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para grandes pelágicos en el Pacífico colombiano

Guía para identificación de

áreas de pesca Instituciones participantes en el proyecto

Universidad Nacional de Colombia – Sede PalmiraJohn J. Selvaraj, Ángela I. Guzmán, Adriana Martínez

Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural- MADRJavier Medina V., Diana Marcela Flórez V. (Interventores)

Sepúlveda Rodgers y Cia. Ltda. Pio León Sepúlveda, Rafael Sepúlveda

Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras - INVEMARMario Enrique Rueda

Instituto Colombiano de Desarrollo Rural – INCODERMartha Lucía de la Pava, Argiro Ramírez, Juana Murillo Rivas

Asociación Colombiana de Industriales y Armadores Pesqueros – ACODIARPE

Judith Segura, Antonia Aguirre

32

Participantes en talleres

Franklin Lozano S. (Banco Agrario); Mario Quintero Pretel (Alcaldía- SDER- UMATA); Agustín Chinimío – (La Meseta); Rocío Vallejo, Freddy Pretel J. (CCI); Julio C. Casquete (Nodo de Pesca); Miguel A. Casañas A. (SENA); Diego Bolívar (DIMAR– CP); Emiliano Zambrano R (HARIMAR S.A.); Milton Hugo Angulo, Magda Pineda Ruiz, Carlos A. Borda, Lía Guillot Illidge, Luisa Maldonado, Carlos G. Barreto (INCODER); Julio Casquetes, Germán Julio Solís (ASMAN); Marlen Yuli Salazar (CC B MÁLAGA); Rosalía Moreno (CC RÍO NAYA); Lauriano Figueroa (COOMPESTRASOCOL); Lahercio Angulo (FUNDICOP); Juan C Bastidas (GESTIÓN DE SOLUCIONES MIRA); Carlos A. Rodríguez, Luis Alonso Merizalde, Carlos Eduardo Guevara (ICA); Farid Rico, Wilberto Angulo, Luisa Ma. García, Laura Natalia Arenas, Nelson J. Martínez (INVEMAR); Faustino Álvarez (MODO Valle); Mayra Lucila Campaz (UMATA: Unidad Municipal de Asistencia Técnica Agropecuaria); Geovanny Gómez, Nayile Madrid, Indira Banguero, Jorge Augusto Angulo (UNIPACÍFICO); Gustavo Isaza (UNIVERSIDAD DEL VALLE SEDE PACÍFICO); Miguel A Casañas (SENA); Felipe S. Angulo (Técnico Unidad Minera); Floriano Figueroa, Trismila Rentería (Técnico Unidad Minera); Rodrigo A. Baos (WWF); Carmen J. Palacio (ASCONAR); Guillermo Martín Angulo A, José Faizal Portocarrrero, Adolfina Reina C, Sixto Chávez, Wellington Castillo, Walter Hurtado, Plácido Arboleda, Jorge Landázuri Angulo, Anselmo Montaño C., Placido Zúñiga, María C. Obregón, Ernesto Viconti, Indelinda Ávila, Nancy Stella Cortés, Antonio Boniya, Lucas García, Severino Arboleda T., Wilson Arboleda, Carlos A. Silva R., Luis Carlos Meza, Hugo Buscatego, Gina Meza, Segundo Avalencia, Pastor Castillo, Manuel Betancourt, Hugo Martínez, Arturo Ortiz S., Ángel Estacio, Leeder A. Ortiz, Pablo A. Aguirre, Eustorgio Benítez, Jesús Guillermo Prado, Washington Preciado, Luis Alberto Ortiz, José William Valencia M. (Pescadores TUMACO).

para grandes pelágicos en el Pacífico colombiano

Guía para identificación de

áreas de pesca ContenidoIntroducción ................................................................... 4Principales corrientes del Pacífico colombiano, Costa Rica, Panamá y Ecuador. ...................................... 6Objetivo del proyecto ................................................... 7¿Qué es el fitoplancton? ................................................ 8¿Por qué es importante el fitoplancton? .............................................................. 9¿Qué son los satélites? ................................................................ 10¿Cómo mide el satélite? ............................................... 11Temperatura de la superficie del mar (TSM) .................................... 12¿Cuáles satélites miden TSM? ...................................... 13¿Cómo leer una imagen de TSM? ................................ 14El color del océano....................................................... 15El color del océano: clorofila “a” ................................... 16¿Cuáles satélites miden clorofila? ................................. 17¿Cómo leer una imagen de clorofila? ........................... 18¿Cómo se pueden encontrar zonas productivas de pesca usando los satélites? ................................................................ 19

Frentes térmicos ........................................................... 22Altura de la superficie del mar ..................................... 23¿Cómo leer una imagen de las anomalias de la superficie del mar? ............................ 24¿Qué son los “eddies”? ............................................... 25¿Por qué los “eddies” son útiles para la pesca? ............................................................ 26Modelos predictivos para identificar áreas productivas para la pesca, con énfasis en dorado. .................................................................. 28¿Qué organismos componen el fitoplancton? ............................................................ 30Floraciones algales ...................................................... 37Microalgas que pueden formar floraciones ........................................................ 38Microalgas que pueden formar floraciones ........................................................ 39Bioluminiscencia ........................................................... 40Salinidad ..................................................................... 40Agradecimientos .......................................................... 41

54

El océano mantiene muchos organismos gracias a que les proporciona alimento (como nutrientes), espacio y condiciones propicias para la vida (temperaturas adecuadas, oxígeno, etc.).

Las especies interactúan entre sí cuando se alimentan del mismo recurso, las relaciones de alimentación entre las especies se conoce como cadena trófica.

Introducción

54

76

Identificar y evaluar áreas productivas para la pesca de grandes pelágicos y reducir el tiempo de búsqueda de los cardúmenes.

Para encontrar las áreas productivas hay que recurrir a la ayuda de satélites a fin de saber:

• Dónde está concentrado el fitoplancton que consumen los peces y organismos de los que se alimentan los grandes pelágicos como el dorado, el atún, el marlín, etc.

• Dónde hay temperaturas óptimas para el desarrollo de los organismos.

• Cómo circulan las corrientes que mueven las áreas productivas.

Objetivo del proyecto

Principales corrientes del Pacífico colombiano, Costa Rica, Panamá y EcuadorLas corrientes influyen en la distribución del fitoplancton y de las áreas productivas.

Viento de Chorro de Panamá (Nov-Jun)

76

98

¿Por qué es importante el fitoplancton?

• Es la base de las cadenas y redes alimenticias del océano porque toman la energía del sol y la transforman en energía que pueden usar los demás organismos marinos. Alimentan tanto a organismos microscópicos como a grandes mamíferos. Sin fitoplancton no podrían existir muchos organismos marinos, entre ellos los peces.

• Produce el 50% del oxígeno que respiramos. Reduce el gas carbónico (CO2), que es un gas de efecto invernadero (calienta el planeta).

¿Qué es el fitoplancton?

Son “plantas” microscópicas que flotan en la superficie del agua de mar, derivan con las corrientes y sostienen la mayoría de la vida en el mar. Contienen pigmentos como clorofilas.

Achnanthes brevipes

Planktoniella sol

Navicula sp3

Gonyaulax digitale

Achnanthes brevipes

Chaetoceros borealis

Rhizosolenia bergonii

Ceratium declinatum

98

Cadena trófica idealizada para el Pacífico colombiano

1110

¿Cómo mide el satélite?

Recoge información reflejada por la superficie del mar y/o terrestre, que luego es enviada a la tierra y que procesada convenientemente

entrega información sobre características como temperatura, clorofila, etc., de la zona estudiada, en

este caso del Pacífico colombiano.

Estación de Procesamiento

Aplicación

Análisis

TSM

Clorofila

Altimetría

Modis RadaR

Cortesía de Nasa

Medición de variables del océano (temperatura, clorofila, superficie del mar) usando satélites (Figura modificada de UNESCO).

¿Qué son los satélites?

• Son objetos construidos por el hombre, los cuales son lanzados al espacio exterior y colocados en órbita alrededor de la tierra; recogen información acerca de las nubes, el océano, la tierra y el aire.

• Los satélites pueden volar muy alto en el cielo, así pueden “ver” grandes extensiones de tierra a la vez. Esta capacidad permite que puedan recoger más datos, más rápidamente, que los instrumentos usados sobre la superficie terrestre.

1110

1312

¿Cuáles satélites miden TSM?

Sensor AVHRR montado en el satélite NOAA - Administración Nacional Oceánica y

Atmosférica (cortesía NASA)

El sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) es un satélite de la NASA; ha registrado datos globales diarios de temperatura superficial del mar desde 2002,

con desfase de un día (Cortesía NASA).

El nombre del sensor AVHRR corresponde en inglés a Advanced Very High Resolution Radiometer, se encuentra en el satélite NOAA.

Se puede obtener una buena resolución (1,1 km o 0,7 millas) para medir temperatura en la superficie del mar, es decir, el AVHRR registra para cada área de 1,1 km por 1,1 km del océano la temperatura superficial del mar. Cada cuadrado de 1,1 por 1,1 km es la unidad más pequeña y se llaman pixel. El AVHRR ha colectado datos diarios de temperatura superficial del mar continuamente desde 1981, con desfase de un día.

Temperatura de la superficie del

mar (TSM)Los datos de TSM provienen de la radiación solar que es emitida por la superficie del océano. La radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el sol y se distinguen por sus diferentes longitudes de onda. Cada longitud de onda tiene un canal en el sensor.

La temperatura se calcula con una ecuación desarrollada por el Servicio Nacional de Información de Datos de Satélites de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

La imagen de temperatura es la representación visual de la información capturada por el sensor en los canales de la longitud

de onda del infrarrojo que se emite por la superficie del mar.

Longitud de onda de radiación solar

412 443 469 488 531 547 555 645 667 678

(nm)

Banda 31Banda 32

Algoritmo para Temperatura Superficial del Mar

NUBES

Donde:

T31, es la banda de brillo de temperatura (BT)

T3132 es (Banda 32 - Banda 31)

es ángulo zenith del satélite

C1 Coeficientes

modissst=C1 + C2*T31 + C3*T3132 + C4 * (sec(Ɵ) -1) * T3132

Ɵ

1312

1514

¿Cómo leer una imagen de TSM?Imagen procesada de tempera-tura superficial del mar (TSM) del sensor MODIS (tiene 4 km de resolución; es de febrero de 2009).

Regiones rojas muestran alta TSM, las regiones azules revelan baja TSM y las regiones blancas revelan nubes.

10

9

8

7

6

5

4

3

2

-87-881 -86 -85 -84 -83 -82 -81 -80 -79 -78 -77

14

Bajo Alto

El color del océano

• Se mide con la clorofila ̏a“ que es un pigmento que se encuentra en el fitoplancton. Existe una gran variedad de sensores que miden el color del océano. El proyecto usó datos obtenidos de SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-View Sensor) y MODIS. Además sirven para estimar la productividad primaria en el océano, importante para identificar áreas productivas de pesca (febrero 2009).

Bajo Alto

15

1716

El color del océano: clorofila “a”

La imagen de clorofila es la representación visual de la información capturada por el sensor en los canales de

la longitud de onda de la luz visible que se refleja en la superficie del mar.

• Cuando miramos el océano desde el espacio podemos ver diferentes tonos de azul. Cuando usamos instrumentos que son más sensibles que el ojo humano, podemos medir cuidadosamente una gran variedad de colores presentes en el océano.

• Colores diferentes pueden revelar la presencia y concentración de fitoplancton, los sedimentos y las sustancias orgánicas disueltas en el agua. Como hay muchas especies diferentes de fitoplancton que contienen concentraciones distintas de clorofila, se producen diversos colores que sensores como el SeaWiFS o el MODIS pueden diferenciar.

Algoritmo OCM3 para obtención de clorofila

412 443 469 488 531 547 551 645 667 678

Longitud de onda de radiación solar (nm)

NUBESNUBES

¿Cuáles satélites miden clorofila?

El sensor SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) es un satélite de la NASA (National Aeronautic and Space Administration), se encuentra a bordo del Orb View-2; fue lanzado en 1987 y tiene una resolución de 1,1 km.

El sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) está en el satélite Aqua de la NASA (National Aeronautic and Space Administration) y ha registrado datos globales diarios de clorofila desde el segundo semestre de 2002, con desfase de un día. MODIS puede registrar datos de TSM y clorofila al mismo tiempo .

Cortesía NASA Cortesía NASA1716

1918

¿Cómo leer una imagen de clorofila?Imagen procesada de clorofila “a” del sensor MODIS (tiene 4 km de resolución; y es de abril 2006).

Las regiones rojas muestran alta concentración de clorofila, las regiones azules muestran baja concentración de clorofila; la región café muestra la costa Pacífica de Centro América, Colombia y Ecuador; las regiones blancas corresponden a nubes.

¿Cómo se pueden encontrar zonas productivas de pesca usando los satélites?

Frentes térmicos:

• Los frentes térmicos son regiones donde se mezclan dos tipos de agua.

• Usualmente en estas regiones hay alta productividad y son posibles regiones de agregación de peces pelágicos.

• Los pescadores identifican las zonas de pesca ayudándose con la presencia de aves, espuma, palos, olor a marisco y cambios de color, entre otras señales.

Bajo Alto

1918

2120

Frentes térmicos

Los satélites ayudan a identificar posibles zonas de pesca, basados en la temperatura superficial del mar y ecuaciones matemáticas que identifican los frentes térmicos.

Posibles zonas productivas creadas teniendo en cuenta los frentes térmicos permanentes identificados de noviembre a marzo durante nueve años (2000 a 2009).

Noviembre 2000 - 2009 Diciembre 2000 - 2009

Enero 2000 - 2009

Marzo 2000 - 2009

Febrero 2000 - 2009 2120

2322

Altura de la superficie del mar

La superficie del mar presenta cambios de altura provocados por variaciones en la topografía del fondo del océano y en la geología. Los satélites que miden las diferencias en la altura operan con tecnología de radar a bordo de satélites como TOPEX/POSEIDÓN y JASON.

Lanzado en 1992, el TOPEX/PO-SEIDON fue una misión conjunta entre la NASA y CNES, la agencia espacial francesa, para cartografiar la topografía de la superficie oceá-nica. Cortesía NASA.

JASON-1 es un proyecto conjunto entre la agencia espacial de NASA de Estados Unidos y CNES de Fran-cia. El sucesor fue el JASON-2 lan-zado en junio de 2008. Estos satéli-tes dan una cobertura global única de los océanos que no es posible adquirir usando métodos tradicio-nales convencionales basados en muestreos en barcos.

Cortesía NASA Cortesía NASA

Frentes térmicos

Ejemplo de validación de los frentes térmicos y las

zonas de pesca usadas por pescadores industriales

(febrero de 2006).

Frente térmico - Localización de la flota pesquera de dorado Febrero 2006

2322

2524

¿Qué son los “eddies”?

Es el movimiento en forma de “remolinos” o “giros” en la superficie del agua. Se forman cuando dos flujos de distinta dirección e intensidad se encuentran, una porción del flujo más veloz queda “atrapada” y gira dentro del flujo contrario. Pueden llegar a medir varias millas de ancho.

Los “eddies” se presentan en cualquier parte del océano; pero la dirección en que giran las aguas forman “eddies” calientes ó “eddies” fríos. Giros en el sentido de las manecillas del reloj forman “eddies” calientes y en sentido contrario a las manecillas del reloj forman “eddies” fríos.

Superficie del mar baja

Superficie del mar sube

Termoclina

Dirección corriente

Modificado de Shenieder et al. (2011)1

Dirección corrientegeostrófica

Termoclina sube, Surgencia. Nutrientes

suben, aguas productivas

Hunde la termoclinaAguas poco productivas

Divergencia

Convergencia

Vista de la superficie del mar Vista de perfil

¿Cómo leer una imagen de las anomalías de la superficie del mar?

Las anomalías de la superficie del mar (SLA) son obtenidas de datos de altimetría de JASON 2, TOPEX/POSEIDÓN, ERS 1 y 2 (Febrero de 2009).

La región azul indica superficie del mar más baja (asociadas con ̏eddies” fríos); la región roja indica superficie del mar más alta (asociados con ̏eddies” calientes).

Las flechas muestran la dirección de las corrientes geostróficas.

Baja Alta

2524

1. Schneider W., R. Fuenzalida y J. Garcés. 2011. Corrientes marinas y masas de agua. Capitulo 10.www.biologiamarina.uach.cl/.../Corrientes_Ma- rinas_Masas_de_Agua.pdf

272626

Enero 14 - 2009 Enero 21 - 2009

¿Por qué los “eddies” son útiles para la pesca?

• El “eddie” al girar crea un “cinturón” de fitoplancton (recordemos que el fitoplancton no tiene movilidad), lo cual genera un ambiente en donde es posible la alimentación de larvas y otros organismos.

• Los “eddies” son las áreas productivas para la pesca comercial, lugares donde se congregan cardúmenes de distintas especies y donde la “comida” es abundante.

• Tienen diferentes tamaños (desde algunos metros hasta cientos de millas), algunos se forman y se desbaratan muy rápido: otros son permanentes y muy móviles (algunos meses).

• Los peces tienen inclinación por ciertos ambientes; por ejemplo, el dorado prefiere “eddies” fríos, mientras que el atún elige “eddies” calientes.

Corrientes geostróficas (flechas: dirección y velocidad) y ”eddies“ (Imágenes semanales). La región azul son ‘eddies’ fríos asociados con anomalías negativas del nivel del mar (giros descendentes), la región roja representa ”eddies“ calientes, asociados con nivel del mar alto (giros ascendentes).

Febrero 04 - 2009Enero 28 - 2009

27

2928

Modelos predictivos para identificar áreas productivas para la pesca, con énfasis en dorado.

Los modelos son generados a partir de ecuaciones construidas con base en los datos históricos de capturas de dorado, TSM, clorofila y anomalías de la superficie del mar. Los datos son del 2000 a 2009.

DiciembreNoviembre

Enero Febrero

Marzo

Zona económica exclusiva

Zona cosTeRa

ÁReas PRoDucTivas PaRa la Pesca De DoRaDo

2928

3130

Lo componen microorganismos como los dinoflagelados, que son autótrofos y heterótrofos, se caracterizan por ser en su mayoría unicelulares, verdes

o de colores vistosos, de agua dulce y marinos.

¿Qué organismos componen el fitoplancton?

Ceratium furca Alexandrium sp.

Pyrocystis noctiluca

También hay microorganismos autótrofos fotosintéticos como las algas bacilariofitas o diatomeas, caracterizados por ser unicelulares, pardo-doradas, encerradas en dos valvas silíceas, marinas y de agua dulce.

Diatomeas

Coscinodiscus centralis Diatomea mostrando dos valvas

Fitoplancton

3130

3332

El fitoplancton en el Pacífico colombiano estuvo conformado

en gran parte por diatomeas y en menor cantidad por

dinoflagelados.

En el norte del Pacífico colombiano las diatomeas

de los géneros: Chaetoceros, Rhizosolenia, Navicula,

Asterionella y Achnanthes, fueron abundantes y formaron la mayor

parte de la base de la cadena alimentaria de la vida marina en el

norte en noviembre de 2009. Rhizosolenia sp.

Navicula sp.

Asterionella sp.

Achnanthes longipes

Chaetoceros sp.

En el sur del Pacífico colombiano, las diatomeas fueron más abundantes en relación con el norte. Los

géneros: Achnanthes, Navicula, Pinnularia y Chaetoceros fueron abundantes y formaron la mayor

parte de la base de la cadena alimentaria de la vida marina en el sur para noviembre de 2009.

Las concentraciones de clorofila estuvieron entre

0,1 y 1,7 mg C/m2/día.

Pinnularia sp

Navicula vanhoeffenii

Pinnularia sp1

Chaetoceros sp

FitoplanctonFitoplancton

32 33

3534

Ceratocorys horrida

Ceratium breve, indicador de aguas ecuatoriales tropicales,

cálidas y costeras

Ceratium vultur, indicador de aguas cálidas y costeras (27,32 ºC

y 27,48 ºC).

Ceratium tripos, dinoflagelado indicador de eventos El Niño,

aguas cálidas

Ceratium fusus, dinoflagelado indicador biológico de eventos

El Niño, aguas cálidas.

En el norte y en el sur del Pacífico colombiano

abundaron los dinoflagelados del género Ceratium, se

presentaron en temperaturas de 27,45 oC a 27,49 oC. Los

dinoflagelados son comunes en mares oligotróficos, o sea pobres en nutrientes,

como sucede en el Pacífico colombiano.

En el sur del Pacífico colombiano, la abundancia de Ceratocorys horrida

estuvo asociada a temperaturas entre 27,45 oC y 27,49 oC; es un indicador

de baja variación de temperatura de las aguas cálidas tropicales que

incursionan en áreas de Ecuador y Perú.

FitoplanctonFitoplancton

3534

3736

Especies de dinoflagelados, como por ejemplo Ceratium

fusus, Ceratium tripos y Ceratium furca, son mejores indicadores de

eventos El Niño (Rojas, 2007)2.

Ceratium furca. En países como Tailandia y Japón, una gran abundancia de este dinoflagelado ha sido asociada con eventos de mortalidad de peces debido a una disminución del oxígeno disuelto en el agua. En Venezuela se asoció como responsable de la mortalidad en organismos del fondo y sardinas. Este organismo tiene toxinas que paralizan los peces.

2. Rojas H, P. 2007. Comportamiento del Fitoplancton Durante el Evento ENOS en el Océano Pacífico Colombiano. Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente (6): 5-15.

Floraciones algales

• Grandes concentraciones de Chaetoceros pueden ocasionar disminución del oxígeno disuelto en el agua y mortalidad indiscriminada de la vida marina, después de alcanzar grandes concentraciones en el agua.

• Algunas especies del fitoplancton pueden crecer en grandes concentraciones en el agua de mar, a esto se llama “floramientos”; y se pueden convertir en un problema, porque algunos microorganismos contienen toxinas que pueden contaminar la comida de mar o matar los peces.

• Los dinoflagelados normalmente se encuentran presentes en el mar en bajas concentraciones y no son peligrosos para la vida marina; pero existen factores que disparan su crecimiento y los convierten en organismos riesgosos debido a las toxinas que contienen.

Cambios en los niveles de

nutrientes

Florecimientos de fitoplancton

Fitoplancton tóxico es consumido por mariscos filtradores (almejas, ostras)

Efectos adversos

Cambios en la temperatura del

agua

Recreación costera

Salud humana

Pesquerías Turismo

Fitoplancton

3736

3938

Microalgas que pueden formar floraciones

Alexandrium sp. Contiene toxinas.

Dinophysis porodictius. Contiene toxinas.

Amphidinium sphenoides. Contiene toxinas

Dinophysis sp. Contiene toxinas.

Gonyaulax digitale. Contiene toxinas

Gambeirdiscus toxicus (tomada por D. Anderson). Contiene

toxinas.

Microalgas que pueden formar floraciones

Prorocentrum compresum. Contiene toxinas.

Prorocentrum micans. Contiene toxinas.

Pseudonitzchia sp. (foto tomada del Museo de Historia Natural de Santa Bárbara). Contiene ácido domoico, que es una toxina que produce pérdida temporal de la memoria, daño cerebral y muerte en los casos más

severos.

3938

40

Bioluminiscencia

Salinidad

La bioluminiscencia es una propiedad única de los dinoflagelados que los distingue de los demás integrantes del fitoplancton y que puede reflejar su estado o actividad metabólica. Esta característica se ha observado en Alexandrium, conocido por producir toxinas paralizantes (Uribe y Montecino, 2007)3. Este género se registró en bajas concentraciones en el Pacífico colombiano.

La salinidad afecta la distribución del fitoplancton, mayores abundancias del género Ornithocercus estuvieron asociadas con salinidades entre 21,76 y 23,88.

Ornithocercus steinii Ornithocercus magnificus

Alexandrium sp.

3. Uribe P y Montecino V. 2007. Estudios preliminares como herramienta para la detección temprana de dinoflagelados tóxicos en los canales y fiordos de la XI región. Ciencia y Tecnología del Mar, CONA, 30: 51-62

40