limonicola sp., que fue un taxón importante para este río, tanto por su abundancia como por su presencia en la mayoría de hábitats, se puede observar que se distribuye de forma preferente en las márgenes con valores máximos del índice, Figura En cuanto a Simulium sp., se observa que se distribuye a lo ancho de toda la sección sin embargo los valores de viabilidad son medios, Figura 5.28.

81 Profundidad (m) Profundidad (m) Sección Transerval (rápido) Chalpi Grande: Camelobaetidius sp HSI Ancho(m) Figura 5.25 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Camelobaetidius sp. Sección transversal (rápido) Chalpi Grande: Chironomidae HSI Ancho(m) Figura 5.26 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Chironomidae.

82 Profundidad (m) Profundidad (m) Seccion transversal (rápido) Chalpi Grande: Limonicola sp HSI Ancho(m) Figura 5.27 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Limonicola sp. Sección transversal (rápido) Chalpi Grande: Simulium sp HSI Ancho(m) Figura 5.28 Sección transversal en el río Chalpi Grande en donde se observa la mayor superficie viable para Simulium sp.

83 5.4 Distribución de hábitats viables En general, los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande en condiciones naturales ofrecen condiciones favorables para la abundancia de todos los grupos. En la Figuras 5.29, 5.30 y 5.31 se observa que los invertebrados presentan densidades similares a en los tres ríos, siendo Chalpi Grande el que presenta las mayores diferencias. Entre todos los taxones analizados y los cuatro seleccionados para presentar los resultados, se observa que Camelobaetidus sp., presenta una amplia distribución a nivel de tramo y con la variación de caudales, en las Figuras 5.29, 5.30 y 5.31, los hábitats viables para este taxón aumentan cuando aumenta el caudal de los ríos, y los valores máximos en los hábitats viables ocurren en el río Chalpi Grande. El taxón Chironomidae presentó la mayor abundancia entre todos los grupos, tiene una alta correlación de los hábitats viables con el incremento de caudales en los ríos Aglla y Oyacachi, sin embargo por sus condiciones de movilidad el incremento de caudales causa un efecto negativo para Chironomidae en Chalpi Grande, Figura La distribución de Limonicola sp., presenta una densidad constante en todos los ríos a pesar de las variación de incremento en el flujo. Limonicola sp., estuvo presente en el 70% de los hábitats del río Chalpi Grande, sin embargo sus densidades fueron bajas, ver Figura En el caso del río Aglla el incremento de caudales favorece de cierta manera los hábitats viables que podría haber para este grupo, Figura En el río Oyacachi la presencia de Limonicola sp., estuvo limitada a la presencia de sustratos grandes por lo que los hábitats estuvieron restringidos y el aumento de caudales no produce un efecto negativo en este grupo, Figura El caso de Simulium sp., demuestra de igual manera la importancia de la estabilidad de caudales para la mayoría de grupos ya que, como se ve en la Figura 5.29, los hábitats viables en el río Aglla aumentan en la medida que aumenta el caudal lo cual favorece a la densidad de este grupo. Estos resultados concuerda con los observados para este grupo en altas velocidades que se producen cuando los caudales son máximos. En el río Oyacachi la presencia de Simulium sp., fue baja pero las condiciones naturales favorecen a este grupo cuando los caudales aumenta, al igual que lo observado en el río Aglla, Figura 5.29 y En el río Chalpi Grande se observa el efecto esperado que tiene un incremento de caudales de este tipo para un río con distintos hábitats, en donde disminuyen los hábitats viables cuando aumenta el caudal, Figura 5.31.

84 30 Hábitats viables en el tramo del río Aglla Densidad * m 2 /m 15 Camelobaetidius Chironomidae Limonicola Simulium Caudal (m 3 /s) Figura 5.29 Simulación de hábitats viables de acuerdo al caudal, para invertebrados representativos del río Aglla.

85 80 Hábitats viables del tramo del río Oyacachi 60 Densidad * m 2 /m 40 Camelobaetidius Chironomidae Limonicola Simulium Caudal (m 3 /s) Figura 5.30 Simulación de hábitats viables de acuerdo al caudal, para invertebrados representativos del río Oyacachi.

86 100 Hábitats viables en el tramo del río Chalpi Grande 80 Densidad * m 2 /m Camelobaetidius Chironomidae Limonicola Simulium Caudal (m 3 /s) Figura 5.31 Simulación de hábitats viables de acuerdo al caudal, para invertebrados representativos del río Chalpi Grande.

87 6. Conclusiones 6.1 Caracterización ecológica El análisis de información básica disponible para la zona de estudio permitió identificar de forma preliminar que existen varios grupos de invertebrados, plantas y peces de los que no se conocen las preferencias hidráulicas por el hábitat y las condiciones hidrológicas que han beneficiado su desarrollo en esos sitios. Según los requerimientos ecohidráulicos y ecohidrológicos desarrollados éste estudio, las condiciones ecológicas de los ríos responden a ecosistemas de páramo y bosque nublado, por lo que el levantamiento y recopilación de información consideró todos los factores que intervienen en la distribución de hábitats en este tipo de ríos. Las características ecológicas de los ecosistemas poseen condiciones favorables para la aplicación de la metodología de simulación de hábitats ya que las relaciones ecohidrológicas y ecohidráulicas son estrechas y pueden representar de forma clara los caudales ecológicos para estos ríos. Entre las condiciones ecohidrológicas de mayor interés se encontró que la distribución de caudales en el tiempo para el río Chalpi Grande define el éxito de la presencia de hábitats viables en la estación de caudales bajos, debido a la dinámica de aporte de la cuenca. En el caso de los ríos Aglla y Oyacachi la variabilidad hidrológica diaria define comunidades más resilientes aunque de menor diversidad por las mismas restricciones que genera una alta variabilidad hidrológica. La caracterización ecohidrológica demuestra que según la distribución de caudales los grupos de invertebrados comunes, tienen respuestas puntuales asociadas al hábitat o que existen taxones específicos de cada sitio. 6.2 Implementación de la metodología La metodología de simulación de hábitats es un acercamiento inicial que requiere la alimentación de nueva información hidrológica que permita ajustar cada vez la curva de descarga y crear hidrogramas a detalle que se relacionen con la presencia de las especies.

88 El muestreo de hábitats que se propuso fue intenso y su validez está asegurada por la diversidad de hábitats registrados y datos que aportan a la definición de las características físicas de las superficies en donde habitan las especies. A pesar de la dificultad de acceso para el muestreo, las condiciones hidrológicas durante el muestreo definieron las preferencias hidráulicas bajo las condiciones observadas. La fase de campo del proyecto para determinar caudales ecológicos en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande culminó dentro del plazo previsto, aunque debió intensificarse en el muestreo biológico, debido a las condiciones climáticas encontradas en los ríos Aglla y Oyacachi. El levantamiento de información de campo como parte fundamental de la generación de información requiere la verificación de los datos, a través de la calibración de los modelos que utilizan dicha información, es así que la información colectada en campo fue procesada a nivel de laboratorio y oficina para corroborar que existe una concordancia entre lo observado con lo colectado y lo que se reporta a nivel bibliográfico. El diseño del muestreo estimó el registro de todos los grupos o gremios que viven en el ecosistema acuático, sin embargo debido a las condiciones biogeográficas, no fue posible registrar peces nativos y otras plantas acuáticas a parte de las briofitas. Los resultados del muestreo de campo evidenciaron que los invertebrados acuáticos es el grupo más abundante en todos los ríos de interés y que se encuentra en la mayoría de hábitats, esto ha hecho que su análisis sea el de mayor utilidad para estimar hábitats viables en ríos de altura. En todos los casos, los datos de campo han alcanzado el número de muestras necesarias para generar modelos confiables de preferencias hidráulicas, a pesar de que por efecto de las crecidas, un porcentaje de muestras no tuvo presencia de individuos en los ríos Aglla y Oyacachi. No se encontraron variaciones en la calidad del agua de acuerdo a los datos físico químicos analizados y que corresponden a condiciones neutras de ph, bajas de Temperatura y altas en Oxígeno disuelto. 6.3 Simulación de hábitats viables La verificación de campo permitió calibrar el modelo RHYHABSIM y verificar que las curvas de preferencias hidráulicas del hábitat describan de forma adecuada la distribución de las especies en los hábitats. A partir de la verificación de la información

89 de campo se simuló los hábitats viables de acuerdo al caudal de muestreo y los escenarios de caudales identificados en los hidrogramas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande. Las condiciones ecohidráulicas observadas en los ecosistemas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande, para la modelación física de hábitats, evidencia la necesidad de conocer a detalle y con profundidad los tipos de respuestas ecohidrológicas que tienen las especies de forma natural, con el fin de mejorar los modelos y optimizar el régimen de caudales ecológicos. El modelo estadístico utilizado para crear las curvas de preferencias hidráulicas utilizó un límite de confianza del 95%, para asegurar que la interacción de las variables describe de forma adecuada la distribución de las especies acuáticas en el tramo del río. Los invertebrados acuáticos encontrados en los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande prefieren en su mayoría velocidades medias entre 0.5 a 1.5 m/s, en profundidades bajas y medias m y sustratos gruesos y medios como cantos y grave fina. Los valores de significancia estadística para estos parámetros hidráulicos fue una medida de referencia importante para escoger los modelos que mejor describen la distribución de las especies en el río, y las especies que mejor se relacionan con el medio físico acuático. En el río Aglla los grupos de invertebrados prefieren las altas velocidades que son naturales en el río y que se incrementan en sustratos grandes y profundidades bajas, las áreas de sustratos pequeños como arena y grava fina actúan como refugios para los grupos que no tienen la capacidad de nadar o adherirse a las piedras, en estos hábitats la profundidad no es importante ya que los grupos se sumergen entre los espacios del sustrato o en el hiporreos. En el río Oyacachi los invertebrados tienen un comportamiento de preferencias hidráulicas muy similar al observado en el río Aglla, con la diferencia de que varios invertebrados son abundantes en las márgenes en donde existe mucha vegetación y briofitas sobre el sustrato, estos hábitats actúan como refugios para las zonas descubiertas. En las zonas en donde la vegetación de ribera es abundante dominan las preferencias por velocidades medias y profundidades bajas de forma casi independiente al sustrato, excepto por el sustrato que posee perifitón adherido, en donde se observó a la mayoría de invertebrados en este río.

90 En el Chalpi Grande las condiciones hidráulicas dominantes son de altas velocidades, m/s, donde se encuentran todos los invertebrados seleccionados, ya que en la mayoría de hábitats el sustrato posee perifitón, que cubre las piedras. Los invertebrados en este río fueron más abundantes que en los ríos de páramo, lo que es común observar a medida que se baja a nivel altitudinal. Los sustratos gruesos dominan en este río, y son el hábitat de mayor preferencia para los grupos con ventosas: Limonicola sp., y Simulium sp. Los resultados de los hábitats viables en condiciones naturales demostraron que los ríos de páramo y bosque nublado presentan una alta complejidad por su dinámica climática y morfológica que permiten la presencia de diferentes hábitats que a su vez están restringidos por la variabilidad hidrológica, que favorece a los grupos locales y en desmedro de otras especies. En condiciones naturales el incremento de los caudales no resulta favorable para la mayoría de taxones, sin embargo las mayores superficies viables ocurren alrededor del caudal medio del año. Lo que sugiere que la estabilidad de los caudales alrededor del caudal medio tiene un rol fundamental en el desarrollo y permanencia de los invertebrados en los ríos de páramo y bosque nublado. Según los hábitats viables que requieren los invertebrados el caudal ecológico corresponde al caudal del período de aguas bajas, que de todas maneras varía de forma diaria dentro de un rango al que se han adaptado las especies. Los resultados permiten concluir que, a diferencia de la comprensión generalizada de que el caudal ecológico representa un volumen de agua fijo y de preferencia elevado, estas condiciones generan un efecto de arrastre y lavado de todos los grupos que deben luchar con la corriente para no ser afectados y a pesar de ser necesario dentro del régimen deben ser considerados como pulsos naturales. Con estos resultados se puede recomendar que el caudal que mayor superficie viable ofrece constituye el caudal ecológico del período de estabilidad, pero que este a su vez requiere la dinámica de las crecidas diarias y estacionales, ya que como se observa las especies tienen diferentes respuestas en diferentes secciones del río a medida que cambia el caudal. Esta información fortalece la necesidad de conocer a detalle las condiciones morfológicas de los ríos para establecer su manejo como si se llegan a extraer caudales de los mismos. Por este motivo, se recomienda implementar el seguimiento a

91 lo largo del tiempo, de los aspectos ecohidráulicos y ecohidrológicos de los indicadores y procesos que caracterizan el área de estudio para la determinación del régimen de caudales ecológicos que cuente con el mayor rango de variación de caudales. La variación hidrológica natural es un factor determinante para definir el tipo de comunidad acuática que habita en el ecosistema, por ello para conocer a detalle la composición y estructura de la comunidad, es necesario llevar a cabo una investigación que cubra un período de dos años, para conocer la fenología de invertebrados, que permita conocer todas las fases del desarrollo de las especies así como el tiempo que toma cada fase para la generación de una cohorte, con lo que se puede relacionar las fases del desarrollo con el régimen hidrológico natural para identificar los límites ecológicos de cambio. La simulación física de hábitats viables demuestra ser una herramienta efectiva para determinar las condiciones hidráulicas que pueden mantener los caudales, para que las especies colonicen y habiten un tramo de río. Los hábitats viables permiten establecer las condiciones básicas y clave para que las especies se mantengan en el río, de este modo es posible estimar los caudales que favorecerían dichas condiciones hidráulicas, y generar un régimen de caudal que ayude a recuperar o restaurar tramos afectados por obras de infraestructura que interrumpen el flujo natural de los ríos. El conocimiento de las preferencias hidráulicas es un acercamiento científico que ofrece resultados medibles de las condiciones físicas que deben existir en los ríos para que las especies se acerquen a ellos y puedan desarrollarse, esta información constituye un insumo de manejo para la conservación de ríos de páramo y bosque nublado, en donde la resiliencia de las especies acuáticas favorece su presencia, sin embargo a largo plazo, los cambios drásticos en la disminución del caudal puede trastornar de forma total el funcionamiento dinámico de los ríos. El conocimiento ecohidráulico desarrollado para las especies acuáticas de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande debe ser complementado con información monitoreada en diferentes condiciones climáticas para fortalecer los modelos y ampliar el rango de caudales en la simulación. En el caso del río Aglla el monitoreo hidrológico complementado con el monitoreo ecohidráulico permitirá obtener a detalle un régimen de caudales ecológicos basado en las condiciones naturales del río y conocer los límites de cambio y la capacidad de entrega del ecosistema.

92 7. Transferencia de conocimiento y capacitación El proyecto para la determinación del régimen de caudales ecológicos de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande contempló la transferencia de conocimiento y capacitación como un mecanismo para mantener el monitoreo de las condiciones ecohidráulicas de los ríos de interés del FONAG. Dicha transferencia de conocimiento tuvo lugar durante las tres etapas del proyecto, con la finalidad de potencializar las capacidades locales para dar continuidad a mediano y largo plazo de proceso de esta naturaleza y fomentar el marco metodológico que ayude a relacionar en forma integral las condiciones hidráulicas e hidrológicas con las características ecológicas de los ríos. Para reafirmar el conocimiento se desarrolló capacitaciones en campo y en oficina. Durante la fase de campo se trabajó de forma alterna para optimizar el tiempo sobre el río y reducir el impacto sobre los hábitats, y como parte del proceso de capacitación para la simulación de hábitats, el personal técnico del FONAG participó en la colección y registro de datos hidráulicos, hidrológicos y biológicos In Situ. 7.1 Caracterización ecológica La caracterización ecológica fue posible gracias al reconocimiento de los tramos de estudio de estudio a través de la proporción de material cartográfico de parte del FONAG y a partir de la visita de campo para identificar los tramos representativos para el levantamiento topográfico y el muestreo ecohidráulico Reconocimiento de tramos Esta fase se realizó de forma directa con el personal de FONAG y permitió ubicar los tramos de muestreo así como las condiciones previas para la colección de datos. En el reconocimiento se identificó la uniformidad del tramo, la longitud mínima y recomendable, la relación entre la sección transversal y la longitud del tramo. Al igual que para el reporte de otras visitas de campo, se reportó las condiciones climáticas generales, Figura 7.1.

93 Figura 7.1 Reconocimiento e identificación de tramos representativos Registro y colección de datos de campo El registro de parámetros y la colección de muestras de invertebrados se realizaron junto con el reconocimiento de tramos en la fase de caracterización ecológica del área de estudio. Se realizó un muestreo ecohidráulico completo para aplicar el procedimiento descrito en el protocolo de muestreo y ejemplificar el método de muestreo por carriles, Figura 7.2 Figura 7.2 Muestreo de parámetros ecohidráulicos y colección de muestras de invertebrados acuáticos. 7.2 Implementación de la metodología En cuanto a la implementación de la metodología se ejecutó un taller de trabajo para el procesamiento de la información colectada y la identificación general de los grupos que componen la fauna acuática de los ríos Chalpi Grande, Oyacachi y Aglla. El taller

94 de transferencia de conocimiento ejemplificó la instalación, montaje y uso del Estereomicroscopio que posee el FONAG, el mismo que cuenta con un aumento de 7x y es de alta precisión para la descripción de los grupos más pequeños. En el taller se abordó la manipulación de muestras y ejemplares para separar a nivel taxonómico en órdenes que puedan en lo posterior ser identificados por especialistas, Figura 7.3. Figura 7.3 Identificación y clasificación de grupos de invertebrados 7.3 Simulación física de hábitats Con la información de campo procesada se procedió a crear las curvas de preferencia, calibrar el modelo ecohidráulico para simular los hábitats viables. El taller se llevó a cabo el día 1 de julio de 2015, en las oficinas del FONAG en donde se instaló el paquete RHYHBSIM para la simulación física de hábitats, el paquete TRENDS para el análisis estadístico de los modelos aditivos generalizados con los que se construye las curvas de preferencias hidráulicas. La licencia del paquete RHYHABSIM es de uso comercial con una base científica y de investigación. Tanto el paquete para modelación de hábitats como el paquete para determinación de curvas de preferencias, TRENDS, han sido integrados en Sistema de Evaluación de Caudales Ecológicos SEFA (System of Environmental Flow Assessment) FONAG cuenta con la licencia de uso comercial para el manejo de caudales y la determinación de hábitats viables, tanto para la retroalimentación de información como para el levantamiento de información nueva.

95 7.3.1 Curvas de preferencias hidráulicas La transferencia de conocimiento para la generación de curvas de preferencias hidráulicas se realizó desde el paquete TRENDS que permite la importación de archivos desde el programa Excel. Las bases de datos se crearon con todas las variables hidráulicas de simulación y la densidad de todos los taxones de invertebrados encontrados. Los resultados estadísticos de los modelos que se obtienen como informe permiten seleccionar los grupos que mejores relaciones presentan Calibración del modelo ecohidráulico En lo que respecta a la calibración del modelo se abordó la temática como la base de la simulación para obtener resultados que representen de forma adecuada lo que ocurren en ecosistema. Durante el taller se detalló la importancia del respaldo de la información en hojas de Excel, con la finalidad de retroalimentar los datos de los modelos y mantener las bases de datos disponibles para el uso. El taller empezó con la calibración de la curva de descarga mediante la selección de parámetros hidráulicos como el coeficiente de rugosidad, la pendiente, la velocidad, el ancho del cauce y los atributos del río como vegetación y tipos de sustrato Simulación de hábitats La simulación de hábitats se realizó una vez que se ingresó la Librería de Hábitats al paquete RHYHABSIM, desde el paquete TRENDS, esta información permitió modelar las respuestas de las especies en los caudales de muestreo y en los escenarios de caudales considerados para cada río, Figura 7.4. Figura 7.4 Calibración y simulación de hábitats en el paquete RHYHABSIM.

96 8. Referencias bibliográficas Anderson E.P., Encalada A.C., Maldonado-Ocampo J.A., McClain M.E., Ortega H. Wilcox B.P Environmental flows: A tool for addressing effects of river alterations and climate change in the Andes. Biggs BJ, Duncan MJ, Jowett IG, Quinn JM, Hickey CW, Davies-Colley RJ, Close ME Ecological characterization, classification, and modeling of New Zealand rivers: an introduction and synthesis. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research 24: DOI: / Biggs BJ, Nikora VI, Snelder TH Linking scales of flow variability to lotic ecosystem structure and function. River Research and Applications 21: DOI: /rra.847 Bovee KD Development and Evaluation of Habitat Suitability Criteria for Use in the Instream Flow Incremental Methodology. U.S. Fish and Wildlife Service Biological Report 86(7): Bovee, K. D A guide to stream habitat analysis using the IFIM US Fish and Wildlife Service Report FWS/ OBS-82/26. Fort Collins, and Milhous, R. T History, theory, use, and limitations of the Physical Habitat Simulation System. Proceedings of the 3rd International Symposium on Ecohydraulics, Salt Lake City, Utah, USA. Available on CD-ROM only. Bovee, K.D and R.T. Milhous Hydraulic simulation in instream flow studies: theory and techniques. Instream Flow Information Paper 5. U.S. Fish and Wildlife Service FWS/OBS-78/ pp. Collier KJ Flow preferences of larval Chironomidae (Diptera) in Tongariro River, New Zealand. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research 27: DOI: / Dolédec S., Lamouroux, N., Fuchs, U., Mérigoux, S Modeling the hydraulic preferences of benthic macroinvertebrates in small European streams. Freshwater Biology. 52, Dyson, M., Bergkamp, G. and Scanlon, J., (eds). Flow The essentials of environmental flows, 2nd Edition. Gland, Switzerland: IUCN. Reprint, Gland, Switzerland: IUCN. Fondo para la Protección del Agua FONAG, Mapa de ecosistemas y uso del suelo en el ámbito Geográfico de trabajo del FONAG. Quito, Ecuador. Fondo para la Protección del Agua FONAG, Hábitats viables para determinar Caudales Ecológicos y posibles respuestas a Escenarios de Cambio Climático en

97 tramos de los ríos de las unidades hídricas Pita y Papallacta. Ed. Jacqueline Cisneros. Quito Ecuador. Fondo para la Protección del Agua (FONAG), Plan de Trabajo para la Determinación de Caudales Ecológicos en los ríos Aglla, Oyacachi, Chalpi Grande, EC. 22p. Fondo para la Protección del Agua (FONAG), Caracterización ecológica de los ríos Aglla, Oyacachi y Chalpi Grande, EC. 38p. Fondo para la Protección del Agua (FONAG), Registro y validación de información biológica, hidráulica, topográfica e hidrológica de los ríos: Aglla, Oyacachi, Chalpi Grande, EC. 22p. Fossati O., Rosero D., Calvez R., Le Goulven P Informe de Balance de dos años de estudio en el proyecto caudales ecológicos. IRD-FONAG-EMAAP-Q. Guisan, A., Zimmermann, N.E Predictive habitat distribution models in ecology. Ecological Modeling. 135, Jowett I. G., y A. J. Davey A comparison of Composite Habitat Suitability Indices and generalized Additive Models of Invertebrate Abundance and Fish presence Habitat Availability. Transactions of the American Fisheries Society. 136: Jowett, I. G River hydraulic and habitat simulation, RHYHABSIM computer manual. New Zealand fisheries miscellaneous Report 49. Ministry of Agriculture and Fisheries, Christchurch. Jowett, I.G Hydraulic constraints on habitat suitability for benthic invertebrates in gravel-bed river. River Research and Applications 19: Jowett, I.G., Duncan, M.J Flow variability in New Zealand rivers and its relationship to in-stream habitat and biota. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research 24: Jowett, I.G., Richardson J., Biggs, B.J.F., Hickey, C.W., Quinn, J.M Microhabitat preferences of benthic invertebrates and the development of generalized Deleatidium spp. habitat suitability curves, applied to four New Zealand Rivers. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research 25: Lamouroux N., Souchon Y. & Hérouin E Predicting velocity frequency distributions in stream reaches, Water Ressources Research. 31(9), Lamouroux, N., Mérigoux, S., Capra, H., Dolédec, S., Jowett, I.G., Statzner, B The generality of abundance environment relationships in meso habitats: a comment on Lancaster and Downes River Research and Applications. 26,

98 Leathwick, J.R., Elith, J., Hastie, T Comparative performance of generalized additive models and multivariate adaptive regression splines for statistical modeling of species distributions. Ecological Modeling. 199, Lytle DA Life-history and Behavioural Adaptations to Flow Regime in Aquatic Insects. In Aquatic Insects: Challenges to Populations. Lancaster J. and Briers RA (eds). Royal Enthomological Society of London. MAE Texto Unificado de Legislación Ambiental, Libro II y VI de la Gestión Ambiental. MAE Registro Oficial # 41 del del Acuerdo Ministerial 155. Anexo 1B. Norma técnica para definir el régimen de caudales ecológicos en centrales hidroeléctricas. Merigoux, S. y S. Dolédec Hydraulic requirements of stream communities: a case study on invertebrates. Freshwater Biology. 49, Poff N.L., B. Richter, A.H. Arthington, S.E.Bunn, R.J. Naiman, E. Kendy, M. Acreman, C. Apse, B.P. Bledsoe, M. Freeman, J. Henriksen, R.B. Jacobson, J. Kennen, D.M. Merritt, J. O Keeffe, J.D. Olden, K. Rogers, R.E. Tharme & A. Warner The Ecological Limits of Hydrologic Alteration (ELOHA): a new framework for developing regional environmental flow standards. Freshwater Biology 55: Poff, N.L., J.D. Allan, M. B. Bain, J.R. Karr, K.L. Prestegaard, B. Richter, R. Sparks, y J. Stromberg The natural flow regime: a new paradigm for riverine conservation and restoration. BioScience 47: Postel S Los ecosistemas acuáticos y el agua como recurso para las actividades humanas, perspectivas a futuro. The Nature Conservancy. Washington DC. Estados Unidos. Rayner, T.S., Jenkins, K.M., & Kingsford, R.T Small environmental flows, drought and the role of refugia for freshwater fish in the Macquarie Marshes, arid Australia. Ecohydrology. 2, Richter, B.D., Baumgartner, J.V., Powell, J., Braun D.P A Method for Assessing Hydrological Alteration within Ecosystems in Conservation Biology 10(4) Ríos B., Acosta R., Prat N., Rieradevall M ECOSTRIAND: ecological stream index for the Andes. Universidad de Barcelona. Rosero D., Encalada A., Lloret P (en prensa). Evaluación del impacto de las captaciones de agua en ríos de altura de la zona Papallacta, Ecuador. SENAGUA/PNUD, Desarrollo de una metodología para la evaluación de caudales ecológicos a nivel normativo. ECOPAR, Quito Ecuador. Statzner, B., Higler, B Stream hydraulics as a major determinant of benthic invertebrate zonation patterns. Freshwater Biology. 16,

99 Tennant, D.L In-stream Flow Regimens for fish, wildlife, recreation and related environmental resources in Fisheries TNC-USFQ-FONAG Diagnóstico de la calidad ecológica de los ríos y la vegetación de ribera de las zonas de manejo del FONAG. Laboratorio de Ecología Acuática. Ed. Quito Ecuador. Vannote, R.L., Minshall, G.W., Cummins, K.W., Sedell, J.R., Cushing, C.E The River Continuum Concept. 37,

100 9. Anexos Anexo 1: Registro del levantamiento topográfico y atributos ecohidráulicos de los ríos. Río Aglla tramo de muestreo topográfico Río Aglla atributos hidráulicos del levantamiento topográfico Caudal Área de la Velocidad Distancia Coeficiente Sección medido Sección promedio Ancho (m) (m) (m 3 s) (m 2 de Energía ) (m s) 1 Rápido Rápido Poza Poza Remanso Poza Rápido Remanso Rápido Poza Remanso Poza Remanso Rápido Remanso

101 Río Aglla atributos del hábitat del levantamiento topográfico Vegetación Limo Arena Grava fina Grava Cantos Bloques Roca madre % % % % % % % % Rápidos Rápidos Pozas Pozas Remansos Pozas Rápidos Remansos Rápidos Pozas Remansos Pozas Remansos Rápidos Remansos Reach Caudal de muestreo en el río Aglla durante el levantamiento topográfico Número Nombre Caudal (m 3 s) Nivel de agua (m) Nivel del fondo (m) Mínimo nivel fondo (m) 1 Rápidos Rápidos Poza Poza Remansos Poza Rápidos Remansos Rápidos Poza Remansos Poza Remansos Rápidos Remansos

102 Río Oyacachi muestreo topográfico Río Oyacachi atributos hidráulicos del levantamiento topográfico Caudal Área de la Velocidad Distancia Coeficiente Sección medido Sección promedio Ancho (m) (m) (m 3 s) (m 2 de Energía ) (m s) 1 Rápido Rápido Poza Remanso Remanso Remanso Rápido Remanso Rápido Poza Remanso Remanso Remanso Rápido Remanso Remanso Poza Rápido Rápido Remanso

103 Río Oyacachi atributos del hábitat del levantamiento topográfico Vegetación Limo Arena Grava fina Grava Cantos Bloques Roca madre % % % % % % % % 1 Rápido Rápido Poza Remanso Remanso Remanso Rápido Remanso Rápido Poza Remanso Remanso Remanso Rápido Remanso Remanso Poza Rápido Rápido Remanso Caudal de muestreo en el río Oyacachi durante el levantamiento topográfico Número Nombre Caudal (m 3 s) Nivel de agua (m) Nivel del fondo (m) Mínimo nivel fondo (m) 1 Rápido Rápido Poza Remanso Remanso Remanso Rápido Remanso Rápido Poza Remanso Remanso Remanso Rápido Remanso Remanso Poza Rápido Rápido Remanso

104 Río Chalpi Grande muestreo topográfico Río Chalpi Grande atributos hidráulicos del levantamiento topográfico Caudal Área de la Velocidad Distancia Coeficiente Sección medido Sección promedio Ancho (m) (m) (m 3 s) (m 2 de Energía ) (m s) 1 Rápido Remanso Remanso Rápido Poza Poza Rápido Remanso Rápido Poza Río Chalpi Grande atributos del hábitat del levantamiento topográfico Vegetation Mud Fine Gravel Gravel Cobble Boulder Sand % Bedrock % % % % % % % 1 Rápido Remanso Remanso Rápido Poza Poza Rápido Remanso Rápido Poza

105 Caudal de muestreo en el río Chalpi Grande durante el levantamiento topográfico Mínimo Caudal Nivel de Nivel del Número Nombre (m 3 nivel fondo s) agua (m) fondo (m) (m) 1 Rápido Rápido Poza Remanso Remanso Remanso Rápido Remanso Rápido Poza

106 Anexo 2: Fichas de campo del muestreo de hábitats para generar curvas de preferencias hidráulicas. a) Variables físicas y químicas de hábitats del río Oyacachi (muestras 1-50)

107 b) Variables físicas y químicas de hábitats del río Aglla (muestras: 51 99)

108 c) Variables físicas y químicas de hábitats del río Chalpi Grande (muestras: )