Universidad Industrial de Santander CARACTERIZACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL DE LA ESTRUCTURA DE LA COMUNIDAD DE FITOPLANCTON Y SU CORRELACIÓN CON ALGUNAS VARIABLES AMBIENTALES LOCALES EN LA CIÉNAGA GRANDE DE SANTA MARTA, CARIBE COLOMBIANO Enmarcado en el proyecto: "Monitoreo Ambiental de las Comunidades Vegetales y de los Recurso Pesqueros Durante la Rehabilitación de la Ciénaga Grande de Santa Marta" Programa de Calidad Ambiental Marina ERIKA PAOLA AGOSTA ESCORCIA Trabajo de Grado para optar al título de Bióloga Director: Alex Báez Polo - Investigador Coordinación de Servicios Científicos UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE BIOLOGÍA BUCARAMANGA 2012
CONTENIDO fr pág. INTRODUCCIÓN 15 1. MARCO TEÓRICO 16 2. JUSTIFICACIÓN 24 3. OBJETIVOS 25 3.1. GENERAL * 25 3.2. ESPECÍFICOS 25 4. ÁREA DE ESTUDIO 26 4.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA 26 5. METODOLOGÍA 30 5.1.FASE DE CAMPO 30 5.2.FASE DE LABORATORIO 31 5.3.TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN 34 6. RESULTADOS 38 6.1. DESCRIPCIÓN DE VARIABLES AMBIENTALES 38 6.2. CARACTERIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA COMUNIDAD FITOPLANCTÓNICA 50 6.3. DISTRIBUCIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL DE LA COMUNIDAD FITOPLANCTÓNICA DE LA CGSM-CP 71 6.4. RELACIÓN CON VARIABLES AMBIENTALES 74 7. DISCUSIÓN 76 8. CONCLUSIONES 92 9. BIBLIOGRAFÍA 93 10. ANEXOS 106
LISTA DE TABLAS Pag. Tabla 1. Métodos de análisis de las variables fisicoquímicas medidas en campo.. 31 Tabla 2. Valores promedios de precipitación (P) para la estación "Aeropuerto Simón Bolívar" de Santa Marta durante lósanos 1987, 1993-1996 y 2007....39 Tabla 3. índices ecológicos para las diferentes estaciones (a) y épocas climáticas (b) en la CGSM, durante el año 2007 * 67 Tabla 4. Análisis de varianza (ANOVA) y prueba de Kruskal Wallis, para los atributos comunitarios e índices ecológicos entre las diferentes estaciones y épocas climáticas en la CGSM-CP durante el año 2007. Diferencias significativas con p<0,05 68 Tabla 5. Pruebas de hipótesis ANOSIM para las épocas climáticas en la CGSM durante el año 2007 73 Tabla 6. Análisis de BIOENV entre el componente biótico y el abiótico en la CGSM, durante el año 2007 75
LISTA DE FIGURAS Pag. Figura 1. Mapa del área de estudio; muestra las estaciones evaluadas dentro de la CGSM-CP: LBA: Boca de La barra; RIN: Rinconada; GEN: Centro de la Ciénaga Grande; CAN: Caño Aguas Negras; LUN: Ciénaga la luna; PAJ: Ciénaga pajarales; FRF: Frente al rio fundación 28 Figura.2. Variación mensual de la precipitación durante el afio 2007 para la estación meteorológica del IDEAM ubicada en el Aeropuerto Simón Bolívar de Santa Marta 38 Figura 3. Variación mensual de los caudales (m3/seg) para los ríos Aracataca, Fundación y Sevilla durante el año 2007 40 Figura 4. Variación espacial y temporal de los promedios de la Profundidad de Disco Secchi (TRA) en la CGSM-CP durante el año 2007 41 FiguraS Variación espacial y temporal del Sólidos Suspendidos Totales (SST)en la CGSM-CP durante el año 2007 42 Figura 6. Variación espacial y temporal de la Conductividad Eléctrica (CON) en la CGSM-CP durante el año 2007 43 Figura 7. Variación espacia! y temporal del Porcentaje de Salinidad (SAL) en la CGSM-CP durante el año 2007 43 Figura 8. Variación espacial y temporal del ph en la CGSM-CP durante el año 2007 44 Figura 9. Variación espacial y temporal del Oxígeno Disuelto (OD) en la CGSM-CP durante el año 2007 45 Figura 10. Variación espacial y temporal del porcentaje de saturación de Oxígeno (%SO) en la CGSM-CP durante el año 2007 45 Figura 11. Variación espacial y temporal de la Temperatura (TEM) en Ea CGSM-CP durante el año 2007 46 Figura 12. Variación espacial y temporal de la Concentración de amonio (NH4) en la CGSM-CP durante el año 2007 47
Figura 13. Variación espacial y temporal de ia Concentración de Nitritos (NO2) en la CGSM-CP durante el año 2007 48 Figura 14. Variación espacial y temporal de la Concentración de Nitratos (NOS) en ia CGSM- CP durante el año 2007 48 Figura.15. Variación espacial y temporal de la Concentración de Orto fosfatos (PO4) en la CGSM- CP durante el año 2007 49 Figura 16. Distribución porcentual de las morfo-especies en los principales grupos Fitoplanctónicos en la CGSM-CP durante el año 2007. Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados (DN), Euglenófitas (EG), Cianófitas (CN) y Clorófitas (CL)! 50 Figura 17. Distribución porcentual de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctónicos en la CGSM-CP durante el año 2007. Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados (DN), Euglenófitas (EG), Cianófitas (CN) y Clorófitas (CL) 51 Figura 18. Distribución de los principales grupos Fitoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados (DN), Euglenófitas (EG), Cianófitas (CN) y Clorófitas (CL), a través de las estaciones maestreadas en la CGSM-CP durante el año 2007 56 Figura 19. Distribución de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados (DN), Euglenófitas (EG), Cianófitas (CN) y Clorófitas (CL), a través de las estaciones muestreadas en la CGSM-CP durante el año 2007.57 Figura 20. Variación de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados LBA durante el año 2007 58 Figura 21. Variación de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados RIN durante el año 2007 59 Figura 22. Variación de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados LUN durante el año 2007 60
Figura 23. Variación de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagela dos (DN), Euglenófitas (EG), Cianófitas (CN) y Clorófitas (CL), en la estación de CAN durante el año 2007 61 Figura 24. Variación de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctó nicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados PAJ durante el año 2007 62 Figura 25. Variación de la abundancia de los principales grupos Fitoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP], Dinoflagelados GEN durante el año 2007 64 Figura 26. Variación de la abundancia de los principales grupos Fítoplanctónicos: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados FRF durante el año 2007 65 Figura 27. Variación espacial y temporal de la Biomasa fitoplanctónica en la CGSM- CP durante el año 2007 66 Figura 28. Gráfico comparativo de cajas y bigotes entre épocas climáticas para la abundancia, biomasa e índices ecológicos de la comunidad fitoplanctónica de la CGSM-CP durante el año 2007 69 Figura 29. Gráfico comparativo de cajas y bigotes entre estaciones para la abundancia, biomasa e índices ecológicos de la comunidad fitoplanctónica de la CGSM durante el año 2007 70 Figura 30. Dendograma de similaridad entre estaciones y épocas obtenido del análisis de clasificación (CLUSTER) en la CGSM, durante el año 2007... 71 Figura 31. Análisis de ordenación (nmds) entre (a) épocas y (b) estaciones en la CGSM, durante el año 2007 73
LISTA DE ANEXOS Pag. Anexo A. Clasificación Taxonómica 106 Anexo B. Abundancias relativas de los Grupos de fitoplancton: Diatomeas Céntricas (DC), Diatomeas Pennadas (DP), Dinoflagelados (DN), Eugienófitas (EG), Cianófitas (CN) y Clorófitas (CL) en la CGSM-CP durante el año 2007...112 t Anexo C. Variables Fisicoquímicas de la CGSM-CP durante el año 2007. Transparencia (TRA), Temperatura (TEM), Conductividad (CON), Salinidad (SAL), Oxigeno disuelto (OD), Porcentaje de saturación de oxigeno (%SO), Sólidos suspendidos totales (SST) y ph 113 Anexo D. Valores de Nutrientes y Biomasa (BMS) de la CGSM-CP durante el año 2007 114 Anexo E. Valores de índices Ecológicos: Diversidad de Shanon (H1), Equidad (J1) y Riqueza de Margalef (d), en la CGSM-CP durante el año 2007 115 Anexo F. Resultado del análisis SIMPER realizado entre épocas climáticas en la CGSM-CP durante el año 2007. Promedio de la abundancia de la especie (P. Abundancia), Promedio de disimilaridad entre épocas por especie (P. Disim), Cosiente SIMPER (DISS/SD) y porcentaje de contribución de la especie al promedio de disimilaridad total (Contrib%) 116 Anexo G. Valores totales mensuales (Enero - Noviembre) de precipitación (mms). Datos suministrados por el IDEAM para el año 2007. Estación Meteorológica ubicada en el Aeropuerto Simón Bolívar de Santa Marta (1501505). Latitud= 1108 N, Longitud= 7414 W, Elevación= 0004 m,s,n,m... 122 Anexo H. Valores totales mensuales (Enero - Noviembre) de caudales (m3/s). Datos suministrados por el IDEAM para el año 2007. Estaciones Meteorológicas ubicadas en: a. Río Aracataca (Estación "Canal Florida", 10 45' N- 74 06' W); b. Río Fundación (Estación "Fundación", 10 31' N- 74 11' W) y c. Río Sevilla (Estación "Puente. Ferrocarril", 10 35' N-74 12'W) 122 Anexo I. Álbum de Morfo Especies 123
RESUMEN TÍTULO: "Caracterización espacial y temporal de la estructura de la comunidad de fitoplancton y su correlación con algunas variables ambientales locales en la Ciénaga Grande de Santa Marta, Caribe colombiano".* AUTOR: Erika Acosta Escorcia.** PALABRAS CLAVES: Comunidad fitoplanctónica, Lagunas Costeras, Salinidad, Nutrientes, CGSM. DESCRIPCIÓN El objetivo de este estudio fue caracterizar a nivel espacial y temporal la estructura de la comunidad de fitoplancton en la Ciénaga Grande de Santa Marta^ CGSM, y determinar su correlación con algunas variables ambientales locales. El muestreo fue bimestral (febrero a diciembre de 2007) en siete estaciones a lo largo de la CGSM. Se recolectaron muestras de agua con una botella Ruttner (1L), se analizaron en campo y laboratorio las variables fisicoquímicas de profundidad, transparencia, conductividad, salinidad, temperatura, ph, oxígeno disuelto, saturación de oxígeno y nutrientes (NH4, NO2, NO3 y PO4). También en laboratorio se evaluaron las variables biológicas de composición y abundancia fitoplanctónicas con el método Utermohl, utilizando un microscopio invertido; se midió la biomasa fitoplanctónica e índices ecológicos (Shannon Weiner - H, equitabilidad - J y Riqueza). Los resultados se analizaron con estadística descriptiva (promedios, mínimos y máximos), estadística univariada (ANOVA Two Way), métodos de clasificación (CLUSTER) y ordenación (nmds), prueba de hipótesis (ANOSIM) y la prueba de correlación de variables ambientales y biológicas (BIOENV). Los resultados mostraron que la comunidad de fitoplancton de la CGSM durante el 2007 varió a nivel temporal y no a nivel espacial; en la composición de especies los grupos predominantes fueron las Diatomeas Pennadas y Céntricas, especialmente durante la época seca, en términos de abundancia predominaron en todas las estaciones y épocas las Cianófitas, especialmente la denominada Cianofita Cocoide y la Cianofita Filamentosa; lo que se reflejó en la alta dominancia mostrada por el sistema de acuerdo con los bajos valores obtenidos por los índices de diversidad y equitabilidad. La biomasa estuvo influenciada por el tamaño de las morfo especies en cada época climática y finalmente se hallaron altas correlaciones entre el componente biológico y el fisicoquímico, especialmente con las variables de transparencia, salinidad y NOS. *Trabajo de Grado. **Universidad Industrial de Santander, Facultad de Ciencias, Escuela de Biología, Director: Alex Báez, Biólogo Investigador INVEMAR. 10