Análisis Fisicoquímico y Biológico Comparado en Dos...

Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío

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Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío p p 57- 80 Armenia, Año 2007 ISSN 1794-631 X

Análisis Fisicoquímico y Biológico

Comparado en Dos Quebradas

de Alta Montaña NeotropicalCarlos A. García-Alzate1, César Román-Valencia2, James A. Vanegas-Ríos2 y Dahiana K. Arcila-Mesa2.

Universidad del Quindío, Programa Académico de Biología, Laboratorio de Ictiología, A. A. 2639, Armenia, Quindío, Colombia.

RESUMEN

Se analizaron características físicas, químicas y biológicas (fitoplancton, zooplancton, macroinvertebrados y peces) de las quebradas Doña Juana y Villa Paola afluentes de tipo secundario del río Quindío, Alto Cauca. Se encontró que el oxígeno y el porcentaje de saturación fueron altos. La quebrada Doña Juana mostró un coeficiente de variación bajo en pH, conductividad, y durezas (cálcicas, magnésicas y totales); la acidez fue alta en lluvias, mientras los sólidos altos en sequía. La quebrada Villa Paola mostró valores altos de sólidos, durezas (cálcicas, magnésicas y totales) y Demanda Química de Oxigeno (DQO). El déficit de oxígeno cambió fuerte y negativamente en la quebrada Villa Paola (coeficiente de variación, C. V., dos veces más altos al comparar con la quebrada Doña Juana). Se registraron cuatro clases y 10 órdenes de macroinvertebrados, cinco divisiones, 14 familias y 15 géneros de fitoplancton, y seis clases, 11 familias y 13 géneros de zooplancton, dos órdenes, tres familias y cinco especies de peces; los que difieren en presencia, frecuencia y abundancia entre quebradas. Estos drenajes se comportan como ecosistemas oligotróficos de alta montaña neotropical. Palabras Clave: Quebradas, limnología, Colombia, Quindío, Neotrópico.

ABSTRACT

A limnological analysis (phytoplankton, zooplankton, macroinvertebrates and fishes) from Doña Juana and Villa Paola creeks, secondary tributaries of Quindío river, Alto Cauca was studies. The results of the physic-chemical variables showed that the oxygen is high. The Doña Juana creek showed a low variation coefficient pH, conductivity, and hardness (calcium, magnesium and total); the acidity was high in rains and solids in dry season. The Villa Paola creek showed high values of solids, hardness (calcium, magnesium and total) and Chemical Demand of Oxygenate. The deficit of oxygen had a change negatively strong in the Villa Paola creek (variation coefficient C. V. twice higher than the Doña Juana creeks). Four classes and 10 macroinvertebrates orders, five divisions, 14 families and 15 phytoplankton genera and six classes, 11 families and 13 zooplankton genera, and two orders, three families and five species of fish were registered; with differences between creeks. These drainages are ecosystems oligotrophic of Neotropical high mountain Andean.

Key words: Creeks, limnology, Colombia, Quindío, Neotropical.Critical period hypothesis, mother tongue, second language, bilingualism

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INTRODUCCIÓN

os análisis limnológicos se orientan

a determinar características

fisicoquímicas del agua y de las

comunidades asociadas. Se parte del

principio de que a cada tipo de ecosistema

acuático esta asociada una comunidad

particular de organismos (Roldán, 1992, 1996;

Lampert y Sommer, 1997; Wetzel y Likens,

2000). Los aspectos biológicos han adquirido

una creciente importancia en el estudio de los

ecosistemas acuáticos, porque las variables

fisicoquímicas dan una idea puntual sobre

la calidad del agua, pero no informan sobre

las variaciones en el tiempo (Alba-Tercedor,

1996; en Caicedo y Palacio, 1998), ya que las

características de las comunidades acuáticas

(por ejemplo macroinvertebrados, peces,

fitoplancton y zooplancton) actúan como

testigos del deterioro ambiental de las corrientes

superficiales (Caicedo y Palacio, 1998). En el

neotrópico existe una apreciable degradación

por procesos agropecuarios e industriales y

por el vertido de aguas negras domésticas

(provenientes de sistemas de tratamiento o en

su defecto de la intervención antrópica) sobre

los drenajes naturales, lo que causa variaciones

drásticas en sus condiciones fisicoquímicas y

biológicas (Roldán, 1992; Román-Valencia y

Muñoz, 2001; Román-Valencia et al., 2003;

Román-Valencia y Perdomo, 2004), Además,

otro factor que modifica los ambientes acuáticos

y terrestres es el turismo. El aumento de su

transformación posee consecuencias negativas

para los peces y la biodiversidad ribereña en

general (Palacio–Núñez, et al. 2007).

La mayoría de las investigaciones que señalan

aspectos físico-químicos y biológicos en la

cuenca media del Cauca (lagos, represas, ríos

y quebradas) se han desarrollado por: Machado

y Roldán (1981); Correa et al. (1981); Matthias

y Moreno (1983); Caicedo y Palacio (1998);

Sierra et al. (2004); Urrego y Ramírez (2000);

Arboleda y Ramírez (2002); Ramírez y

Alcaraz (2002); Gallo-Sánchez et al. (2004);

Hernández-Atilano et al. (2005). También

existen algunos trabajos sobre bioindicación

con macroinvertebrados (Rincón, 1996, 2002;

Medellín et al., 2004). Para la cuenca alta del

río Cauca se resaltan los trabajos hechos por

Cardona et al.(1998); Román-Valencia y Muñoz

(2001); Román-Valencia et al. (2003); Román-

Valencia y Perdomo (2004); Román-Valencia y

Ruiz (2005); Román-Valencia et al. (2005). En

ésta perspectiva, el objetivo de éste artículo es

analizar y comparar la estructura fisicoquímica

y biológica en dos drenajes del alto Cauca.

MATERIALES Y MÉTODOS

Zona de estudio. El trabajo se realizó en las

quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes

del río Quindío, cuenca del Río La Vieja, alto

Cauca (Colombia) entre los 1758 (4° 27’ 4”

N y 75° 44’ 12” O) y 1734 (4° 37’ 51” N y

los 75° 36’ 10” O) msnm respectivamente.

La quebrada Villa Paola se caracteriza por

presentar vegetación de Bromeliáceas,

Melastomatáceas, Aráceas, Musáceas, Pináceas

(Pinus), Mirtáceas (Eucalyptus) y Gramíneas

(en especial Guadua angustifolia). Sus aguas

presentan color cristalino y marrón, con

sustrato pedregoso-arenoso. La quebrada Doña

Juana se caracteriza por una vegetación de

Melastomatáceas, Aráceas, Musáceas, Pináceas

(Pinus), Mirtáceas (Eucalyptus), Cupresáceas y

Gramíneas (G. angustifolia). Además, presenta

sustrato abundante en arena y detrito, con piedras

de diferentes tamaños, dando lugar a zonas de

corrientes rápidas, lentas y remansos. Ambos

drenajes están rodeados de potreros y fincas

agrícolas, son una unidad litológica similar por

estar ubicados sobre la formación geológica del

abanico del Quindío, comparten sedimentos

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volcánicos con depósitos piroclasticos, lahares y

acumulaciones fluviales; además de fragmentos

de rocas angulares y subangulares (González y

Nuñez, 1991); caracterizados por sedimentitas,

es decir aluviones recientes de inicios del

cuaternario, influenciados por procesos de

origen endógeno, estos han dado lugar a

zonas de fuertes depresiones o inclinaciones

topográficas, producto del levantamiento de la

Cordillera Central y la actividad de los sistemas

de fallas que recubren la región. Tal es el caso

del sistema Silvia-Pijao, San Jerónimo, Navarco

y los volcanes presentes en el pie de monte de

la cordillera Central en Colombia (Botero et

al., 2005), los cuales han ejercido una gran

influencia sobre la dinámica hidrogeológica de

la zona de estudio.

Fase de campo y laboratorio. La toma de

datos se llevó a cabo entre el 31 de marzo y 1

de abril (época de sequía) y el 6-7 y 20-21 de

mayo de 2006 (época de lluvias). Se obtuvieron

los datos pluviométricos (suministrados por el

IDEAM) de la estación La Vieja (4° 38’ N y 75°

34’ O) ubicada a 1895 msnm, en el municipio de

Salento, departamento del Quindío, Colombia.

Las determinaciones de las variables

fisicoquímicas se hicieron in situ como sigue:

coloración y sustrato por observación directa;

oxígeno disuelto, porcentaje de saturación

de oxígeno y temperaturas con oxímetro

OXI196-Microprocesador; humedad relativa

con termohigrometro; pH con potenciómetro

PIN POINT-BNC (registradas cada hora);

ancho y profundidad con decámetro; velocidad

de corriente con cronómetro y una bola de

icopor, donde se registró el tiempo que tarda

en recorrer esta bola una distancia conocida.

La dureza (total, cálcica y magnésica),

alcalinidad, demanda química de oxígeno (D.

Q. O), demanda bioquímica de oxígeno (D. B.

O), cloruros, sólidos (totales, suspendidos y

disueltos), alcalinidad y acidez se determinaron

de acuerdo con la metodología recomendada

por la APHA (1998) y Wetzel y Likens (2000),

en el laboratorio de aguas de la Universidad

del Quindío. Además, se utilizaron dos botellas

DBO: una oscura y otra sin interferencia de luz

(botella clara) para registrar el oxígeno disuelto

y el porcentaje de saturación cada hora en el

ciclo nictemeral. Se colectaron muestras de

agua en botellas de un litro, para registrar el

fitoplancton y zooplancton presente. Estas se

fijaron in situ con formol al 4% y se preservaron

con lugol, luego se transportaron al laboratorio

de biología de la Universidad del Quindío,

donde se determinaron con descripciones y

claves de Lackey (1956), Kudo (1966), Bicudo

y Bicudo (1970), Uhlerkovich y Schmidt (1974)

y Needham y Needham (1978). Además, se

muestrearon macroinvertebrados acuáticos con

nasa acuática y captura directa. La muestra

se determinó in situ; aquellos organismos

que necesitaron ser verificados se fijaron

en alcohol al 70 % en frascos debidamente

rotulados. Posteriormente, con ayuda de claves

y descripciones (Needham y Needham, 1978;

Correa et al., 1981; Roldán, 1996; Wetzel y

Likens, 2000; Posada-García y Roldán-Pérez,

2003) se determinaron hasta género cuando fue

posible. La colecta de peces se realizó con redes

de arrastre como aparejo entre dos personas

haciendo arrastres a favor de la corriente, en

contra y de orilla a orilla tratando de abarcar todo

los biotopos de la quebrada: remanso, corriente,

o ambos. La determinación se realizó in-situ;

los ejemplares que no se pudieron determinar en

campo se fijaron en formol al 10% y trasladaron

al laboratorio de Ictiología de la Universidad del

Quindío (IUQ) para su posterior determinación

con base en claves, descripciones y registros

(Román-Valencia 1995, 2003, Román-Valencia

y Ruiz-C. 2007, Ruiz-C y Román-Valencia

2006 a, b).

Análisis de datos. Para los datos fisicoquímicos


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obtenidos cada hora, se utilizó una ANDEVA

de dos factores (factor uno igual a variación

nictemeral o temporal; y factor dos igual a

variación entre quebradas o épocas) cuando los

registros fueron representativos (mayores a 20).

La media aritmética se utilizó como medida

de tendencia central. Además, se calculó el

coeficiente de variación (C. V.) como medida de

dispersión relativa, acompañada de la amplitud

(valor máximo y mínimo). Con los datos

pluviométricos sé hizo un análisis multianual

mensual. En el caso del oxígeno disuelto de

las quebradas y de las botellas DBO se calculó

el déficit de oxígeno (D. O. = Oxígeno final-

Oxígeno inicial) tanto para la botella clara como

la oscura, para medir producción y consumo del

mismo.

Se hizo un conteo de macroinvertebrados,

fitoplancton y zooplancton. En el caso de los

dos últimos se utilizó la técnica de registro por

gotas observadas, lo que permitió organizar

los datos en individuos por ml (ind/ml). Los

datos biológicos (fitoplancton, zooplancton,

macroinvertebrados) se procesaron para

obtener los índices de diversidad alfa y beta.

Para macroinvertebrados se calculó el promedio

general de la diversidad alfa, al unificar la

información obtenida hasta familia. En cambio

para fitoplancton y zooplancton se calcularon la

diversidad por división y el promedio general

a partir de los datos de familias, mientras para

peces se calcularon índices de diversidad alfa.

Los índices calculados fueron los de Shannon-

Wiener (H’) en bits/ individuo, dominancia

de Simpson (D), equidad de Pielou (E) y

riqueza especifica de Margalef (M). En todos

los casos se utilizó el logaritmo en base dos.

Además, se calculó el índice de Cody (BC2)

para medir la diversidad beta (Humphries et

al., 1995) y la abundancia relativa (A. R.). Para

comparar los valores arrojados por los índices

de diversidad se utilizó una prueba t-student de

dos muestras, solo para los datos de diversidad

alfa de fitoplancton y zooplancton. El nivel de

significancia utilizado para las pruebas fue de 5

%. Por conveniencia se reportaron los valores

estadísticamente significativos. Todos los

análisis estadísticos se procesaron en el paquete

Statistix 7,0 bajo Windows.

RESULTADOS

Variables fisicoquímicas. La pluviosidad de la

estación La Vieja en el municipio de Salento en

2006 mostro precipitaciones promedio de 189,2

mm (Fig. 1). El análisis mensual multianual

de 2006 presentó una tendencia bimodal, con

incrementos fuertes a finales de abril y noviembre

(Fig. 1). Es decir, entre febrero y abril se registró

una tendencia a aumentar la precipitación (de

75 a 258 mm respectivamente), al igual que

entre septiembre y noviembre (de 68 a 354 mm

respectivamente). Así los datos de sequía y

lluvias del año de estudio se ajustaron al registro

multianual de la precipitación pluvial.

Quebrada Doña Juana. Las variables

fisicoquímicas, con excepción del déficit de

oxígeno, registraron un bajo coeficiente de

variación (tabla 1). El oxígeno disuelto y el

porcentaje de saturación de la botella DBO

clara registraron en promedio para sequía 7,6

mg/l y 93,2 % respectivamente, mientras en

lluvias se presentó una ligera disminución (7,0

mg/l y 87,6 %). Para la botella DBO oscura se

presentó el mismo fenómeno de disminución

entre épocas (tabla 1). En la curva de oxígeno

disuelto y porcentaje de saturación de las

botellas DBO no se observó marcada variación,

se obtuvieron resultados similares para los

periodos muestreados (Fig. 2a). La temperatura

máxima y mínima mostró en ambas épocas una

disminución hacia las horas de la noche (Fig.

2b). Según el ANDEVA no existen diferencias

significativas en la temperatura máxima


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entre épocas y entre horas (F= 0,727, p=

0,393; F= 8,449, p= 0,995, respectivamente).

Sin embargo, en la temperatura mínima se

registraron diferencias significativas en la

variación nictemeral (F= 8,894, p= 0,002),

aunque entre épocas se observó lo contrario (F=

30,541, p= 0,134). El pH presentó tendencia por

debajo de neutro (5,4-7,1) en época seca (Fig.

2c). La conductividad en lluvias (C. V. = 1,9 %)

registró poca variación en sequía (C. V.= 10,5)

(Fig. 2c), aunque en ambos casos, el promedio

bajó (Sequía 38,7 μS/cm; Lluvia 39,8 μS/cm).

La temperatura del agua tuvo en época seca

un promedio de 17,3 ºC (C. V.= 6,1 %) y en el

período de lluvia fue de 18,2 ºC (C. V.= 3,9 %)

(tabla 1). Sin embargo, en sequía se registró

una tendencia a disminuir con la llegada de la

noche (Fig. 2d). No se observaron diferencias

significativas entre los cambios de horas y

épocas (F= 2,130, p= 0,144; F=22,891, p=

0,407). La humedad relativa en ambas épocas

tuvo una tendencia a aumentar con la llegada

de la noche (Fig. 2e). El ANDEVA no mostró

influencia significativa de las épocas (F=

31,442, p=0,087) aunque sí señaló influencia de

las horas (F=12,565, p= 0,004). El porcentaje de

saturación (en la época seca) mostró tendencia

a aumentar durante la noche (18:00 hr. 104,0 %

- 2:00 hr.= 117,0 %) (Fig. 2f). Sin embargo, los

coeficientes de variación no son altos (C. V.=

16,4 %; C. V.= 17,3 %, respectivamente). En la

época lluviosa el oxígeno disuelto y porcentaje

de saturación estuvieron en promedio entre 7,5

mg/l y 91,3 %.

Las durezas (totales, suspendidas y disueltas),

los cloruros y la D. Q. O. presentaron leves

cambios entre épocas (tabla 1). Sin embargo,

fueron bajos. La alcalinidad fue más alta en

lluvias que en sequía (sequía 22,9 mg/l CaCO3;

lluvias 73,8 mg/l CaCO3). La acidez registró

igual tendencia (sequía 5,6 mg/l CaCO3;

lluvia 64,0 mg/l CaCO3). Los sólidos totales

y disueltos, fueron más altos en sequía que en

lluvias (sequía 43 mg/l, lluvia 17 mg/l y 41 en

sequía, lluvia 6 mg/l respectivamente) (tabla

1). En general, se observan registros bajos (a

excepción de la alcalinidad y la acidez).

Quebrada Villa Paola. A excepción del déficit

de oxígeno, se registraron coeficientes de

variación bajos (tabla 1). El oxígeno disuelto

y el porcentaje de saturación de oxígeno de las

botella DBO Winklers en sequía obtuvieron

poca variación (C. V. < 12 %) (Fig. 3a). Igual

ocurrió con las botellas DBO en lluvias (tabla

1) (Fig. 3b). El ANDEVA mostró influencia

significativa entre épocas para el porcentaje de

saturación y el oxígeno disuelto de las botellas

DBO (Botella oscura: F= 8,166, p= 0,004; F=

16,666, p= 0,000; Botella clara: F= 24,827, p=

0,359; F= 9,782, p= 0,001, respectivamente). El

oxígeno disuelto y el porcentaje de saturación en

sequía oscilaron entre 7,5-8,6 mg/l y 79,5-89,8

%, mientras en lluvias lo fue entre 5,6-7,6 mg/l

y 76,2-101,2 % (Fig. 3c) (tabla 1). Se encontró

influencia significativa de las épocas sobre el

oxígeno disuelto y la saturación de oxígeno (F=

23,000, p= 0,000; F=5,260, p= 0,021). El pH

en lluvias estuvo cercano a la neutralidad (6,3),

aunque disminuyó con la llegada de la noche

(5,8). La conductividad (en lluvias) registró

poca variación en el ciclo nictemeral (C. V.

= 1,3 %) (Fig. 3d). La temperatura máxima y

mínima registró en ambas épocas disminución

en la noche (Fig. 3e). Según el ANDEVA sólo

en la temperatura máxima se registró diferencia

significativa entre épocas (F= 12,565, p= 0,005).

La temperatura del aire (sequía: C. V.= 17,6 %;

lluvia: C. V.= 7,4 %) en ambos períodos fue un

poco más alta que la temperatura del agua (sequía

y lluvias: C. V.= 4,9 %) (Fig. 3f). El ANDEVA

mostró diferencias significativas para el factor

época (temperatura superficial: F= 37,964, p=

0,018; temperatura aire: F= 36,362, p= 0,027).

Los cloruros (sequía 20,0 mg/l; lluvia 21,1

mg/l) y la alcalinidad (sequía 25,2 mg/l CaCO3;


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lluvia 29,4 mg/l CaCO3) fueron bajos y no

presentaron altas diferencias entre épocas (tabla

1). La D. Q. O. fue baja, aunque en sequía (48,1

mg/l O2) fue mayor que en lluvias (28,9 mg/l).

La acidez, los sólidos y durezas totales, cálcicas

y magnésicas fueron mas altas en lluvias que en

sequia (tabla 1).

Comparación de las variables fisicoquímicas

entre las quebradas. El ANDEVA mostró

diferencias significativas entre quebradas

y durante el ciclo diurno-nocturno para la

temperatura del aire (F= 9,095, p= 0,028, F=

51,658, p= 0,000). El oxígeno disuelto de ambas

quebradas fue distinto, con tendencia a ser

mayor en la quebrada Doña Juana para ambas

épocas (tabla 1). Lo contrario ocurrió con la

conductividad, que fue más alta en la quebrada

Villa Paola con relación a la quebrada a Doña

Juana (53,0 y 46,8 μS/cm, respectivamente).

Las durezas de la quebrada Villa Paola fueron

más altas que las de la quebrada Doña Juana.

En general el déficit de oxígeno de la botella

DBO clara y oscura mostró una fuerte variación

en la quebrada Villa Paola (C. V. dos veces más

altos que la quebrada Doña Juana). Las demás

variables fisicoquímicas no registraron cambios

significativos (tabla 1).

Déficit de oxígeno. En sequía la quebrada

Doña Juana presentó variaciones más fuertes

en la botella clara (C. V.= 974,9 %) que en el

oscuro (C. V.= 828, 8 %) (Fig. 4a). Al comparar

el déficit de oxígeno entre las quebradas Doña

Juana (sequía) y Villa Paola (sequía y lluvia) se

obtuvo que la primera osciló entre 4,9 y 1,3 mg/l

(C. V. = 926,3 %). Sin embargo, la quebrada

Villa Paola en ambas épocas registró un C.

V. mayor (sequía 3419,8 %; lluvia 2173,7 %)

(Fig. 4b). En la quebrada Villa Paola, durante

las lluvias se obtuvo un déficit de oxígeno que

osciló en la botella clara y oscura alrededor de

los -0,1 mg/l (Fig. 4c). En sequía se observó un

déficit de oxígeno que osciló en botella clara y

oscura alrededor de los –0,1 y 0,1 mg/l (Fig.

4d). Además, en ambas épocas ésta quebrada

registró déficit de oxígeno simétrico en cuanto

al comportamiento nictemeral de las Botellas.

En general, para las Botellas en las quebradas

Doña Juana y Villa Paola se registró tendencia

a disminuir el déficit de oxígeno (valores

negativos) y fluctuar con mayor intensidad entre

las 17:00 ó 18:00 hr. (Fig. 4).

Macroinvertebrados. Se encontraron diez

órdenes y cuatro clases (tabla 2). En la quebrada

Villa Paola se registró mayor abundancia de

Hemiptera (Sequía 100 % y Lluvia 21 %) y

Diptera (Sequía 0 % y Lluvia= 39,8 %). A

su vez las familias predominantes en ambas

épocas fueron Naucoridae (47,0 %), Vellidae

(8,4%), Simuliidae (8,2 %), Tipulidae (7,0%)

y Gerridae (5,3%). En la quebrada Doña Juana

los Hemiptera (Sequía 40,8% y Lluvia 36,9%)

y Trichoptera (Sequía 16,3 % y Lluvia 23,1

%) fueron los más representativos. Los grupos

con mayor abundancia relativa (ambas épocas)

fueron Naucoridae (19,5 %), Hydropsychidae

(16,6 %), Vellidae (15,3 %), Gerridae (10,2 %)

y Ptilodactilydae (6,8 %).

En cuanto a la diversidad alfa, la quebrada

Villa Paola registró una riqueza de 0,50. La

dominancia fue alta (0,82), mientras la equidad

de Pielou (0,31) y la diversidad de Shannon-

Wiener fueron bajas (1,0 bits/ind.). En la

quebrada Doña Juana se registró una riqueza

de 0,6. En Villa Paola la dominancia fue alta

(0,78), la equidad (0,33) y diversidad (0,87 bit/

ind.) bajas. El índice de diversidad beta entre

quebradas arrojo 0,40.

Fitoplancton. Esta comunidad estuvo

representada por cinco divisiones, 19 familias

y 15 géneros (tabla 3). En Doña Juana se

encontraron 1,73 ind./ml en sequía y 25,88

ind./ml en lluvias, mientras que en la quebrada


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Villa Paola se hallaron 97,20 ind./ml en sequía

y 15,00 ind./ml en lluvias. En la quebrada Villa

Paola las divisiones más abundantes fueron

Cyanophycea (Sequía 74,7 %, Lluvia 54,2 %),

Bacillarophycea (Sequía 5,3 %, Lluvia 29,1

%) y Chlorophyta (Sequía 20,1 %, Lluvia 0

%). A su vez, los grupos más representativos

en las dos épocas fueron Chroococcaceae

(37,0 %), Bacillariaceae (14,9 %), Characeae

(9,5 %) y Rhodophyceae (8,3 %). Los géneros

más abundantes en ambas épocas fueron

Coelosphaerium (37,0 %) y Nitzschia (14,9 %).

Chlorophyta fue la división más representativa

en la quebrada Doña Juana con 82,6 % en sequía

y 15,9 % en lluvia, seguida por Bacillarophycea

con 11,3 % en sequía y 81,8 % en lluvias. A

su vez las más representativas en ambas épocas

fueron Characeae con 38,6 %, Mixophiceae con

17,0 % y Bacillariaceae con 12,9 %.

Zooplancton. Esta comunidad estuvo

representada por seis clases, 11 familias y 13

géneros (tabla 4). En Doña Juana se encontraron

7,70 ind./ml en sequía y 6,15 ind./ml en lluvias,

mientras que en la quebrada Villa Paola se

encontraron 29,40 ind./ml en sequía y 0,63 ind./

ml en lluvias. Para la quebrada Villa Paola el

taxón más abundante fue Rhizopoda (Sequía 60,0

%, Lluvia 0 %), seguido por Amoebae (Sequía

22,0 %, Lluvia 0 %) y Granuloreticulocea

(Sequía 12,0 %, Lluvia 0 %). De esta forma, los

de mayor abundancia relativa en ambas épocas

fueron Vorticellidae (13, 0%), Reticulocidae

(8,0 %) y Biomixidae (6,0 %). Los géneros

con mayor representatividad fueron Vorticella

(13,0 %) y Biomyxa (6,0 %). En la quebrada

Doña Juana el taxón más representativo fue

Rhizopoda (Sequía 49,5, Lluvia 0 %), seguido

por Amoebae (Sequía 37,8, Lluvia 0 %) y

Ciliophora (Sequía 13,5, Lluvia 0 %). La más

abundantes en ambas épocas fueron Amoebidae

(25,0 %), Actinocomidae (18,9 %), Arcellidae

(14,9 %) y Vorticellidae (5,4 %). A su vez los

géneros más representativos en ambas épocas

fueron Ammoebas (25,0 %), Chlamydophris

(25,0 %) y Acanthocystis (18,92 %).

La diversidad alfa para fitoplancton y

zooplancton se consigna en la tabla 5. Con

respecto al fitoplancton, en sequía la quebrada

Doña Juana registró alta dominancia (0,62)

y baja equidad (0,37). En lluvias ocurrió

lo contrario (D= 0,22, E= 0,85). En ambos

épocas la diversidad fue baja (Sequía 0,87;

Lluvia = 0,83) y la riqueza alrededor de 0,90.

En la quebrada Villa Paola se registró igual

tendencia de valores de diversidad alfa entre

épocas (tabla 5). Con respecto al zooplancton

en la quebrada Doña Juana, en promedio, la

diversidad alfa se constituyo así: H’= 0,30 bit/

ind., D= 0,45, E= 0,88 y M= 0,54. A su vez para

Villa Paola la diversidad alfa arrojó que H’=

0,45 bit/ind., D= 0,57, E= 0,46 y M= 0,45. La

prueba t-student para analizar la diversidad alfa

de ambas comunidades de zooplancton arrojó

diferencias significativas entre sequía y lluvia

en Villa Paola, en cuanto al índice de Simpson

(t= 2,321). Sin embargo, no hay de diferencias

significativas entre la diversidad alfa de ambas

quebradas (tabla 6). La diversidad beta para

fitoplancton y zooplancton en ambas quebradas

arrojo un valor de 0,56.

Peces: Se registraron dos órdenes que incluyen

cinco géneros y cinco especies, con un total de

150 individuos. La quebrada Villa Paola albergó

una especie más que Doña Juana y un mayor

número de ejemplares (82 en total) (tabla 7).

Hemibrycon sp. fue la especie más abundante

y común entre los afluentes; 86 individuos

en total. La diversidad y dominancia para los

dos drenajes fueron bajos (H’= 1,09, D= 0,44

en Villa Paola y H’= 1,08, D= 0,33) en Doña

Juana. Los demás componentes de la diversidad

alfa arrojaron: E= 0,68 y M= 0,90 en Villa Paola

y E= 0,79 y M= 0,71 en Doña Juana. No se

observaron diferencias para la diversidad alfa


64

entre épocas y para los dos afluentes.

DISCUSIÓN

Las variables fisicoquímicas fueron óptimas para

caracterizar el ambiente acuático. El análisis de

precipitación pluvial multianual mensual permitió

inferir que el presente estudio fue realizado en

sequía y lluvias. Según Blanco et al. (2003) los

cambios en precipitación y temperatura del aire

en las cuencas hidrográficas tienen efectos sobre

la vegetación, el suelo y el agua, que en éste

caso producto de las perturbaciones climáticas

pudo causar el desajuste en la abundancia

y frecuencia de lluvias y temperaturas, con

las épocas propuestas de lluvia y sequía. Las

variables fisicoquímicas (excepto déficit de

oxígeno) de las quebradas Villa Paola y Doña

Juana registraron bajos coeficientes de variación,

posiblemente debido a su posición geográfica y

localización topográfica en ambientes de alta

montaña neotropical, donde las variaciones son

muy leves. Además, en el neotrópico algunas

variables tienen un margen muy estrecho de

fluctuaciones (Roldán, 1992). Se registró el

oxigeno disuelto de la botella clara en ambos

drenajes fue un poco más alto que la oscura;

esto podría tener explicación en el hecho de

que las quebradas no presentaron una estructura

boscosa ribereña lo suficientemente densa como

para regular la entrada de luz al cuerpo de agua,

tal como lo demostraron Román-Valencia et al.

(2005). En el caso de la quebrada Doña Juana se

registró una disminución en el oxígeno disuelto

de las Botellas DBO en lluvias, coincidente con

la idea anterior, pues en esta época la radiación

solar disminuye y por ende la temperatura que

finalmente afecta la actividad fotosintética

(Roldán, 1992; Blanco et al. 2003). Se comprueba

con la ANDEVA para las botellas DBO en la

quebrada Villa Paola, influencia significativa de

las épocas sobre el oxígeno, los cuales pueden

responder a un complejo juego de factores.

Durante el ciclo nictemeral se obtuvieron en las

quebradas Doña Juana y Villa Paola tendencias

a la disminución de las temperaturas del agua

máxima, mínima y del aire con la llegada de

la noche. También hubo tendencias a valores

más altos en la temperatura superficial y a un

aumento de la humedad relativa en la noche.

Según Roldán (1992), Urrego y Ramírez (2000)

y Román-Valencia et al. (2005) el enfriamiento

convencional nocturno es un fenómeno común,

que se relaciona a su vez con el aumento de la

humedad relativa. Además, la temperatura del

agua tiende a fluctuar menos y ser más baja que

las otras temperaturas ya que posee un alto calor

especifico, que junto con los procesos de mezcla

(causados por la velocidad de la corriente) y el

sustrato crean una resistencia a los rayos solares

(Urrego y Ramírez, 2000; Román-Valencia

et al., 2005). Un comportamiento atípico se

registró en el pH para ambas quebradas (Figs.

2 y 3), ya que a finales de la tarde (17: 00 hr.)

se registró disminución notable, posiblemente

a causa de dos eventos: 1) lluvias durante el

muestreo generaron procesos de escorrentía y

lixiviado que llegaron a los drenajes elementos

ácidos producto del tipo de vegetación ribereña

(Pinus y Eucalyptus, los cuales acidifican los

suelos) y 2) las quebradas en ese momento

tuvieron un déficit en el sistema buffer provisto

de bicarbonatos, carbonatos y CO2 (Roldán,

1992; Horne y Goldman, 1994). Inclusive

es posible que la estructura boscosa ribereña

evite que la carga de nutrientes y fertilizantes

(origen agrícola), producto de la escorrentía

y el lixiviado, fuera de mayor impacto sobre

el comportamiento nictemeral (Chapin et al.,

2002). La conductividad de las quebradas Doña

Juana y Villa Paola, estuvieron dentro de los

rangos reportados para ecosistemas de alta

montaña neotropical (Roldán, 1992). El oxígeno

disuelto y al porcentaje de saturación para ambas

quebradas se hallaron dentro de los rangos

óptimos para el desarrollo de las comunidades


65

acuáticas (Roldán, 1992). Además, su aumento

en la noche se debe a que en esos momentos

la temperatura del agua permitió la solubilidad

de este gas (Roldan, 1992). Caso especifico de

la influencia de las épocas sobre las quebradas

fue el que ocurrió en Villa Paola, donde el

ANDEVA mostró diferencias significativas,

lo cual indicó que en sequía y lluvia se alteran

de forma distinta el oxígeno de los cuerpos de

agua. La D. B. O. se registró en ambos afluentes

menor que la D. Q. O, debido a que el número

de compuestos oxidados químicamente es

mayor a los oxidados biológicamente, como

lo explica Roldán (1992). Los sólidos y las

durezas en época lluviosa de la quebrada Villa

Paola fueron altos. Las aguas de éstas quebradas

pueden clasificarse como moderadamente

duras, mientras que las de quebrada Doña Juana

fueron blandas. En ambas quebradas la acidez

fue menor a la alcalinidad, lo cual es producto

del sistema buffer en el cual el pH, la alcalinidad

y la acidez están regulados por la concentración

de CO2. Con respecto al cambio de éstas

variables entre épocas Blanco et al. (2003)

plantearon que con la disminución de las lluvias

y el incremento de la temperatura se reduce el

crecimiento de la vegetación terrestre y aumenta

la evapotranspiración y la mineralización de los

suelos, lo que conlleva a una disminución del

flujo de materia orgánica (caso contrario para

lluvias). El déficit de oxígeno registrado para

ambas quebradas mostró que en la quebrada

Villa Paola se presentó un mayor consumo

de oxígeno (Fig. 4) identificado en valores

negativos. Además, se registraron fluctuaciones

altas en el ciclo día-noche. Según Roldán (1992)

el consumo de oxígeno, para valores negativos,

es más pronunciado en un hábitat acuático

durante la noche, cuando la luz está ausente y

la actividad fotosintética es casi nula. Es decir,

que la quebrada Villa Paola fue un sistema

más productivo; sus altos déficit de oxígeno

reflejaron altas tasas de producción. Además, los

valores de oxígeno estuvieron cercanos al límite

de calidad (5 mg/l). Los Sólidos y durezas altas

y alto déficit de oxígeno indican un cuerpo de

agua en proceso de eutroficación. La quebrada

Doña Juana, por su parte, se conserva dentro de

valores típicos de un sistema oligotrófico. En

general, las variables fisicoquímicas reportadas

en éste trabajo corresponden con lo reportado

para quebradas del alto Cauca (Román-Valencia

y Muñoz 2001; Román-Valencia et al., 2003;

Román-Valencia y Ruiz, 2005; Román-Valencia

et al., 2005).

La comunidad de macroinvertebrados para

ambas quebradas estuvo dentro de lo registrado

para otros drenajes (Rincón, 2002; Londoño

et al., 2005). Hemiptera fue el grupo más

representativo; según Roldán (1992) y Rincón

(2002) este grupo comparte el mismo hábitat

de Odonata, e indica desde aguas limpias hasta

medianamente contaminadas. Sin embargo,

existió una diferencia notable entre los dos

sistemas acuáticos, ya que en la quebrada Doña

Juana fueron más abundantes los Trichoptera

(Hydropsychidae), mientras que en Villa

Paola predominaron los Diptera, en especial

los Simuliidae y Tipulidae. Este fenómeno

resalta el posible proceso de eutroficación

que sufre el ecosistema de Villa Paola. La

diversidad de ambas quebradas con respecto

a los macroinvertebrados fue baja comparado

con otros estudios reportados para quebradas

neotropicales (Roldán et al., 2001; Rincón,

2002). La diversidad beta arrojó poca diferencia

entre las especies que se pierden y las que se

ganan en cuanto a macroinvertebrados en ambos

drenajes.

La comunidad fitoplanctónica anotada aquí

coincide con otros estudios para el neotrópico

(Ramírez y Alcaráz, 2002; Sierra et al., 2004

Hernández-Atilano et al., 2005). Sin embargo,

para Chroococcaceae (Coelosphaerium) no

se encontró ningún estudio especifico. Roldán

(1992) señala que los Chroococcaceae del


66

género Coelosphaerium prefiere ambientes

productivos, más comunes en lagos. La

quebrada Villa Paola registró más abundancia

de Cyanophyceae y Bacillarophyceae, mientras

que en Doña Juana predominó Chlorophyta.

Estas últimas son propias de ecosistemas

de alta montaña donde tienen un desarrollo

óptimas cuando hay disponibilidad de luz y

sustrato (Roldán 1992). El género Nitzschia

(diatomea) fue abundante en Villa Paola,

mientras que en Doña Juana fue Volxox. Según

Roldán (1992) y Roldán et al. (2001) éstos dos

géneros son típicos en Colombia. Las diatomeas

(Bacillarophyceae) fueron representativas en

ambas quebradas lo cual coincide con lo hallado

por Roldán et al. (2001). Las diatomeas se han

utilizado ampliamente como indicadoras de las

condiciones del medio acuático. Su importancia

radica en la capacidad que tienen para registrar

rápidamente cambios con influencia de las

características físicas y químicas; por ejemplo

el género Nitzschia es abundante cuando el pH

es mayor a seis (Díaz-Quirós y Rivera-Rondón,

2004).

El zooplancton presente (Rhizopoda

principalmente en ambas quebradas) modifica

la estructura de la comunidad fitoplanctónica de

géneros como Nitzschia y Volvox, a través del

consumo diferencial de algunas especies que le

son más fáciles de ingerir por su tamaño y forma.

La diversidad alfa de fitoplancton y zooplancton

fue baja, debido a la dominancia entre los

ecosistemas (cercanos a uno). Según Townsend

et al. (1997) y Blanco et al. (2003) se acepta que

en ambientes de aguas con corrientes de baja

velocidad la ausencia de agentes que causan

remoción física de especies lleva al monopolio

del espacio por parte de unas pocas. Sin embargo,

la riqueza del zooplancton fue apreciable para

considerar una eficiente optimización de las

condiciones físicas y químicas del agua. La

diversidad beta en ambas comunidades fue de

0,56, lo cual es bajo. Este fenómeno de alguna

forma lo corroboró el resultado de la prueba

t-student, la cual muestra que no se presentaron

diferencias entre los promedios de la diversidad

entre ambos drenajes.

La comunidad de peces coincide con registros

previos (Román-Valencia 1993; 1995). La

abundancia relativa representada por las

especies de carácidos encontradas hacen

pensar que las quebradas no se encuentran

fuertemente intervenidas por acción antrópica

(distinto a lo arrojado por el análisis de las

variables fisicoquímicas); ya que los caracidos

son los primeros en cambiar su estructura

comunitaria al presentar algún cambio en las

condiciones fisicoquímicas de los cuerpos de

agua (Lowe-McConnell, 1987). La abundancia

de Hemibrycon sp. coincidió con lo reportado

por Román-Valencia et al. (2005) para dos

afluentes de la zona de estudio. El reporte de

Cetopsorhamdia boquillae en la quebrada Villa

Paola es indicador biótico de la eutrofización, ya

que esta especie se caracteriza por presentarse en

este tipo de ambientes, con abundante materia

orgánica en descomposición e insectos (Román-

Valencia y Giraldo, 2006). Por lo tanto, las

quebradas Villa Paola y Doña Juana son cuerpos

de agua oligotróficos, aunque la quebrada Villa

Paola tiende hacia la eutroficación. La diversidad

alfa de ambas quebradas fue baja mientras que

la diversidad beta indicó que las dos quebradas

son parecidas en cuanto a su composición de

familias y géneros.


67

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p


71

Tabla 1. Variables fisicoquímicas de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río Quindío, alto Cauca,

Colombia. Se presentan coeficiente de variación (C. V.). Promedio en paréntesis * Datos no significativos.


72

Tabla 2. Comunidad de macroinvertebrados acuáticos de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río

Quindío, alto Cauca, Colombia. A. R.= Abundancia relativa


73

Tabla 3. Comunidad fitoplanctónica de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río Quindío, alto Cauca,

Colombia. A. R.= Abundancia relativa


74

Tabla 4. Comunidad zooplanctónica de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río Quindío, alto

Cauca, Colombia. A. R.= Abundancia relativa


75

Tabla 5. Diversidad alfa de la comunidad fitoplanctónica y zooplanctonica en estaciones de muestreo: diversidad de

Shannon-Wiener (H´), dominancia de Simpson (D), equidad de Pielou (E) y riqueza de Margalef (M)

Tabla 6. Prueba t-student para índices de diversidad de Shannon-Wiener (H´), dominancia de Simpson (D), equidad

de Pielou (E) y riqueza de Margalef (M)

Estación Quebrada Villa Paola Quebrada Doña Juana Quebrada Doña Juana vs

Lluvias vs. Sequia Lluvias vs. Sequia Quebrada Villa Paola

Indice t p t p t p

H 1,543 0,136 0,838 0,410 0,563 0,578

D 2,321 0,022 0,380 0,700 -0,973 0,346

E 0,205 0,838 1,231 0,203

M 1,269 0,217 1,315 0,201


76

Tabla 7. Abundancia absoluta (AB) y relativa (AR) de peces de las quebradas Villa Paola y Doña

Juana, Río Quindío, Alto Cauca.

Leyenda de figuras:

Figura 1. Datos pluviométricos de la estación La Vieja, Salento, Colombia. Año 2006. Datos de

IDEAM.

Figura 2. Comportamiento nictemeral de variables fisicoquímicas de la quebrada Doña Juana,

afluente del río Quindío, alto Cauca, Colombia. a. Botellas DBO oscura y clara en época seca, b.

Temperatura máxima y mínima en época de sequía y lluvia, c. pH en época seca y conductividad

en sequía y Lluvia d. Temperatura del agua en sequía y temperatura ambiental en sequía y lluvia,

e. Humedad relativa en época seca y lluviosa, f. Oxígeno disuelto y el porcentaje de saturación de

oxígeno en época seca.

Figura 3. Comportamiento nictemeral de variables fisicoquímicas de la quebrada Villa Paola,

afluente del río Quindío, alto Cauca, Colombia. a. Botellas DBO oscura y clara en época seca,

b. Botellas DBO oscura y clara en época lluviosa, c. Oxígeno disuelto y porcentaje de saturación

de oxígeno en sequía y lluvias, incluye la humedad relativa en lluvias, d. pH y conductividad en

lluvias, e. Temperatura máxima y mínima en lluvias, f. Temperatura superficial y del aire en época

seca y lluviosa, en esta el eje secundario de Y (parte derecha) representa los datos correspondientes

a temperatura del aire en ambas épocas.

Figura 4. Comportamiento nictemeral del déficit de oxígeno en las quebradas Villa Paola y Doña

Juana, afluentes del río Quindío, alto Cauca, Colombia. a. Botellas DBO clara y oscura en la

quebrada Doña Juana durante sequía, b. Oxígeno disuelto medido en las quebradas Doña Juana

(sequía) y Villa Paola (sequía y Lluvias), c. Botellas DBO clara y oscura en la quebrada Villa Paola

durante lluvias, d. Botellas DBO clara y oscura en la quebrada Villa Paola durante sequía.


77

Figura 1.


78

f

Figura 2.

a b

dc

e


79

Figura 3.

f

a b

dc

e


80

Figura 4.

a b

dc

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