Ecuador Caudal Ecologico

Proyecto para definir caudales ecológicosen ríos del Sistema Papallacta

Plan de trabajopara monitoreo de macroinvertebrados

como indicadores para caudales ecológicos

Odile Fossati & Roger Calvez<[email protected]> <[email protected]>

Quito, Noviembre 2005

Fossati & Calvez 2005 - 2

Indice

pagina

Introducción 3

1 - Zonas de estudio 4a - El sistema Papallacta 5b - El sistema Antisana 5

2 - Caudales ecológicos 6

3 - Calidad del agua 7

4 - Macroinvertebrados bentónicos 8a – Indices 8b - Métodos de muestreo y de estudio 9c - Descripción del hábitat 11

5 - Otros componentes del ecosistema 11

6 – Cronograma 12

Discusión 14

Conclusiones 15

Bibliografía 16

Anexo 17


Introducción

Los caudales ecológicos son estimados para mantener un hábitat fluvial

con capacidad de sostener la vida de la ribera y del medio acuático,

preservando la flora y la fauna, conservando los peces y la calidad

estética del paraje fluvial y protecgiendo los tramos de interés científico o

cultural. Para la evaluar los caudales ecológicos se necesita un buen

conocimiento del funcionamiento ecológico de los ríos, o al menos del

componente clave que son los invertebrados.

Los macroinvertebrados bentónicos son considerados como buenos

indicadores de la calidad de ambientes acuáticos lénticos o corrientes. La

descripción de las comunidades permite la definición de indices

relacionados con la calidad ambiental del lugar. Existen índices simples y

otros mas complicados, resultando de cálculos mas o menos complejos.

Se pueden también calcular índices bióticos, usando el conocimiento de la

ecología de los invertebrados. Numerosos índices biópticos se han

desarollado en el mundo pero no existen hasta ahora un índica para

Ecuador, para la zona andina o para la zona neotropical.

Tres otros grupos de seres vivos son de importancia para la definición de

caudales ecológicos porque viven en el agua: las algas, los macrófitos y

los peces. Además, puede resultar interesante tomar en cuenta otros

seres vivos que no viven en el agua pero la necesitan, mas que todos los

Amphibios, algunos Aves y Mamiferos y la vegetación ribereña.

Las actividades se realizarán en dos etapas. La primera etapa, orientada

a la investigación y al análisis de métodos de cálculo de caudales

ecológicos esta presentada en este informe, con un enfoque principal a

los macroinvertebrados bentónicos.


1 - Zonas de estudio

Las zonas de estudio se encuentran aproximadamente a 70 km al sudeste

de la ciudad de Quito, en los vertientes orientales de la Cordillera central

de Ecuador. El estudio se interesa a dos sistemas de tipos diferentes. El

sistema Papallacta sale de lagunas en valles con pendientes fuertes y

vegetación de bosques (fotos 1-2). El sistema Antisana sale del glaciar del

mismo nombre y fluye, con pendientes débiles, en páramos (fotos 3-4).

Foto 1 - Río Chalpi Grande. Foto 2 - Sitio de muestreo.

Foto 3 - Río Antisana . Foto 4 - Sitio de muestreo.


a - El sistema Papallacta

Se hizo un recorrido de campo por el río Chalpi Grande el lunes 21 de

noviembre. El río Chalpi Grande es un afluente del río Papallacta río

abajo de la parroquia del mismo nombre y el río Papallacta es un afluente

del río Quijos. Ya existen sitios de medida de caudal a las alturas de 4

000 m (río arriba de la laguna Mogote) y 3 000 m (río Chalpi Grande,

tramo instalado con una escala), con accessos simples. El valle se

encuentra poco intervenido. El río, después de la laguna Mogote, corre

con fuerte pendiente en un bosque tropical (Foto 1). El sustrato es muy

grueso y inestable en relación con la pendiente fuerte (Foto 2).

En este río se hará una zonificación con quatro sitios, incluyendo un sitio

río arriba de la laguna, un sitio en el río Chalpi Grande y dos sitios en el

rio Papallacta, uno río abajo de la confluencia con el río Chalpi grande y

el último arriba de Baeza (Tabla 1).

Tabla 1 - Sitios de estudio en el sitema Papallacta.

Río Localización Altura

Mogote río arriba de la laguna 4 000 m

Chalpi grande río arriba de la escala 3 000 m

Papallacta 1 río abajo de la confluencia

con el Chalpi grande 2 600 m

Papallacta 2 río arriba de Baeza 3 950 m

b - El sistema Antisana

Se hizo un recorrido de campo por el río Antisana el martes 22 de

noviembre. El río Antisana sale del glaciar del mismo nombre y fluye con

baja pendiente en una zona larga de páramo (Fotos 3 y 4). Esta zona se

encuentra intervenida por la presencia de la laguna Micacocha (3900 m

de altura). También se notan la presencia de ganado, actividades

relacionadas con este (incendios de los pajonales) y actividades de caza


como perturbaciones del sistema ecológico. El río Antisana es un afluente

del río Napo.

En este sistema se estudiarán el río Humbolt que sale del glaciar, el río

Ramon Huahuna río arriba de la escala de medida del caudal y el río

Condorpamba (Tabla 2).

Tabla 2 - Sitios de estudio en el sistema Antisana.

Río Localización Altura

Humbolt 3 950 m

Ramon Huahuna río arriba de la escala 3700 m

Condorpamba 3 600 m

2 - Caudales ecológicos

Los caudales ecológicos son estimados para mantener un hábitat fluvial

con capacidad de sostener la vida de la ribera y del medio acuático,

preservando la flora y la fauna, conservando los peces y la calidad

estética del paraje fluvial y protecgiendo los tramos de interés científico o

cultural. Existen dos lineamientos para determinar los caudales

ecológicos: el análisis de registros históricos de caudales y módelos de

simulación de la relación existente entre las variables hidráulicas y la vida

acuática. El uso de registros de caudales resuelta de un simple cálculo.

Los módelos de simulación son mas complejos, usando varios parámetros

ambientales.

Una buena descripción del hábitat y su modelización permite caracterizar

la calidad ambiental para los seres vivos del río (Capra et al. 2003). En

Francia se han desarollado módelos respecto a los peces, como módelos

derivados del método IFIM norteamericano (Bovee et al. 1986, Souchon &

Capra 2004). Una caracterización simplificada dentro de un sitio es

posible mediante un programa especializado (Lamouroux & Capra 2002,


Lamouroux & Jowett 2005). Se puede conocer la repartición de los peces

en relación con los caudales cuando se conocen las variaciones del lecho

mojado y de las profundidades para dos caudales y las exigencias de las

especies.

3 - Calidad del agua

Las aguas se describe con ayuda de varios parámetros físico-químicos.

Los primeros parámetros, relacionados con la hidrología, son el caudal, la

velocidad promedia, la profundidad promedia y el lecho mojado. Los

parámetros físicos principales son la transparencia, el color, los sólidos

disueltos y suspendidos, la conductividad, la alcalinidad, la dureza total.

El oxígeno es un componente muy importante de las aguas. Se mide en

concentraciónes (mg.l-1) o en porcentajes de saturación (por eso es

necesario anotar la presión atmosférica y la temperatura del agua).

También importantes son las formas del carbono (carbonatos y

bicarbonatos principalmente), las formas del nitrógeno (nitritos, nitratos,

amoniaco), los cloruros, los sulfatos y los fosfatos. Los otros cationes

principales son el calcio, el magnesio, el manganeso y el sodio. Los

metales pesados pueden encontrarse muy importantes. En la cordillera

central de Ecuador, hay que tomar en cuenta el arsénico, en relación con

los sustratos volcánicos.

Se pueden desarollar comunidades de bacterias en las aguas en relación

con las contaminaciones orgánicas. La medida de colibacilos totales y

fecales permite una primera evaluación de este tipo de perturbación.

Parámetros generales como la hora, la temperatura del agua y del aire, la

presencia o no de nubbes, de viento y de lluvia completan la descripción.

El estudio de un río necesita un recorrido mensual de esos parámetros

físico-químicos, la misma semana del mes.


4 - Macroinvertebrados bentónicos

a - Indices

Los macroinvertebrados bentónicos son considerados como buenos

indicadores de la calidad de ambientes acuáticos lénticos o corrientes. La

bibliografía relacionada con el tema es inmense. La descripción de las

comunidades permite la definición de indices relacionados con la calidad

ambiental del lugar. Existen indices simples como el EPT (número de

Insecta Ephemeroptera, Plectoptera y Trichoptera) o la riqueza (números

de invertebrados diferentes) y otros mas complicados, resultando de

cálculos mas o menos complejos (diversidad, equitabilidad...).

Se pueden también calcular índices bióticos, usando el conocimiento de la

ecología de los invertebrados. Varios índices se han desarollado en el

mundo. En la área neotropical se aplican generalmente indices derivados

del BMWP que es el indice de Inglaterra (ver Armitage et al. 1983 para

Inglaterra y Roldán-Perez 2004 para Colombia).

b - Métodos de muestreo y de estudio

El método más conocido de muestreo de los invertebrados bentónicos es

la red surber que permite muestrear una área conocida de sustrato

(Figura 1). Tiene dos límites : cuando las aguas se encuentran

estancadas y cuando el substrato es demasiado grueso y las aguas

demasiado rápidas. Es estos casos se puede utilizar una red de mano,

tomando en cuenta la misma superficie que para la red surber (Figura 2).


Figura 1 - Dibujo y uso de una red surber.

Figura 2 - Foto y uso de una red de mano.

Ademas se toma en cada sitio una muestra integradora, por tiempo de

muestreo, sacando los invertebrados en el campo cada vez que las

condiciones climáticas lo permiten (Foto 5). En el campo se fijan las

muestras con formalin.

En el laboratorio se pasan las muestras al alcool 70 %. Se hace después

la limpieza con ayuda de una lupa binocular de nivel mediano (Foto 6), Se

agrupan los invertebrados por ordenes.

Se guarda y se pesa la materia orgánica con balanzas finas. La

identificación de cada grupo de invertebrados se hace con ayuda de una

lupa binocular de mayor nivel y de documentación especializada.


Foto 5 - Limpieza de

una muestra de invertebrados

en el campo. Foto 7 - Lupa binocular para la limpieza

en el laboratorio.

c - Descripción del hábitat

Parametros generales del sitio muy importantes para los

macroinvertebrados son la altura, el pendiente del lecho y de las riberas,

la vegetación ribereña y del valle, la estabilidad del sitio. Estos parámetros

se describirán una vez durante el primer año de estudio. Elo pendiente del

lecho se medirá exactamente usando equipo especializado.

Se caracterizará el sustrato con treinta puntos en dos sectores del tramo.

Se dibujará el tramo, caracterizando los hábitats dominantes y localizando

los puntos de muestreo. Se caracterizará la vegetación acuática, con una

evaluación de su superficie y una descripcion de las especies y formas de

vida presentes.

En cada punto de muestro se caracterizará el mesohábitat con velocidad,

profundidad, perilitón, sustrato superficial y sub-capa. Al mismo tiempo

que los invertebrados, se mide la materia orgánica (gruesa y fina) y la

granulometría. El peso seco de materia orgánica se mide en el

laboratorio. La granulometría gruesa se mide en el campo con ayuda de

una placa calibrada. La granulometria fina se mide en el laboratorio

mediante tamices y balanzas.


5 - Otros componentes del ecosistema

Otros seres vivos que no viven en el agua pero la necesitan son también

importantes para el funcionamiento general del ecosistema deben

incluirse en los estudios. La diversidad de Anfibios en Ecuador es bien

conocida. Ademas existen en la zona del Antisana especies de interes

como el jambato y la rana marsupial quienes suben hasta el piso alto

andino. Algunas Aves son relacionados con los ríos, principalmente el

pato de páramo y la pava de monte. Dentro de lo Mamíferos, podria ser

interesante revisar si hay murcielagos dependientes de esas aguas. La

vegetación ribereña es un componente importante porque toma parte de

la vida del ecositema y también porque tiene valor estético.

Dentro de la PUCE, Universidad Católica de Quito, trabajan especialistas

de insectos acuáticos (Dean Jacobsen), de Anfibios (Luis Coloma) y de

Aves (Tjitte De Vries). Existen además en esta universidad un herbario y

colecciones des fauna. En Quito, dentro de la EPN (Escuela Politécnica

de Ecuador) trabaja un ictiologo (Ramiro Barriga). Esta Universidad

participó a programas internacionales de evaluación de la biodiversidad

acuática como el programa Aquarap de Conservación Internacional. Otras

competencias se encuentren en las otras universidades de Quito.

6 - Cronograma

Se preven un año de preparación de las metodologías (2006), el estudio

de un ciclo anual completo (2007) y la síntesis de los resultados (2008).

El año 2006 será un año de preparación metodológica y de primeras

medidas para el estudio de los ríos de los sistemas Papallacta y Antisana.

Se estudiará la calidad del agua cada mes, a carga de la EMAAP,

empezando durante el mes de enero.

Se estudiarán las comunidades de macroinvertebrados bentónicas

durante dos épocas con hidrologías diferentes, es decir en época de


aguas bajas (principio de febrero) y en época de aguas altas (septiembre).

Este trabajo se hará conjuntamente entre el IRD (participación al trabajo

de campo y preparación del trabajo de laboratorio) y el EMAAP

(participación al trabajo de campo y trabajo de laboratorio). El trabajo de

laboratorio, a carga del EMAAP necesitará al mínimo un técnico para la

limpieza y el medio-tiempo de un ingenieur (Maria-Elena Gordillo) para las

primeras identificaciones.

En época de aguas bajas, se estima el tiempo necesario para cada sitio

del sistema Papallacta a un día, y a cinco días el trabajo de campo en el

sistema Antisana, debido a las dificuldades de acceso. Se preverá un

tiempo mayor para la época de aguas altas para tener en cuenta las

dificuldades climáticas.

La tabla 3 resume los componentes acuáticos para incluir en el estudio de

los ríos de los sistemas Papallacta y Antisana durante el año 2006.

Tabla 3 - Componentes acuáticos

Componente Acción Fechas Realización

Hidrología

caracterización en curso EMAAP

Calidad del agua

caracterización feb. sept. 2006 EMAAP

otros meses 2006 EMAAP

Invertebrados y plantas acuáticas

aguas bajas feb. 2006 IRD - EMAAP

aguas altas sept. 2006 IRD - EMAAP

estudio de las muestras 2006 EMAAP

Propuesta de protocolo completo nov. 2006 IRD


La primera campaña (febrero 2006) se preve de la manera siguiente:

Preparación y estudio del sistema Papallacta - 1 semana

Estudio del sistema Antisana - 1 semana

Instalación del laboratorio y contactos con especialistas - 3 días

Discusión

Siete sitios de muestreo se estudiaran, cuatro en el sistema Papallacta

(Tabla 1) y tres en el sistema Antisana (Tabla 2), empezando con esos

más fácil de acceso.

El Anexo contiene la lista del equipo necesario para el estudio de los

macroinvertebrados bentónicos, en el campo como en el laboratorio.

Para el campo se preven al minimo seis personas con las siguientes

responsabilidades : físico-química (EMAAP), caracterización hidrológica

(Roger Calvez-IRD y EMAAP), caracterización ambiental y red de mano

(Odile Fossati-IRD), surber (Maria-Elena Gordillo-EMAAP), ayuda general

(EMAAP). Para el laboratorio serán necesarias dos personas.

Las actividades de parte del IRD durante el año 2006 serán la preparación

y una participación al trabajo de campo y de laboratorio, la formación del

personal para el estudio de los macroinvertebrados bentónicos, una

ayuda con las identificaciones de nivel general y de nivel especializado, la

designación de un protocolo completo para los invertebrados incluyendo

tratamientos de datos, propuestas de protocolos para los otros

componentes y contactos con especialistas de Ecuador y de otros paises.

Durante los años 2007 y 2008, las actividades de parte del IRD serán la

supervisión del trabajo hecho por otros grupos y la síntesis de los

resultados, llegando a propuestas de trabajo para otros ríos en la zona

del Proyecto Ríos Orientales y propuestas de caudales ecológicos para

los sistemas Papallacta y Antisana.


Durante el año 2006, las actividades de parte del EMAAP serán la

organización y una participación del trabajo de campo y de laboratorio

(caracterización de los caudales y de las aguas, limpieza de las muestras,

identificación de los invertebrados). En 2007, se preve la participación de

otros grupos en los estudios para alargar el rango de estudios y para que

los análisis sean independientes del EMAAP que no puede ser juez y

parte en el asunto de los caudales ecológicos,

Conclusión

El trabajo por hacer durante el año 2006 preve dos campañas de

muestreo de los macroinvertebrados bentónicos, un seguimiento completo

de la físico-química del agua (empezando en enero), la instalación de un

laboratorio de limpieza de muestras y de identificación de los

invertebrados. En 2007 se estudiara un ciclo anual completo, llegando a

propuestas de caudales ecológicos durante el año 2008.


Bibliografía principal

Armitage P.D. Moss D. Wright J.F. Furse M.Y 1983 - The performance ofa new biological water quality score system based on macroinvertebratesover a wide range of unpolluted running-water sites. Wat. Res. 17 : 333-347.

Bovee K.D. et al. 1986 - The instream flow incremental methodology.Instream flow information paper. Rep. 21 FWS/OBS 86/7, Fish and wildlifeservice, Office of biological service, Ft Collins, Colorado, USA.

Capra H. Sabaton C. Gouraud V. Souchon Y. Lim P. 2003 - A populationdynamic model and habitat simulation as a tool to predict brown troutdemography in natural and bypassed stream reaches. Riv. Res. Applic. 19: 551-568.

Lamouroux N. Capra H. 2002 - Simple predictions of instream habitatmodel outputs for target fish populations. Freshwat. Biol. 47 : 1543-1556.

Lamouroux N. Jowett I.J. 2005 - Generalized instream habitat models.Can. J. Fish. Aquat Sci. 62 : 7-14.

Roldan-Perez 2004 - Bioindicación de la calidad del agua en Colombia.Uso del método BMWP-Col. Univ. Antioquia ed. 170 p.

Souchon Y. Capra H. 2004 - Aquatic habitat modelling: biologicalvalidations of IFIM/Phasbim methodology and new perspectives.Hydroecol. Appl. 14 (1) : 9-25.


Anexo

Equipo para el estudio de macroinvertebrados bentónicos

Trabajo de campo Numero A cargo de

red surber 1 IRD

red de mano 1 IRD

pinzas de campo 3 IRD

frascos de plastico (medio-litro y litro) 10 + 5 / sitio EMAAP

formalin 1 l / sitio EMAAP

etiquetas EMAAP

velocímetro (con helice fina) 1 EMAAP

tabla para la granulometría 1 IRD

bandejas, baldes 2 + 2 IRD

formularios de campo IRD

waders y botas 1 / persona EMAAP - IRD

equipo para la físico-química EMAAP

cajas de transporte EMAAP - IRD

Trabajo de laboratorio

equipo para la físico-química EMAAP

tubos o frascos pequeños 100 / sitio EMAAP

alcool 70 % EMAAP

pinzas finas EMAAP

lupa para la limpieza 1 EMAAP

lupa para la identificación 1 EMAAP

tamices EMAAP

balanzas

(materia orgánica y granulometría fina) 1 EMAAP

Ecuador Caudal Ecologico

Documents

Transcript of Ecuador Caudal Ecologico