Invertebrados bentónicos en ríos de los páramos de Papallacta (Ecuador).

Balance del segundo año de estudio

Odile Fossati(1), Daniela Rosero(2), Roger Calvez(3), Virginie Girard(4), Jérémie Lebrunet(5), Patrick Le Goulven(3)

(1) IRD Montpellier, Francia (2) FONAG Quito, Ecuador (3) IRD Quito, Ecuador

(4) Polytech-Montpellier, Francia (5) Universidad Rennes 1, Francia

Noviembre 2008

2

Agradecimientos Agradecemos a todas las personas quienes han participado en las actividades de campo y principalmente a Maria-Elena Gordillo (EMAAP-Quito), Charlotte Mazoyer y Patricio Andino. Agradecemos a Ana Maria Troya y Carolina Arroyo por la limpieza de las muestras de invertebrados.

Indice pagina Introducción 3 1-Sitios de estudio 4 2- Datos y métodos 6 3-Resultados - Hidrología 7 A - Datos de las estaciones hidropluviométricas 7 B - Análisis de las series cronológicas pluviométricas 10 B1 - Estaciones P34, pluviógrafo de EMAAPQ, pluviómetro de INAMHI 10 B2 - Análisis de las estaciones P34 y P44 por el método de dobles masas 12 B3 - Análisis de las estaciones P37 y P44 por el método de dobles masas 13 B4 - Análisis de las estaciones P34 y P37 por el método de dobles masas 14 B5 - Análisis de las estaciones P34 y P33 por el método de dobles masas 16 B6 - Síntesis pluviométrica 17 C - Análisis de los datos hidrométricos 17 C1 Análisis de los datos de la estación hydrologica 17 C2 Las estaciones limnimétricas de las estaciones de muestreo biológico 18 D - Vista Global 20 E - Conclusiones 21 4-Resultados - Físico-Química 22 5-Resultados - Muestreo regular 23 A - Redes de Mano 23 B - Surbers 25 6-Resultados - Microdistribución 26 7-Resultados - Zonación 27 8-Discusión-Conclusiones 30 A-Síntesis de los resultados 30 B-Evolución temporal y descripción espacial 31 C-Efecto de perturbaciones 31 Conclusiones 31 Bibliografía 32

3

Introducción El proyecto CaudEco (Caudales Ecológicos) empezó en Noviembre del 2005, a pedido de la EMAAP-Quito (Fossati & Calvez 2005). Entre Junio 2006 y Junio 2007 se organizaron cinco campañas de muestreo (Fossati et al. 2008). Otras cuatro campañas de muestreo se organizaron entre Septiembre 2007 y Junio 2008. En 2006-2007 se notaron pocos efectos del mes de muestreo. Las cuencas fueron generalmente identificadas pero no siempre agrupadas de la misma manera. La perturbaciones en las cuencas estudiadas corresponden a los cambios de caudales (naturales o antrópicos), al acceso al río de gente o de ganado, a la presencia de carreteras (Fossati et al. 2008). Los datos que tenemos no permiten la separación de los diversos efectos. Este informe es complementario del informe sobre los datos del primer año de estudio (Fossati et al. 2008), donde se presentaron los métodos de tratamientos de datos y el modo de lectura de los gráficos.

4

1-Sitios de estudio De los 16 sitios estudiados durante el primer año de estudio se han conservado 15: el sitio Unión de los Tuminguinas no fue estudiado debido a obras en su cauce. Cuatro captaciones se han estudiado (San Juan, Sucus, Mogotes y Chalpi Norte) con sitios de muestreo río arriba y río abajo de las captaciones (Tabla 1). De las captaciones de San Juan y Sucus salen tubos con aproximadamente 15-20 l.s-1 de agua. Se han elegido sitios de muestreo complementarios abajo de los tubos (J2, S2). Tabla 1 - Sitios de estudio (Cd - Código, pr. =promedio). Sitios: AC - Antes de la Captación, 2 - Intermediario, DC - Después de la Captación. Características: RC - Reducción del caudal, de muy fuerte (RRRC) a leve (RC), Infiltr. - Infiltraciones de la laguna de Papallacta. Río Sitio Cd Altura

(m) Ancho

pr. (m)

Profun- didad pr. (m)

Características

San Juan AC JA 3824 1 - 2 0,3 - 0,5 Ganado 2 J2 3820 < 1 0,1 - 0,3 RRRC DC JD 3647 2 - 5 0,1 - 0,3 RRC Sucus AC SA 3780 1 - 2 0,3 - 0,5 Ganado, Dique 2 S2 3765 < 1 0,1 - 0,3 RRRC DC SD 3644 2 - 5 0,1 - 0,3 RRC Unión US 3576 2 - 5 0,1 - 0,3 Ganado, RRC Tuminguina Papa-

llacta TP 3203 5 - 10 0,3 - 0,5 Infiltr., Ganado

Cojanco TC 3234 2 - 5 0,1 - 0,3 Infiltr., Ganado Papallacta Puente Pa 3136 5 - 10 0,3 - 0,5 Pueblo, RC Chalpi Norte AC CA 3860 5 - 10 0,3 - 0,5 Natural DC CD 3840 2 - 5 0,1 - 0,3 RRC, Hierro Mogotes AC MA 3850 1 - 2 0,3 - 0,5 Léntico, Dique DC MD 3700 1 - 2 0,1 - 0,3 RRC Chalpi Grande

AC CG 2890 5 - 10 0,5 - 1 RC

5

Figura 1 - Zonas de estudio.

6

2- Datos y métodos Ocho campañas de muestreo se han organizado entre Septiembre 2006 y Junio 2007. Dos tipos de muestreo se han desarrollado. Las redes de mano son un muestreo cualitativo. Durante tres minutos se colectan los invertebrados en los hábitats dominantes en el sitio de muestreo. Los surbers son cuantitativos: se estudian los invertebrados de una superficie fija de sedimento, lo que permite definir densidades. Durante algunas campañas, en algunos sitios, se tomaron únicamente 1 o 2 surbers (campañas 1 y 6 veces respectivamente). Para comparar las sumas de los tres surbers en cada sitio, se multiplicaron los datos por 3 y 1,5 respectivamente. El muestreo fue mas regular durante el segundo año que durante el primer año. Las tablas 2 y 3 presentan las muestras tomadas como redes de mano y surbers. Tabla 2 - Redes de mano (2006-2008). Primera campaña (Junio 2006) y Unión Tuminguinas excluidos.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 SA S2 SD JA J2 JD US TP TC Pa MA MD CA CD CG

sep-06 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13 Ene-07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13 mars-07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 juin-07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 sep-07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 dec-07 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 mars-08 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 juin-08 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 8 6 8 8 6 8 8 8 8 8 7 8 8 8 6 113 Tabla 3 - Surbers (2006-2008). Unión Tuminguinas excluidos.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 SA SD JA JD US TP TC Pa MA MD CA CD CG

sep-06 3 3 2 3 3 3 3 2 3 25 Ene-07 3 3 3 3 3 3 1 3 2 3 27 mars-07 2 3 3 3 3 3 3 3 2 3 28 juin-07 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 36 sep-07 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 39 dec-07 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 38 mars-08 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 39 juin-08 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 36 23 15 24 15 23 24 24 24 21 23 19 15 18 268

En Septiembre 2007 se tomaron mas surbers en tres sitios: los dos Tuminguinas y el Chalpi Grande. La idea era estudiar la microdistribución de los macroinvertebrados en esos sitios (ver Resultados, Microdistribución).

7

En Diciembre 2007 se hizo un estudio especial usando los hemisferios FST (Statzner & Müller 1989). Girard (2008) presentó los primeros resultados. En Enero 2008 se hizo un estudio de las zonaciones en los ríos Sucus y un río cerca, el río Ciega (ver Resultados, Zonación). Los tratamientos de datos y gráficos de la parte biológica se hicieron mediante el idioma R (Ihaka & Gentleman 1996, R Development Core Team 2008), libre y disponible en los sitios internet CRAN. Los análisis multivariables y sus gráficos se hicieron mediante el paquete ade4 en R (Dray & Dufour 2007), también libre y disponible en los sitios internet CRAN. Los mismos métodos y gráficos que en Fossati et al. 2008 se aplicaron. Para estudiar la relación entre los invertebrados y los hábitats usamos el análisis de Co-Inercia (Dolédec & Chessel 1994, estudio de microhabitat y zonaciones). La manera de leer los mapas factoriales se presentó en Fossati et al. 2008. 3-Resultados - Hidrología A - Datos de las estaciones hidropluviométricas El análisis hidropluviométrico de la zona de estudio, además de explicitar en la medida de lo posible el funcionamiento de los páramos y mesetas de los Andes, pretende definir los ciclos y los regímenes a los cuales son sometidos los macros-invertebrados de los ríos de estas regiones. Las tres únicas estaciones pluviométricas que se puede utilizar para caracterizar el régimen pluviométrico de las cuencas donde se ubican los sitios de muestreo biológico son: Papallacta (P34), pluviógrafo EMAAPQ y pluviómetro INAMHI en el mismo sitio ; Salva Faccha (P37), pluviógrafo EMAAPQ ; Guaytaloma (P44), pluviógrafo EMAAPQ. Estas tres estaciones se ubican en una franja altitudinal incluida entre 3000 y 4000 metros, sobre la vertiente Atlántica de la Cordillera y son mas conectadas con una de las dos grandes cuencas de estudio, orientada al Sur. A pesar de todo, cabe recordar que la estación de Salva Faccha, cerca de esta cuenca está en el fondo de un otro valle orientado al oeste. La otra cuenca grande en la cual se ubican las otras estaciones de muestreo biológico es orientada diferentemente al noroeste y solamente el pluviógrafo P34 esta directamente asociado a su funcionamiento. Los únicos datos hidrométricos existentes y relacionados a nuestra zona de estudio son los de la estación RO13 de Chalpi Grande (altitud 2820 metros), administrada por EMAAP-Q, y localizada aproximadamente a 1500 metros de la unión del Chalpi Grande con el río Papallacta. En la parte alta de la cuenca definida por esta estación, se ubican dos pequeños sistemas intervenidos, con cada uno una estación de muestreo biológico aguas arriba y otra, aguas debajo de la captación. Otra estación de muestreo biológico ubicada en el sitio de la estación hidrométrica cierra el conjunto de esta parte de nuestra zona de estudio (Figura 2). Existen también dos estaciones climatológicas instaladas y operadas por el FONAG en 2007, cuyos datos están en proceso de análisis pero ni siquiera tienen un año de observación. También cabe indicar que unos pluviómetros han sido instalados por el

8

FONAG en varios sitios alrededor del parque cerca de Papallacta. Dichos pluviómetros tienen una superficie de recepción anormalmente pequeña y seria interesante instalar al lado un pluviómetro estándar normalizado (200, 314 o mejor 400 cm2) para tratar de rescatar, después de un periodo común de funcionamiento, las observaciones ya existentes por correlación.

Figura 2 – Localización de les estaciones hidropluviométricas y de muestreo biológico

Las Figuras 3 y 4 representan la hipsometría de las cuencas de altitud donde se sitúan nuestras estaciones de muestreo biológico. La primera tiene una representación absoluta en km2 de superficie por altitud, y la segunda una representación relativa en % de superficie por altitud. No se han contemplado las cuencas grandes de Chalpi Grande y de Tuminguina, sino solamente sus partes altas donde se realizan la mayoría de los muestreos en pequeñas subcuencas ubicadas entre 4300 y 3500 metros de altitud, y con superficies comprendidas entre 4 y 18 km2. Todas estas cuencas de tamaños diferentes tienen una forma general idéntica (Figura 4).

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Figura 3 Superficie // Altitude

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

3500 3600 3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300 4400 4500

Altitude en m

Su

per

fici

e en

km

2

Mogote

SanJuan

Succus

Zonation

Union

ChalpiNorte

Mogotes amont

Mogotes aval

Succus

San Juan

Bajo

Union

Figura 4

% superficie _ altitude

3500

3600

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4500

0102030405060708090100

% superficie

Alt

itu

de

Mogote SanJuan

Succus Zonation

Union ChalpiNorte

La estación de Papallacta INAMHI, instalada en 1949, tiene datos explotables desde 1963: es la única estación de larga duración de la zona de estudio, las estaciones de EMAAQ son mucho mas recientes (2002, 2003). Si se considera solamente el periodo de muestreos biológicos así como el funcionamiento de la estación hidrométrica, el periodo común de observación y medición empieza en 2006

10

La Tabla 4 de los inventarios mensuales por estación indica los períodos comunes de funcionamiento de los tres pluviógrafos (X), del pluviómetro del INAMHI (X), y de la estación hidrológica (X).

0 1 / 0 60 2 / 0 60 3 / 0 60 4 / 0 60 5 / 0 60 6 / 0 60 7 / 0 60 8 / 0 60 9 / 0 61 0 / 0 61 1 / 0 61 2 / 0 6

P 3 4 Papallacata (Hobo) X X X X X X X X X X X X

P 3 4 Papallacta (Inamhi) X X X X X X X X X X X X

P 3 7 Salve Faccha X X X X X X X X X X X X

P 4 4 Guaytaloma X X X X X X X X X X X X

RO13 Chalpi Grande X X X X X X X

0 1 / 0 70 2 / 0 70 3 / 0 70 4 / 0 70 5 / 0 70 6 / 0 70 7 / 0 70 8 / 0 70 9 / 0 71 0 / 0 71 1 / 0 71 2 / 0 7

P 3 4 Papallacata (Hobo) X X X X X X X X X X

P 3 4 Papallacta (Inamhi)

P 3 7 Salve Faccha X X X X X X X X X X X X

P 4 4 Guaytaloma X X X X X X X X X X X

RO13 Chalpi Grande X X X X X X X X X

0 1 / 0 80 2 / 0 80 3 / 0 80 4 / 0 80 5 / 0 80 6 / 0 80 7 / 0 80 8 / 0 80 9 / 0 8

P 3 4 Papallacata (Hobo) X X X X X

P 3 4 Papallacta (Inamhi)

P 3 7 Salve Faccha X X X X X X X

P 4 4 Guaytaloma X X X X X X X X

RO13 Chalpi Grande X X X X X X X X

Tabla 4 - Inventario de los datos mensuales, calculados con menos de cinco días de laguna,

de la zona de estudio de la zona de Papallacta A la escala diaria, la estación hidrológica funciona con alrededor 15% de lagunas y las estaciones pluviométricas con el 20% en promedio. B - Análisis de las series cronológicas pluviométricas B1 - Estaciones P34, pluviógrafo de EMAAPQ, pluviómetro de INAMHI La estación P34 aparece dos veces en el inventario general de los datos ya que sobre el lugar de Papallacta existen dos estaciones pluviométricas en el mismo sitio a cinco metros de distancia. Una corresponde a un pluviómetro diario administrado por el INAMHI y la otra corresponde a un pluviógrafo automático de marca Hobo administro por la EMAAP-Q.

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

P34 EMAAPQ

P34 IN

AM

HI

Figura 5 - Dobles masas mensuales entre las

P34.

Sobre el período de observación común en nuestra posesión de 24 años, las dobles masas entre las dos estaciones revelan una ruptura de pendiente entre julio de 2005 y enero de 2006 (Figura 5). Entre estos 2 meses, los 2 aparatos no han funcionado correctamente y han sido parados varios meses lo que no les permite observaciones comunes en estos 7 meses. Por otra parte la correlación entre estos dos aparatos es pésima con un coeficiente de determinación de solamente 0,35. El periodo común va dando una pluviometría promedia mayor al aparato INAMHI (116mm/ano contra 100mm/año para el pluviógrafo de EMAAPQ).

La figura 6 confirma lo anterior, mostrando un comportamiento similar de los aparatos con solamente tres meses con anomalías. Eliminando solamente el cuarto valor (o sea el mes de julio de 2004), el coeficiente de determinación sube a 0,60. Eliminando también al primer valor (marzo de 2004) y al duodécimo (julio de 2005 antes los problemas de funcionamiento) sube a 0,74 o sea un coeficiente de correlación de 0,86.

0

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250

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Meses en común

LL

uv

ias

m

en

su

ale

s e

n m

m

P34 EMAAPQ P34 INAMHI

Figura 6 - lluvias mensuales comunes de las estaciones P34.

12

Así, las lluvias mensuales promedias de los dos aparatos son más similares (104 mm contra 113). También se nota que, a partir del valor 13 (enero de 2005) el pluviógrafo indica una lluvia media superior a la del pluviómetro (98 mm contra 91), y es el contrario en el periodo anterior (102 mm contra 141). Eso confirma la ruptura de pendiente constatada en el grafico de dobles masas. Con las correcciones propuestas, los dos aparatos se comportan de manera más similar, pero es necesario verificar el análisis, y seleccionar la estación la más representativa durante el periodo de muestreo biológico. B2 Análisis de las estaciones P34 y P44 por el método de dobles masas Las estaciones P34 y P44 son las más cercanas a la zona de estudio, la primera se sitúa en la parte baja (3000 metros) de nuestra zona de estudio, la segunda en el encabezado de la cuenca del Chalpi Grande.

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2500

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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Lluvias mensuales P34 EMAAPQ

Llu

via

s m

en

su

ale

s P

44

E

MA

AP

Q

Figura 7 - Dobles masas entre la estaciones P34 y P44.

El gráfico de dobles masas de los valores mensuales de lluvia (Figura 7) para estas estaciones muestra una ruptura de pendiente en octubre de 2006. En el primer periodo, hasta esta fecha, la estación P34 tiene una lluvia promedia de 106 mm y la P44 de 138 mm. Después de octubre de 2006, la estación P34 sigue con una lluvia promedia similar de 104 mm pero la P44 baja a 84 mm, debido a algunos meses anormalmente débiles. Dicha ruptura debe provenir de la estación 44 porque las dobles masas anteriores no revelan ninguna anomalía de este tipo.

Para el periodo común de 29 meses, el coeficiente de determinación entre las dos estaciones es de 0,52 y sube a 0,58 para los dos periodos parciales antes y después de octubre de 2006.

13

Las dos estaciones tienen variaciones mensuales similares (Figura 8), con algunos valores mensuales de la P44 bastante bajos en esta zona, en diciembre de 2006 y en abril de 2008. Eliminando estos dos valores, el coeficiente de determinación sube a 0,61, pero la ruptura de pendiente en las dobles masas sigue vigente aunque menos marcada porque la lluvia promedia de la estación P44 sube a 96 mm. Será necesario también proceder a un análisis histórico de la estación P44 para obtener más precisión sobre su funcionamiento.

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Lu

via

s m

en

su

ale

s e

n m

m

P34 EMAAPQ P44 EMAAPQ

Figura 8 - Lluvias mensuales en común para les estaciones

P34 y P44. B3 - Análisis de las estaciones P37 y P44 por el método de dobles masas Estas dos estaciones se sitúan a altitudes vecinas (3800 y 3900 metros) aunque en valles diferentes, y podrían presentar variaciones mensuales idénticas (Figura 9).

0

500

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2000

2500

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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Estación P37

Estació

n P

44

Figura 9 - Dobles masas entre las estaciones P37 y P44

En este grafico, como en el anterior, se encuentra una ruptura de pendiente entre septiembre y agosto de 2006 que confirma un problema ocurrido en la estación 44, como un cambio de aparato o un cambio de sitio, problema que debe confirmarse analizando el histórico de dicha estación o realizando una visita de campo. En el primer periodo la estación P44 tiene una lluvia promedia mas alta que la P37 (124 mm contra 88 mm). En el segundo periodo, después de octubre de 2006, la diferencia es menos marcada (103 mm contra 92 mm a la P37). El coeficiente de determinación es de 0,58 para las 38 valores mensuales en común.

14

El análisis de las series muestra que el valor de abril de 2008 (valor 33 en la figura 10) sigue siendo anormalmente bajo para la P44, pero el mes de diciembre de 2006 señalado como anormal en el análisis anterior no lo es en este gráfico, las dos estaciones están ubicadas en la misma altitud. Eliminando este valor, el coeficiente de determinación sube a 0,65 (coeficiente de correlación de 0,81), la ruptura de pendiente sigue vigente pero menos marcada.

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150

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250

300

350

400

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37

LL

uv

ias

m

en

su

ale

s e

n m

m

P37 EMAAPQ P44 EMAAPQ

Figura 10 - Lluvias mensuales en común para las estaciones P37

y P44

B4 - Análisis de las estaciones P34 y P37 por el método de dobles masas Si procedemos como anteriormente, con la estación P34 en abscisa y la P37 en ordenada (Figura 11), cabe recordar que las dos estaciones no se ubican en la misma altitud: la P34 se encuentra en la parte baja (3000 metros) de nuestra zona de estudio mientras que la P37 se encuentra a 3800 metros de altitud.

15

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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

P34

P37

Figura 11 - Dobles masas entre las estaciones P34 y P37.

El grafico de dobles masas no detecta ninguna ruptura de pendiente, aunque la proporcionalidad entre los valores mensuales varia un poco, lo que puede ser normal siendo las estaciones en sitios bien diferentes. Los primeros valores de la estación P37 observados en agosto, septiembre y octubre 2003 no han sido tomados en cuenta por ser muy dudosos (inferior o igual a 1 mm).

El gráfico de los valores mensuales comunes (Figura 12), muestra que las estaciones se comportan en general de manera bastante similar. Sin embargo, el coeficiente de determinación es bastante bajo (0,50) lo que se puede explicar por algunos valores anormales como el valor 28. Eliminando este valor o sea el mes de agosto de 2007, el coeficiente de determinación sube al valor de 0,67 (o sea 0,82 de correlación) y la curva de dobles masas se ajusta mucho mejor.

0

50

100

150

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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Llu

via

s m

en

su

ale

s e

n m

m

P34 EMAAPQ P37 EMAAPQ

Figura 12 - Lluvias mensuales en común para las estaciones P34

y P37.

16

B5 - Análisis de las estaciones P34 y P33 por el método de dobles masas La estación P33 de Nunalviro esta ubicada en la parte interandina (cuenca del Guayllabamba) del otro lado de la línea de cresta y debe obedecer a otro patrón climático. Sin embargo por su proximidad a la línea de cresta esta seguramente impacta por la parte amazónica. El análisis siguiente permitirá conocer el grado de vinculación con las otras estaciones de la zona de estudio.

0

500

1000

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0 500 1000 1500 2000 2500

Valores mensuales de P34

Va

lore

s m

en

sa

ule

s d

e P

33

Figura 13 - Dobles masas entre la estaciones P34 y P33.

El grafico de dobles masas se reparte bien alrededor de una sola línea (Figura 13). Sin embargo los valores están un poco dispersos lo que se refleja en el valor poco alto del coeficiente de determinación (0,46 y 0,68 para el coeficiente de correlación). Dicho valor puede ser debido a la existencia de dos regimenes diferentes o solamente à uno o dos valores fuera de rumbo.

El grafico siguiente refleja lo anterior mencionado (Figura 14). Los regimenes de lluvia no parecen tan diferentes entre las dos estaciones y solamente algunos meses no concuerdan con una similitud de funcionamiento. Eliminando el valor 18 que corresponde a diciembre de 2006 el coeficiente sube 0,56 y eliminando también el valor 9 que corresponde a marzo de 2006, llegamos a un coeficiente de 0,64 o sea un coeficiente de correlación de 0,80.

0.0

50.0

100.0

150.0

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Llu

via

s m

en

su

ale

s e

n m

m

P34 EMAAPQ P33 EMAAPQ

Figura 14 - Lluvias mensuales en común entre la P34 y la

P33.

17

Eso quiere decir que el régimen de lluvia de Nunalviro esta bien impactado por las lluvias amazónicas y se debe verificar si los meses “anormales” son errores de funcionamiento o influencia fuerte del clima interandino. B6 - Síntesis pluviométrica Todas les estaciones pluviométricas seleccionadas, incluida Nunalviro, obedecen a una tendencia climática proveniente de la parte amazónica. Sin embargo existen algunas diferencias puntuales según las diferencias de altitud (P34 y P44) o de orientación de cuenca (P33 y P34). Esas diferencias puntuales pueden ser también valores erróneos pero las series cronológicas no son suficientemente largas como para emitir diagnósticos desde los tests estadísticos, el periodo común de observación entre dos estaciones solo alcanza 38 meses o sea un poco más de tres años. Entonces seria necesario examinar el histórico de las estaciones y seguramente discutir con los observadores para concluir y después tratar de regionalizar los datos en esta parte. La modelización hidráulica / biológica que se pretende realizar para evaluar los caudales ecológicos, necesita determinar los regimenes de los ríos observados así como algunas características hidrológicas. No sabemos todavía si la información disponible será suficiente para aplicar un modelo lluvia/caudal a nivel mensual. Siendo la brevedad de los periodos de observación, es seguro que todos los criterios de calibración / validación no podrán ser respectados. La extensión de las series de caudales podrá realizarse solamente a partir de la estación P34 del INAMHI, única estación de la zona a tener un periodo suficiente. C - Análisis de los datos hidrométricos El registro de los niveles de agua del Chalpi Grande comienza en octubre de 2005. En esta época la estación se equipó de un registrador automático de marca Global. La propia estación se sitúa sobre una solera en hormigón que dibuja une sección perfecta. El fondo del vertedero de esta solera se cubre de una placa de acero para evitar el deterioro del hormigón por el transporte sólido durante las crecidas. Tengamos en cuenta que esta placa en acero acelera enormemente las velocidades que son normalmente ya muy fuertes. En agosto de 2006 el captor Global fue cambiado por un captor de marca Vitel. C1 - Análisis de los datos de la estación hydrológica Pueden observar sobre el gráfico de la figura 15 que el cambio de captor ha implicado también un cambio del registro de las cotas: la amplitud de las variaciones del primer período, Global, se incluye entre 10 y 200 cm, mientras que la del segundo período, Vitel, oscila entre 20 y 110 cm. Ninguna razón meteorológica puede explicar este cambio de régimen que solo puede explicarse por el mal funcionamiento de uno de los captores.

18

Figura 15 Grafico de las cotas instantaneas en la estacion RO13 de Chalpi Grande

0

50

100

150

200

250

05/10/2005 23/04/2006 09/11/2006 28/05/2007 14/12/2007 01/07/2008

Vale

urs

In

sta

nta

nées o

u J

ou

rnalière

s

RO13_C_Irap_(cm)

Cambio del registrador de marca Global

por un registrador de marca Vitel

en agosto de 2006

Para la traducción de estas cotas en caudales, con une sección de medida muy estable, sólo tenemos una curva de calibración (Fig 16) que por supuesto traduce las mismas anomalías de las cotas. Obtenemos para el primer período caudales que fluctúan entre 1 y 35 m3/s y 2 y 25 m3/s para el segundo período (Fig 17).

Figura 16 Estación: RO13 = RíoChalpiGrande

Calibración del 01/10/2005

0

5

10

15

20

25

30

-10 10 30 50 70 90

Cota en escala (cm)

Ca

ud

al

(m

3/s

)

Aforos

Tabla de calibración

Figura 17 Caudales diarios de la estacion RO13-Chalpi Grande

0

5

10

15

20

25

30

35

40

06/10/2005 24/04/2006 10/11/2006 29/05/2007 15/12/2007 02/07/2008

Valo

res D

iario

s

RO13_D_JC3_(m3/s)

C2 - Las estaciones limnimétricas de las estaciones de muestreo biológico A principios del año 2007, el IRD instalo en la mayoría de los sitios de muestreos biologicos regletas para la lectura de los niveles del agua. El objetivo de estas instalaciones era : . de situarse en una gama de régimen durante las campañas de muestreos biológicos, sabiendo que estos regímenes, en la zona, no son siempre función de la lluvia, pero a veces, función de la gestión de las pequeñas presas aguas arriba (Succus y Mogotes principalmente). . de tener un punto de referencia para poder criticar las medidas de caudales (aforos) y trazar una curva de calibración que nos permitirá evaluar el caudal en el

19

momento de los muestreos en un sistema homogéneo, a causa de la calidad mediocre de los aforos (Figuras 18 a 23).

Figura 18 Estación: PB02 = RíoTuminguina (Papallacata)

Curvas de calibraciones

0

1

2

3

4

5

6

40 50 60 70 80 90 100 110

Cota en escala (cm)

Cau

dal (m

3/s

)

Q-01/01/1900

Q-01/07/2007

T-01/01/1900

T-01/07/2007

Figura 19 Estación: PB03 = RíoTuminguina(Cojanco)

Curva de calibracion

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

40 50 60 70 80 90 100

Cota en escala (cm)

Ca

ud

al

(m

3/s

)

Aforos

Tabla de calibración

Figura 20

Estación: PN01 = RíoSucus

Curva de calibración

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

20 30 40 50 60 70 80 90

Cota en escala (cm)

Ca

ud

al

(m

3/s

)

Aforos

Tabla de calibración

Figura 21 Estación: PN03 = RíoSanJuan

Curva de calibración

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cota en escala (cm)

Ca

ud

al

(m

3/s

)

Aforos

Tabla de calibración

20

Figura 22 Estación: PN45 = Mogotes (Puente)

Curva de calibración

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

40 50 60 70 80 90 100 110 120

Cota en escala (cm)

Ca

ud

al

(m

3/s

)

Aforos

Tabla de calibración

Figura 23 Estación: PN14 = RíoChalpiCaptaciòn

Curva de calibración

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cota en escala (cm)

Cau

dal (m

3/s

)

Q-01/01/1900

Q-02/07/2007 15:00:00

T-01/01/1900

T-02/07/2007 15:00:00

D - Vista Global La figura 24 representa la crónica, en conjunto, de los datos hidropluviométricos asociadas a la crónica de los muestreos biológicos. Sólo para no encargar demasiado el gráfico consideramos la lluvia del sitio de Guaytaloma, el pluviógrafo más central, y la lluvia media de las tres estaciones para tapar las lagunas y confirmar las tendencias. Por lo que se refiere a la crónica de los caudales, es necesario, por supuesto, relativizar los máximos según los períodos en función del análisis que precede. El conjunto del gráfico nos muestra que las campañas de muestreo biológico son todas realizadas en período lluvioso y o en crecida o en descrecida. No hemos conseguido muestrear durante un período de estiaje y podemos constatar que estos períodos son poco numerosos y de muy corta duración. Sólo la campaña de marzo de 2008 parece estar sobre la curva de los caudales un período de aguas bajas, pero las lluvias medias contradicen esta interpretación.

21

Figura 24 Chronologia de las campañas de muestreo

y grafico diario de la lluvia en Guaytaloma y/o lluvia media en la zona

con los caudales en la estacion Chalpi Grande

0

10

20

30

40

50

60

01/0

1/20

06

01/0

4/20

06

01/0

7/20

06

01/1

0/20

06

01/0

1/20

07

01/0

4/20

07

01/0

7/20

07

01/1

0/20

07

01/0

1/20

08

01/0

4/20

08

01/0

7/20

08

01/1

0/20

08

Cau

dal en

M3/s

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Llu

via

dia

ria e

n m

m

13_14/06/06

29_30/09/06

16_21/01/07

27_28/03/07

29_31/05/07

25_27/09/07

18_19/12/07

27_29/11/07_FST

08_11/01/08_Zonacion

18-19/03/08

17-18/06/08

Lluvia Guaytaloma

Lluvia Media

Chalpi Grande

E – Conclusiones Los datos actuales no nos permiten delimitar ciclos y regímenes de lluvia y escurrimientos que nos permitirían programar períodos de muestreo a regímenes hidrológicos diferentes. Del mismo modo, estos datos no permiten una modelización mensual debido a la falta de distribución espacial de los aparatos de observación y la calidad dudosa de los datos. Para rescatar los datos hidrológicos de la primera temporada de funcionamiento de la estación RO13, necesitara hacer funcionar los dos tipos de captores de presión en un mismo pozo haciendo variar lentamente el nivel del agua en el pozo para establecer una correlación entre los dos grabaciones. Por lo que se refiere a los regímenes antropizados (chap. 3-2), tienen en cuenta que sería muy interesante conocer el protocolo de funcionamiento de los sitios del Succus y Mogotes y del conjunto de las presas con los posibles datos que los acompañan. Estaría incluso, posible pedir al servicio encargado de la gestión de estas pequeñas presas una colaboración sobre una de las cuencas para organizar campañas función de variaciones artificiales de los caudales. Unos índices nos permiten pensar que en el transcurso del año hay periodos con una pluviosidad muy diferente entre las zonas aguas arriba y las zonas aguas abajo de nuestras cuencas de observación, y que esta variación puede también vincularse función de la orientación del eje de los valles. Esta observación es también interesante para comprender el funcionamiento de los páramos.

22

Sería posible, sobre este terreno, concebir una red común para el estudio de los caudales ecológicos y el impacto de las tomas de agua con un estudio de los páramos. Eso requeriría una red pluviométrica especializada según un gradiente de pendiente sobre el conjunto de las cuencas estudiadas y de registrador en nuestras estaciones de muestreo biológico. Sería también de prever la instalación de una estación hidrológica al límite de la zona de páramo y del bosque húmedo sobre el Chalpi Grande que permitiría detectar las diferencias de régimen hidrológico y pluviométrico entre estas dos zonas de cobertura vegetal distinta según las épocas del año. 4-Resultados - Físico-Química Solo se estudiaron los cuatro parámetros medidos en el campo: pH, temperatura, conductividad y O2. La Figura 25 muestra la evolución de esos parámetros según la época de muestreo (año 2007-2008). Se nota una leve evolución del pH y una bajada de la conductividad durante Junio 2008.

Figura 25 - Evolución de cuatro parámetros durante 2007-2008. La Figura 26 muestra los parámetros pH, temperatura, conductividad y O2 según el sitio de muestreo (año 2007-2008). Se notan: pH mas bajos en los dos sitios del Chalpi Norte, temperaturas mas elevadas en los ríos mas grandes (Tuminguinas, Papallacta y Chalpi Grande), conductividades mas elevadas en los Tuminguinas y Papallacta. El oxígeno es generalmente abundante, excepto a veces en el Chalpi Norte río abajo de la captación.

23

Figura 26 - Cuatro parámetros según los sitios de muestreo (ano 2007-2008). 5-Resultados - Muestreo regular A - Redes de Mano Entre Junio 2006 y Junio 2008, se han tomado 113 muestras con la red de mano (Tabla 2). Quince sitios se estudiaron, con el aumento de los sitios debajo de las captaciones de San Juan y de Sucus (J2 y S2) y la perdida del sitio Unión Tuminguinas debido a obras en su cauce. En época de crecida (Junio 2007 y 2008), no fue posible muestrear el sitio Chalpi Grande. Debido a aguas bajas, no fue posible muestrear el río Mogotes antes de la captación en Diciembre 2007. Se colectaron mas de 33000 invertebrados, la mitad de ellos Díptera Chironomidae (43 %), 26 % non-Insecta (Crustacea Amphipoda, Oligochaeta...) y 25 % otros Insecta, mayormente Trichoptera y Ephemeroptera. A nivel de géneros se identificaron 100 taxa con 47 comunes (> 33 individuos). A nivel de familias se identificaron 45 taxa con 28 comunes y 15 muy comunes (> 330 individuos, Tabla 5). Los non-Insecta son generalmente de aguas quietas cuando los Insecta tienen ecologías varias. Los Ephemeroptera (Leptophlebiidae...) y algunos Trichoptera (Hydrobiosidae...) son generalmente de aguas rápidas. Dentro de los Díptera hay invertebrados de aguas muy rápidas (Blephariceridae...) y otros de aguas quietas (Muscidae...).

24

Tabla 5 - Invertebrados comunes y muy comunes en los redes de Mano. El número entre paréntesis corresponde a su valor de BMWP-Col (Roldan 2003, 10 indica aguas muy limpias, 1 indica aguas muy contaminadas). Grupo Muy comunes Comunes Non Insecta Planariidae (7), Oligochaeta,

Glossiphoniidae (3), Hyalellidae (7)

Lymnaeidae (4), Sphaeriidae (4)

Ephemeroptera Baetidae (7) Leptohyphidae (7), Leptophlebiidae (9)

Plecoptera Perlidae (10) Coleoptera Elmidae (6) Ptilodactylidae (10), Scirtidae (7) Trichoptera Hydroptilidae (8),

Leptoceridae (8), Limnephilidae

Anomalopsychidae (10), Hydrobiosidae (9), Hydropsychidae (7)

Diptera Chironomidae (2), Simuliidae (8)

Blephariceridae (10), Ceratopogonidae (3),

Empididae (4), Muscidae (2), Tabanidae (5),

Tipulidae (3), Limoniidae (3) Los muestreos hechos con las redes de mano nos permiten dar notas de calidad a los sitios en relación con las comunidades de invertebrados colectados usando el índice ABI (ver Prat et al. 2007 y Rosero 2008). La Figura 5 es en parte similar a la figura de 2006-2007 (in Fossati et al. 2008). Se observan disminuciones del ABI río abajo del San Juan y del Chalpi Norte y un aumento de los índices río abajo de la captación del Mogotes. Se nota pero un leve aumento río abajo de la captación del Sucus. Las curvas presentadas en Rosero 2008 muestran que los resultados cambian mucho de un mes al siguiente, lo que se ve también con los rangos de variación en la Figura 27.

Figura 27 - Calidad del ambiente durante el año 2007-2008 (Andean Biotic Index).

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B - Surbers Entre Junio 2006 y Junio 2008, se tomaron 268 muestras con el surber durante el muestreo regular (Tabla 3). Se estimaron un conjunto de mas de 42000 invertebrados (multiplicando los datos por 1,5 y 3 cuando teníamos únicamente 2 o 1 muestra en vez de 3). Los invertebrados muy comunes (> 420 individuos) fueron los mismos que en las redes de mano. Los invertebrados dominantes fueron los Chironomidae (59,6 %), los Crustacea Hyalella (8,4 %) y los Oligochaeta (4,8 %). El tratamiento de datos (Correspondence Analysis) de los surbers agrupados por fecha muestra la originalidad del muestreo de septiembre 2007 (Figura 28) y una gradación de los sitios (Figura 29) entre los Tuminguinas (mas el Chalpi Grande) y los Mogotes (mas el Papallacta). Los sitios del mismo río son generalmente cercanos. El efecto dominante es entonces mas un efecto de las cuencas que un efecto de las captaciones.

Figura 28 - Muestras de surbers agrupadas por fechas (cada punto es la suma de tres surbers en un sitio). Cada etiqueta esta al baricentro de los puntos del mismo mes.

26

Figura 29 - Muestras de surbers agrupadas por sitios (cada punto es la suma de tres surbers en un sitio). Cada etiqueta esta al baricentro de los puntos del mismo sitio. 6-Resultados - Microdistribución En septiembre 2007, se tomaron, 9 muestras en cada uno de los dos ríos Tuminguinas y 21 muestras en el río Chalpi Grande. Se colectaron entonces un conjunto de 39 surbers para estudiar la microdistribución de los invertebrados. Los resultados fueron estudiados mediante un análisis de Co-Inercia (Figura 30). La figura muestra la originalidad de las muestras del río Tuminguina Cojanco, con invertebrados relacionados con los sedimentos finos, por ejemplo los Hyalella.

27

Figura 30 - Estudio de las microdistribuciones en los Tuminguinas y el Chalpi Grande. 7-Resultados - Zonación Las muestras del estudio de las zonaciones se tomaron en enero 2008 en una cuenca natural, la Ciega (5 sitios) y en una cuenca explotada, el sistema Sucus agrupando el Sucus (3 sitios), el San Juan (3 sitios) y su Unión (3 sitios). Hay que notar la presencia de un puente entre los sitios 4 y 5 de la Ciega y la presencias de captaciones entre los sitios 1 y 2 del Sucus y del San Juan. Las características físicas de cada sitio fueron observadas: hidraúlica, morfodinamismo y proporción de los hábitats (facies, granulometría y vegetación). Tres muestras se tomaron con ayuda de una red Surber, dentro de los hábitats dominantes. La profundidad y la velocidad del agua fueron medidas. En el laboratorio de Hidrobiología, en la planta de Bellavista (EMAAP-Quito), se hicieron la limpieza de las muestras y los invertebrados fueron identificados con ayuda de un estereomicroscopio (aumento x80). Se empezó la redacción de una clave de identificación. Se calcularon índices faunísticos y se aplicaron análisis multivariados para estudiar los datos. La riqueza taxonómica (número de tipos de invertebrados, Fig. 31) aumenta río abajo en la Ciega pero baja río abajo del puente. La curva de riqueza es la misma en el Sucus y en el San Juan: baja río abajo de las captaciones hasta la Unión donde aumenta levemente pero no hasta llegar al nivel de los sitios naturales.

28

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6

Captages Pont

Ciega

Sucus

San Juan

Union

Figura 31 : Riqueza taxonómica en las cuencas de la Ciega y del Sucus. Los sitios son numerados río abajo de 1 a 6. Los análisis multivariados de los hábitats muestran las diferencias entre las cuencas: la Ciega (natural) es más torrencial (velocidad de la corriente mayor, presencia de roca-madre y de musgos. Los sitios se clasifican río abajo según su altura y la velocidad de la corriente. Los tres tipos de hábitats (facies lentos, intermedios y rápidos) se encuentran en todos los sitios. Los invertebrados se encuentran en los sitios en relación con parámetros del hábitat (facies, substrato, vegetación). En los facies lentos se desarrollan invertebrados como Nematoda, Oligochaeta y Hyalella (Fig. 2: Factorial Correspondence Análisis y Fig. 3: Co-Inertia Análisis). Dentro de los facies intermedios están los Baetis. En los facies rápidos se encuentran los Trichoptera con estuche de arena, Hexanchorus (Coleóptera) con uñas para agarrarse dentro de la vegetación y ninfas de simuliidos que se pegan sobre el substrato usando un disco de seda al ápice del abdomen.

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Nématodes

Oligochètes

Hyalella

Baetis

Simulium

Gigantodax

Trichopt ères

Hexanchorus

Figure 32 : Mapa factorial F1-F2 del Análisis Factorial de Correspondencias de los datos faunisticos de los 41 surbers (23 taxa). Las estrellas agrupan las muestras de cada sitio.

Lent

Algue

Vitesses intermédiaires

Roche-mère

Hyalella

Baetis

Planaires

Nématodes

Gigantodax

Rapide

C1

J3

Figure 33 : Mapa factorial F1-F2 del Análisis de Co-Inercia de los datos de los hábitats y de lo datos faunísticos de los 41 surbers (6 parámetros del hábitat y 23 taxa). Las estrellas agrupan las muestras de cada sitio.

30

La mayoría de los Oligochaeta, invertebrados generalmente resistentes (índice BMWP/Col. = 1, Roldan Pérez, 2003), se encuentran mayormente en el río Ciega cuando hay mas Baetis, invertebrados sensibles (BMWP/Col. = 7), en el sistema Sucus. Eso parece al revés de los resultados esperados pero los grupos constituyentes de esos taxas son de identificación difícil y pueden tener ecologías diferentes. Conclusión Seria interesante seguir con el estudio de las zonaciones tomando como referencia de río natural una cuenca mas larga que la Ciega y con un rango altitudinal mas ancho. La cuenca del Blanco Grande podría ser adaptada para eso. Este estudio necesita el mejoramiento de las identificaciones, el aumento del conocimiento sobre los invertebrados y un enfoque funcional usando rasgos de vida de los invertebrados. 8-Discusión A-Síntesis de los resultados La Tabla 6 presenta una síntesis de los análisis y tratamientos de datos detallados en este informe. Se buscaron los efectos temporales (diferencias entre meses) como los efectos espaciales. Tabla 6 - Análisis físico-químico, de las comunidades de macroinvertebrados y sus resultados principales (resultados detallados en las partes Resultados y en las Figuras 3 a 10). Análisis Resultado Físico-Químico Cajas y bigotes Individualización de Tuminguinas, Chalpi Norte, Chalpi Grande Evolución temporal débil Redes de mano ABI, Cajas y bigotes Oposición Tuminguinas-Papallacta Efectos de las tomas de agua y recuperación Surbers Fauna diferente en Septiembre 2007 AC Gradación de los Tuminguinas a los Mogotes y Papallacta Microdistribución Tuminguina Cojanco diferente de Tuminguina Papallacta Co-Inercia y Chalpi Grande Relación entre la granulometría y los invertebrados Zonación Riqueza taxonómica Aumento río abajo en el río natural Efecto de las captaciones y del puente Co-Inercia Relación entre los invertebrados, las velocidades y los sustratos

31

B-Evolución temporal y descripción espacial De manera general, se notan pocos efectos del mes durante el año de muestreo. En las descripciones ambientales, hacen falta datos hidrológicos, climatológicos y físico-químicos para interpretaciones completas. La fauna diferente en los surbers en Septiembre 2007 es de interpretación difícil. Los datos de hábitats son insuficientes para facilitar tal interpretación. Las subcuencas son generalmente identificadas y las agrupaciones son comparables a las agrupaciones de 2006-2007 (en Fossati et al. 2008). La zonación en el río Ciega (río natural) no es tan marcada como se esperaba. C-Efecto de perturbaciones En las captaciones estudiadas, se encontraron los efectos de varias perturbaciones potenciales: los cambios de caudales naturales, debidos a regulaciones de las lagunas (Sucus y Mogotes) o debido a las captaciones, efectos de acceso al río de ganado o de gente, efectos de las carreteras y puentes. Los efectos de las captaciones en 2007-2008 son mas débiles que en el año 2006-2007. Conclusiones En conclusión, se observó una evolución temporal y variaciones espaciales pocas marcadas en cuanto a los macroinvertebrados. Falta verificar la influencia de las características físico-químicas para tomar en cuenta solamente las pertinentes en la modelación de los caudales ecológicos.

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