RESUMEN INTRODUCCION MATERIALES Y METODOS

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1 ANALISIS ESPACIAL DEL ECOSISTEMA MARINO DE ISLA MUJERES, QUINTANA ROO UTILIZANDO UNA IMAGEN DE ALTA RESOLUCIÓN QUICKBIRD Valdez-Iuit, J. y Liceaga-Correa, M. A Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN RESUMEN Isla Mujeres está ubicada al noreste de la Península de Yucatán a 8 km de la costa de Cancún y su bahía conforma el polígono I del Parque Marino Nacional Costa Occidental de Isla Mujeres, Punta Cancún y Punta Nizuc (SEMARNAT, 1998). El presente estudio identifica espacialmente los tipos de hábitats en la zona marina de Isla Mujeres utilizando una imagen Quickbird de 2.4 m píxel. Los datos en campo se colectaron utilizando video y fotografía submarina en 264 estaciones distribuidas aleatoriamente en el área de estudio y se aplicó un análisis de agrupación WPGMA con el el índice de similitud de Bray-Curtis para la obtención de semillas, útiles en la calibración de la imagen. Se obtuvo un mapa temático con los 7 diferentes hábitats identificados, los cuales fueron nombrados de acuerdo al tipo de fondo dominante. El polígono I del parque se encuentra dominado por grandes extensiones de arena y pastos, Thalassia testudinum y Syringodium filiforme, algas diversas y algunas formaciones coralinas, Manchones y Punta Sur, y una cordillera que corre cerca de Playa Norte. En barlovento existen grandes extensiones de arena y una barrera rocosa con formaciones coralinas que provee de alimento y protección a diversas especies de peces y crustáceos, así como a juveniles de la tortuga Eretmochelys imbricata. INTRODUCCION El constante incremento en el número de visitantes e infraestructura turística ha incrementado la presión sobre los sistemas costeros mundiales. Isla Mujeres no es la excepción al recibir más de un millón de visitas anuales (SECTUR, 2005) y generar importantes derramas económicas a la población. En la actualidad, la principal actividad económica es el turismo. Los visitantes realizan prácticas como el buceo libre o esnorqueleo, buceo autónomo, paseos en lanchas por la bahía, pesca deportiva o simplemente disfrutan de las amplias extensiones de playa. Dichas actividades tienen, en mayor o menor grado, un impacto sobre el ecosistema, ya sea debido a los efectos del vertido de desechos e hidrocarburos de los motores de las embarcaciones, al deterioro causado por el anclaje de las mismas o al daño causado a los corales por los buzos inexpertos, así como a la gran cantidad de desecho sólidos que se generan. Así mismo, la gran cantidad de cruces de ruta (27, 329) desde Gran Puerto y Puerto Juárez, y trasbordadores (2,267), desde Punta Sam, anuales (Administración Portuaria Integral API, 2006) causan un continuo impacto, tanto por la construcción de nueva infraestructura portuaria como por la modernización de los mismos. El objetivo de este estudio es conocer la distribución espacial de los diferentes tipos de fondo marino que se encuentran en Isla Mujeres con el fin de promover su conservación. MATERIALES Y METODOS El diseño de muestreo fue realizado con una imagen Landsat TM (30 m píxel) utilizando la clasificación no supervisada K-medias, obteniendo 9 clases diferentes donde se distribuyeron 225 estaciones al azar para su posterior supervisión con trabajo de campo. En cada estación se registró la profundidad y se realizó un videotransecto de 50 m de longitud a 40 cm del fondo para obtener un área constante (Carleton y Done, 1995; Aronson y Swanson, 1997). Los videos fueron editados con el Pinnacle Studio v. 7.0, del cual se obtuvieron 40 cuadros por transecto. A cada cuadro se le aplico una plantilla de 10 puntos al azar en el programa CPCe v 3.5 (Kohler y Gill, 2006) para obtener el porcentaje de cobertura a partir de la siguiente fórmula: No de puntos por tipo de fondo % de cobertura = x100 No puntos totales por estación

2 Con los resultados obtenidos se realizo un análisis cluster de agrupamiento WPGMA utilizando el índice de similitud de Bray-Curtis, separando las estaciones que solo contenían arena. Para la clasificación de la imagen satelital Quickbird del 2006 se utilizaron las semillas obtenidas a partir del trabajo de campo. El método empleado para este fin fue el de máxima verisimilitud, el cual calcula la probabilidad en un espacio multiespectral de que un píxel pertenezca a una clase determinada, tomando como base los datos de las semillas de entrenamiento. RESULTADOS Usando el dendrograma (Fig. 1), producto del análisis WPGMA, se obtuvieron 11 conglomerados a un punto de corte de 60% de similitud, los cuales fueron reducidos a 6 utilizando como criterio de permanencia que tuvieran al menos 1% de cobertura o de lo contrario se integraría al siguiente conglomerado en similitud (Chuvieco, 1990). Cada uno de los 7 grupos, incluido la arena, fue considerado como un hábitat submarino diferente. Los hábitats están conformados por 2 o más de los grupos morfoestructurales identificados en diferentes porcentajes de cobertura (Fig. 2). Figura 1. Dendograma resultante del análisis de agrupamiento WPGMA con índice de similitud Bray- Curtis. Se aprecian los seis grupos resultantes, sin considerar las estaciones de arena. Porcentaje de cobertura de grupos morfoestructurales en cada hábitat definido 100% Cobertura 80% 60% 40% 20% Arena > 10 Arena < 10 Algas S. filiforme T. testudinum Coral 0% Cordilleras Praderas T. testudinum Camas S. filiforme Algas VAS Arena < 10 m Arena > 10 m Hábitats Figura 2. Gráfico de porcentaje de cobertura de los diferentes fondos identificados en cada uno de los hábitats definidos.

3 Los hábitats submarinos identificados se nombraron en base al fondo dominante (Bello-Pineda et al., 2005) y se describen a continuación: 1) Cordilleras de rocas y corales. Son áreas con formaciones rocosas cubiertas de algas de diferentes especies, así como de colonias de corales duros y blandos. Se encuentran tanto de manera puntual como en el caso de arrecife El Garrafón, Manchones, Manchones chico y Punta sur a 8 m de profundidad promedio y lejanos de la costa, 500 m aproximadamente. Y de modo continuo como la que corre en la zona norte de la isla, a 300 m de Playa Norte y a 3 m de profundidad, y la zona de barlovento que inicia desde la línea de costa con profundidades de 30 cm hasta los 4 m. Entre las especies de coral duro identificadas se encuentran Diploria strigosa, D. labyrinthiformis, Porites astreoides, Acropora palmata, A. cervicornis, Millepora complanata, M. cervicornis, Montastraea sp., Siderastrea radians, Agaricia sp., y algunas especies de octocorales tales como Gorgonia sp., Plexaura sp., Pterogorgia sp., y Pseudopterogorgia sp., algunas de las cuales se encuentran en estado de protegida en la NOM 059 ECOL ) Praderas de T. testudinum. Son áreas extensas, de más de 500 m de longitud, cubiertas principalmente por T. testudinum. Se extienden desde la zona sur de la isla, cercana al arrecife El Garrafón, hasta más allá de los límites de 2 km del polígono de estudio establecido en la zona de sotavento. Abarcan desde la línea de costa hasta la mitad de la bahía, es decir, a profundidades que van desde 1 m hasta 5 m. El porcentaje de cobertura es variable desde 65% hasta el 90%, con un valor promedio de 84%. En algunas zonas se observaron pequeños parches de arena donde se desarrollan diferentes tipos de algas y colonias de coral duro. En algunas áreas de la pradera se encontraron diferentes especies de peces y algunos organismos bentónicos como estrellas y pepinos de mar, y caracol rosado (Strombus gigas). La pradera de T. testudinum colinda con las grandes extensiones de arena que se encuentran en la Bahía de Isla Mujeres y otras áreas de Vegetación Acuática Sumergida (VAS), además de los pequeños parches de S. filiforme que se encuentran en el área. 3) Camas de Syringodium filiforme. Son áreas de menor extensión, aproximadamente 50 m 2, cubiertos principalmente por pasto S. filiforme. El porcentaje de cobertura es de más de 65%. Se encuentra principalmente en la pequeña ensenada que se forma entre el cuerpo de la isla y el Islote de La Carbonera, extendiéndose desde la boca de Laguna Macax hacia la parte norte de la isla. En la Bahía, se distribuye pegado a la línea de costa desde un área cercana al Garrafón hasta la altura de Playa Norte, y en zonas cercanas al islote conocido como El Farito. La profundidad a la que se encontró S. filiforme es variable, en la línea de costa presenta valores de 1 m hasta 1.5 m y en la zona del Farito y la Bahía con profundidades de 3 m hasta 5 m, se encuentran en la línea entre las praderas de T. testudinum y los arenales. Las camas están compuestas, además del pasto, de algas verdes de diferentes especies, T. testudinum, y la presencia esporádica de pequeñas colonias de coral duro y blando. De igual manera que en las praderas de T. testudinum se observaron diversas especies de peces, crustáceos, equinodermos, entre otros. 4) Parches de arena y Vegetación Acuática Sumergida (VAS). Son áreas conformadas principalmente por pastos T. testudinum y S. filiforme, además de algas pertenecientes a diferentes especies y pequeños parches de arena. Debido a que se encuentran creciendo entremezcladas no fue posible realizar una separación espacial y se le denomino como un hábitat aparte. Se distribuyen en la Bahía de Isla Mujeres desde zonas cercanas a Punta Sur hasta el Islote de La Carbonera, y al norte justo frente a Playa Norte. Se caracteriza por la presencia de colonias

4 de coral un poco más complejas de las encontradas en las áreas cubiertas de pasto, además de una mayor diversidad y abundancia de peces. La profundidad a la que se encuentra este hábitat es relativamente constante, 3-4 m, tanto en la Bahía como en Playa Norte. En la Bahía se encuentra a 700 m de la línea de costa, inmediatamente después de las praderas de T. testudinum y en la zona norte a 400 m de distancia cerca de la cordillera de rocas y coral presente en el área. 5) Fondo Mixto: Arena, rocas y algas. Es un área extensa que abarca gran parte de la zona sur del polígono evaluado. Se caracteriza por la presencia de algas de gran tamaño, 30 cm aproximadamente, que crecen sobre un fondo compuesto de material rocoso no consolidado (grava), en el área de barlovento se presentan zonas de arena y en Punta Sur hacia sotavento encontramos cordilleras rocosas cubiertas de colonias de coral. Las profundidades en esta zona son mayores de 12 m. La corriente marina en Punta Sur es muy intensa, y se divide por la presencia de la isla, ocasionando que en las áreas cercanas a la línea de costa no se encuentre arena sino grava. Conforme se aleja de la costa se puede apreciar zonas de arena, sobre todo hacia el Caribe donde las profundidades aumentan hasta alcanzar valores superiores a los 20 m. En dirección a la Bahía, la profundidad se hace menor (12 m máximo) y se encontró presencia de corales blandos y pequeñas cordilleras de corales duros. Se distribuye desde la punta sur de la isla, hasta los límites del polígono, 2 km, y colinda con hábitats de sustrato desnudo en ambos lados de la isla. En este hábitat se encontraron juveniles de tortuga, tiburón gata (Ginglymostoma cirratum), erizos de mar, entre otros. Sustrato desnudo Son áreas de gran extensión de arena con escasa o nula vegetación, y se distribuyen después de la vegetación en la bahía y después de las cordilleras en barlovento. En el presente estudio se dividieron en dos hábitats diferentes: 6) Arenales < 10 m. Es una zona extensa de arena sin crecimiento alguno de vegetación o presencia de organismos sésiles como colonias de coral duro o blando. Se encuentra presente en toda la periferia de la isla pero su el área más extensa es en la Bahía. En barlovento se localiza inmediatamente después de la cordillera de rocas y corales a profundidades que van desde los 6 m hasta los 8 m. Playa Norte se caracteriza por tener una de las playas de menor profundidad y arena blanca, se extiende desde la línea de costa hasta 150 m aproximadamente, donde cambia el fondo a pastos y después a la presencia de la cordillera de corales. En la Bahía, inicia después de la zona de pastos y se extiende hasta más allá del polígono evaluado. También se encuentra presente en la zona sur entre el arrecife El Garrafón y la zona de algas. No se observó presencia de peces en la inmediaciones de este hábitat pero si algunos organismos vágiles como son las estrellas de mar y el caracol rosado. 7) Arenales > 10 m. Es el hábitat más extenso de los 7 identificados en el área de estudio. Se caracteriza por la presencia de vegetación dispersa en el arenal. Dentro de la vegetación identificada se encuentran diferentes especies de algas y pasto Halophila sp., que crece de manera dispersa en algunos sitios al noreste de la isla. Se distribuye principalmente en la zona de barlovento desde la línea de costa hasta los límites del polígono de 2 km, con profundidades que van desde 4 m en las inmediaciones de la costa hasta valores por encima de los 20 m. También podemos encontrar una pequeña zona en sotavento, en la punta sur, entre los hábitats de arena y el de algas y grava, a profundidades promedio de 9 m.

5 Figura 3. Mapa de la distribución espacial de los tipos de hábitats identificados en la zona marina circundante de Isla Mujeres para el DISCUSION En la figura 3 se puede observar que el hábitat dominante (rojo) es el de arena con pequeños brotes de vegetación a más de 10 m de profundidad con un área total de 1.56 Km 2. Considerando un perfil que corte la isla de este a oeste, la zona de barlovento, se observa que cruza 3 de los 7 hábitats que se encuentran en el área de estudio, a diferencia de la zona de sotavento donde se pueden apreciar 4 hábitats diferentes. Ambas áreas presentan un patrón bien definido, en el cual la parte de barlovento posee zonas de arena, cordilleras de corales duros y blandos y algas en diferentes densidades, y en sotavento los

6 hábitats dominantes son las praderas de T. testudinum con presencia de octocorales y sustrato desnudo o arenales. Este patrón puede ser atribuible a la fuerza de las corrientes dominantes de cada zona, así como a la intensidad de las olas. En barlovento, la profundidad cambia abruptamente y es más pronunciada que en sotavento. Se pueden encontrar cordilleras rocosas y sustrato calcáreo dominado por macroalgas y corales duros y suaves que están adaptadas a zonas de alta dinámica. En sotavento, se observa un cambio en el sustrato pasando de rocoso a arenoso donde se extienden grandes praderas de arena y pastos marinos. Esto podría deberse a la baja dinámica del agua en la zona, causada por la protección que brinda la isla a la bahía. En la zona sur de la isla las corrientes son mucho más intensas que en el norte, además de ser una zona con mayor profundidad. Esto se refleja en la conformación del fondo ya que en el sur existe suelo cubierto de material no consolidado o grava y en el sur está conformado de arena de grano medio y praderas de pastos. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES 1. Isla Mujeres presenta una diversidad de fondos marinos que proporcionan sitios de forrajeo, resguardo, reproducción y cría a una gran cantidad de especies de importancia, tanto ecológica como económica. 2. El tipo de fondo dominante es la arena, sin importar la profundidad y se encuentra tanto en barlovento como en sotavento. Le sigue en extensión las praderas de Thalassia testudinum. 3. En muchas playas no existen zonas de pasto a menos de 3 m de la línea de costa debido a que son removidas por los propietarios para dar mayor atractivo. 4. Las cordilleras de coral presentes en barlovento presentan una diversidad menor a las que se encuentran en Playa Norte, esto quizá a la gran cantidad de material suspendido a causa de las fuertes corrientes y olas de la zona de barlovento. 5. Es necesario realizar un estudio de capacidad de carga para determinar la cantidad de turistas diarios que pueden sostener los ecosistemas sumergidos de Isla Mujeres. 6. Se recomiendan estudios para determinar el estado de salud de los arrecifes y los posibles efectos negativos causados por el turismo excesivo de la zona. BIBLIOGRAFIA. Aronson, R.B., y Swanson, D.W Video surveys of coral reefs: uni- and multivariate applications. Proceedings of the Eighth International Coral Reef Symposium, Bello-Pineda, J., M. A. Liceaga-Correa, H. Hernández-Núñez y R. Ponce-Hernández Using aerial video to train the supervised classification of Landsat TM imagery for coral reef habitat mapping. Environmental Monitoring and Assessment, 105: Carleton, J. H. y T. J. Done Quantitative video sampling of coral reef benthos: large.scale application. Coral Reefs (1995) 14: Chuvieco, E Fundamentos de teledetección espacial. Madrid: RIALP. S. A. Kohler, K.E. and S.M. Gill, Coral Point Count with Excel extensions (CPCe): A Visual Basic program for the determination of coral and substrate coverage using random point count methodology. Computers and Geosciences, Vol. 32, No. 9, pp , DOI: /j.cageo Membrillo, N Descripción de los paisajes arrecifales en la laguna de Arrecife Alacranes, Yucatán, México. Tesis de Maestría. CINVESTAV-IPN, Unidad Mérida. SECTUR Secretaria de Turismo de Quintana Roo. SEMARNAP Programa de manejo Parque Marino Nacional Costa Occidental de Isla Mujeres, Punta Cancún y Punta Nizuc. Instituto Nacional de Ecología.