MACROINVERTEBRADOS BENTONICOS COMO BIOINDICADORES DE CONTAMINACION EN LA

CUENCA BAJA DEL CANAL DEL DIQUE, BOLIVAR- COLOMBIA

ARIZA PAREJA FELIX ANTONIOVIANA TAPIA JAIME LUIS

UNIVERSIDAD DEL ATLANTICOFACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS

PROGRAMA DE BIOLOGIABARRANQUILLA

MAYO 2007

DIRECTOR IVÁN LEÓN LUNA

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

El creciente interés por conocer y proteger los ecosistemas El creciente interés por conocer y proteger los ecosistemas fluviales y estudiar sus cambios en el tiempo, ha estimulado en fluviales y estudiar sus cambios en el tiempo, ha estimulado en las últimas décadas el desarrollo de criterios biológicos que las últimas décadas el desarrollo de criterios biológicos que permitan estudiar el efecto de las intervenciones humanas en permitan estudiar el efecto de las intervenciones humanas en ellos (Norris y Hawkins 2000).ellos (Norris y Hawkins 2000).

En el sistema de biomonitorizacion, el uso de taxones o En el sistema de biomonitorizacion, el uso de taxones o “conjunto” de taxones implica asumir que la presencia de un “conjunto” de taxones implica asumir que la presencia de un organismo indicador es el reflejo de las condiciones del medio. organismo indicador es el reflejo de las condiciones del medio. (Hawkes, y Johnson 1993). (Hawkes, y Johnson 1993).

En el caso de Colombia, se debe tener en cuenta además, que En el caso de Colombia, se debe tener en cuenta además, que las especies locales de taxones supraespecificos cosmopolitas las especies locales de taxones supraespecificos cosmopolitas vienen de linajes evolutivos propios y diferentes de aquellos de vienen de linajes evolutivos propios y diferentes de aquellos de la región holartica, la región holartica,

Objetivo GeneralObjetivo General

Evaluar la calidad ambiental de la cuenca baja del Canal del Dique Evaluar la calidad ambiental de la cuenca baja del Canal del Dique (Bolívar Colombia) mediante el uso de macroinvertebrados (Bolívar Colombia) mediante el uso de macroinvertebrados bentónicos.bentónicos.

Objetivos EspecíficosObjetivos Específicos Determinar la compocisión taxonómica de los Macroinvertebrados Determinar la compocisión taxonómica de los Macroinvertebrados

bentónicos presentes en la cuenca baja del Canal del Dique. bentónicos presentes en la cuenca baja del Canal del Dique.

Determinar las variables de tipo físico y químico de la columna de Determinar las variables de tipo físico y químico de la columna de agua y su relación directa con la fauna Macrobéntica en la zona de agua y su relación directa con la fauna Macrobéntica en la zona de estudio.estudio.

Determinar la asociación entre la abundancia y riqueza de Determinar la asociación entre la abundancia y riqueza de macroinvertebrados con la estructura granulométrica del sedimento macroinvertebrados con la estructura granulométrica del sedimento en el área de estudio. en el área de estudio.

Generar una tabla de valores primarios de tolerancia ambiental Generar una tabla de valores primarios de tolerancia ambiental adoptada al BMWPcd (Biological Monitoring Working Party) para adoptada al BMWPcd (Biological Monitoring Working Party) para taxataxa local del Canal del Diquelocal del Canal del Dique. .

OBJETIVOS

DESCRIPCIÓN DEL AREA DE ESTUDIODESCRIPCIÓN DEL AREA DE ESTUDIO

El área de estudio se encuentra al sur oriente de la ciudad de El área de estudio se encuentra al sur oriente de la ciudad de Cartagena de Indias y se ubica sobre los municipios de Cartagena de Indias y se ubica sobre los municipios de Cartagena, Túrbana, Arjona y Maria la Baja (Bolívar), en la Cartagena, Túrbana, Arjona y Maria la Baja (Bolívar), en la planicie Caribe, al norte de Colombia.planicie Caribe, al norte de Colombia.

CANAL DEL DIQUE (BOLIVAR)

Bahía de

Cartagena

Zonas de Vertido

CUENCA BAJA

Leticia

Caño Correa

Río Magdalena

Calamar

METODOLOGÍAMETODOLOGÍA

Las estaciones de muestro fueron seleccionadas teniendo enLas estaciones de muestro fueron seleccionadas teniendo en

cuenta una zona de impacto y una zona poco intervenido.cuenta una zona de impacto y una zona poco intervenido.

Recolección de trece variables en la columna de agua.Recolección de trece variables en la columna de agua.

Colecta y registro de muestreos de macroinvertebradosColecta y registro de muestreos de macroinvertebrados

El índice de eutrofización asociado a nutrientes se estimó El índice de eutrofización asociado a nutrientes se estimó de de

acuerdo a la ecuación de Karidys (Montalvo acuerdo a la ecuación de Karidys (Montalvo et al,et al, 2000) 2000)

Se estableció el índice de Diversidad de ShannonSe estableció el índice de Diversidad de Shannon..

Se determino el patrón de distribución de los taxones a Se determino el patrón de distribución de los taxones a través de la relación varianza-promedio.través de la relación varianza-promedio.

Se utilizo Bray-Curtis para establecer similaridades entre Se utilizo Bray-Curtis para establecer similaridades entre las comunidades de macroinvertebrados.las comunidades de macroinvertebrados.

Se efectuó una evaluación Directa de Macroinvertebrados Se efectuó una evaluación Directa de Macroinvertebrados con las variables físico-químicas. con las variables físico-químicas.

Se determinó el cálculo de puntajes de tolerancia mínima Se determinó el cálculo de puntajes de tolerancia mínima para cada familia de acuerdo al procedimiento del sistema para cada familia de acuerdo al procedimiento del sistema BMWP (Biological monitoring working party) (Chesters BMWP (Biological monitoring working party) (Chesters 1980, Armitage 1983)1980, Armitage 1983)

RESULTADOS Y DISCUSIÓNRESULTADOS Y DISCUSIÓN

Fauna bentonicaFauna bentonica

Se reportaron 39 Familias Se reportaron 39 Familias distribuidas en 12 ordenes, distribuidas en 12 ordenes, siendo los coleópteros, siendo los coleópteros, dípteros y hemípteros las mas dípteros y hemípteros las mas abundantes.abundantes.

Siendo la mas dominante en Siendo la mas dominante en las estaciones 3 y 4 la Familia las estaciones 3 y 4 la Familia Ampulariidae, TubificidaeAmpulariidae, Tubificidae

La menor frecuencia de La menor frecuencia de ocurrencia fueron los ocurrencia fueron los Trichopteros y la Familia Trichopteros y la Familia ChilinilidaeChilinilidae

Estaciones S’ Riqueza(Taxón)

Nº Total de Individuo

s

H’ Índice Diversida

d Shannon-Wiener

Estación I 38 1493 3.4

Estación II 38 958 3.5

Estación III 36 1269 3.2

Estación IV 38 1350 3.1

Patrón de Distribución de los Taxones el área Patrón de Distribución de los Taxones el área de estudio de estudio

Tubificidae

Chilinidae

Hidrometridae

Noteridae Neucoridae

Notonectidae

Leptoceridae

Camelobaetidae

Polymitarcidae

Caenidae

Índices de DiversidadÍndices de Diversidad

Los resultados del análisis de varianza de Kruskal- Wallis muestra que no existen diferencias estadísticamente significativas en la riqueza las cuatro estaciones de muestreo (F- ratio = 0.031, p > 0.05)

De acuerdo con Holomuzki (2000) los cambios en la ecología de las poblaciones que habitan ambientes hídricamente regulados se puede deber que la regulación de los caudales reduce la variabilidad de los microambientes y de recursos.

Valor de Riqueza de Macroinvertebrados presentes en el Área de Estudio

Riq

ue

za

( N

º d

e T

axo

ne

s )

Estación 1 Estación 2 Estación 3 Estación 410

14

18

22

26

30

34

Variación de la Riqueza de Macroinvertebrados en los Meses de Estudio

Riq

ue

za (

Nº

Taxo

ne

s)

jun jul agos sep oct nov dic10

14

18

22

26

30

34

Variación longitudinal de la comunidad Variación longitudinal de la comunidad bentonicabentonica

Power Power et alet al. (1988) . (1988) menciona que un sistema menciona que un sistema con alta tasa de recarga con alta tasa de recarga presenta una elevación del presenta una elevación del caudal y del flujo en unos caudal y del flujo en unos pocos días, lo que conlleva a pocos días, lo que conlleva a un arrastre indiscriminado un arrastre indiscriminado de la bentofauna.de la bentofauna.

En cuanto a la cinemática En cuanto a la cinemática temporal la máxima riqueza temporal la máxima riqueza se registró en la estación II, se registró en la estación II, en el mes de septiembre y en el mes de septiembre y en la estación IV en el mes en la estación IV en el mes de diciembre; cuando el de diciembre; cuando el sistema presenta sistema presenta estabilidad hídrica. estabilidad hídrica.

0

50

100

150

200

250

300

Jun jul agost sept oct nov dic

Meses

Prcip

itació

n (mm

)

0

1

2

3

4

5

6

Cauu

dal (m

3/s)

Precipitacion

Caudal

Evaluación Directa de la Abundancia y Riqueza Evaluación Directa de la Abundancia y Riqueza de los Organismos frente a la Variable Oxigeno de los Organismos frente a la Variable Oxigeno

y Amonioy Amonio

0

50

100

150

200

250

300

350

0 2 4 6 8 10

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2 4 6 8 10

Se determinó que la Se determinó que la familia más sensible a los familia más sensible a los bajos niveles de oxigeno bajos niveles de oxigeno disuelto fue la familia disuelto fue la familia Leptoceridae del orden Leptoceridae del orden Trichoptera.Trichoptera.

De acuerdo con De acuerdo con Roldán G. Roldán G. (1999)(1999), , Alba-Tercedor, J. y Alba-Tercedor, J. y Sánchez-Ortega, A. (1988)Sánchez-Ortega, A. (1988), , reportan estos organismos reportan estos organismos para sistemas de aguas para sistemas de aguas limpias y aguas limpias y aguas oligotróficasoligotróficas

Rangos de Oxigeno y riqueza de Rangos de Oxigeno y riqueza de MacroinvertebradosMacroinvertebrados

Contrariamente a lo Contrariamente a lo expuesto por Camargo expuesto por Camargo (2005), una diversidad de (2005), una diversidad de shannon encontrados entre shannon encontrados entre 0 y 1.6 Bits-ind. corresponde 0 y 1.6 Bits-ind. corresponde a rango de valores a rango de valores encontrados solo en encontrados solo en sistemas acuáticos sistemas acuáticos perturbados.perturbados.

La condición euritipica de La condición euritipica de los macroinvertebrados en los macroinvertebrados en el área de estudio y la el área de estudio y la variabilidad genética de los variabilidad genética de los organismos (Riss 2005).organismos (Riss 2005).

Rango Oxigeno Disuelto

Riqueza (Nº de Taxones)

Índice Diversidad (Shannon)

0 -1 No hay registro

1- 2 No hay registro

2 - 3 19 - 21 2.58 - 2.83

3 - 4 11 - 18 1.95 - 2.44

4 - 5 11 2.04

5 - 6 28 - 31 2.97 - 3.25

6 - 7 15 - 30 2.47 - 3.1

7 - 8 21 - 36 3.03 - 3.38

8 - 9 29 - 30 3.17 - 3.35

Análisis de clasificación inverso (Bray-Curtis)Análisis de clasificación inverso (Bray-Curtis)

Distribución de los organismos asociados al Distribución de los organismos asociados al

tipo de sedimentotipo de sedimento El sustrato de tipo El sustrato de tipo

arcilloso tiene la arcilloso tiene la característica de retener característica de retener una alta cantidad de una alta cantidad de materia orgánica y materia orgánica y nutrientesnutrientes

La tendencia de los La tendencia de los organismos filtradores y organismos filtradores y colectores-filtradores a la colectores-filtradores a la reducción de la materia reducción de la materia orgánica más gruesa en orgánica más gruesa en partículas más finas.partículas más finas.

Distribución de los Taxones Asociados al Tipo de Sedimento

129%

219%

352%

1

2

3

1: Franco 2: Franco arcilloso 3: Arcillos

Valor Mínimo Primario de Tolerancia Adaptado Valor Mínimo Primario de Tolerancia Adaptado al BMWP’ (Biological Monitoring Working al BMWP’ (Biological Monitoring Working

Party) para cada taxón.Party) para cada taxón.Familias Valor de Tolerancia Familias Valor de Tolerancia

Chilinidae 0.65 Hidrachinidae 2

Leptoceridae 0.75 Hidrometridae 2

Cucurlionidae 1.2 Elmidae 2.2

Tabanidae 1.2 Hidrobiidae 2.2

Noteridae 1.4 Syrphidae 2.7

Scirtidae 1.4 Neucoridae 2.9

Staphilynidae 1.4 Lampiridae 3

Pleidae 1.4 Corixidae 3

Polycentropodidae 1.5 Simuliidae 3

Disticidae 1.5 Libelullidae 3.2

Belostomatidae 1.5 Ceratopongonidae 3.2

Mesovelloidae 1.5 Chironomidae 3.2

Aeshnidae 1.5 Hirudidae 3.2

Stratiomyidae 1.6 Glossiphoniidae 3.2

Notonectidae 1.7 Muscidae 3.2

Tipulidae 1.7 Tubificidae 3.6

Camelobaetidae 1.75 Ancylidae 3.6

Caenidae 1.75 Culicidae 3.8

Polymitarcidae 1.75 Ampulariidae 4

Hidrophilidae 1.8

Estos valores de tolerancia mínima de indicación son Estos valores de tolerancia mínima de indicación son propuestos como base de adaptación BMWP implementado a propuestos como base de adaptación BMWP implementado a Colombia, lo cual presenta una aproximación objetiva a su Colombia, lo cual presenta una aproximación objetiva a su valor de indicación en el canal del dique.valor de indicación en el canal del dique.

De acuerdo al sistema de bioindicación (BMWP) propuesto De acuerdo al sistema de bioindicación (BMWP) propuesto para Colombia, los taxones indicadores siempre han sido para Colombia, los taxones indicadores siempre han sido controversiales, porque los taxones presentan una controversiales, porque los taxones presentan una distribución biogeográfica limitada (Wolfang Riss (2005).distribución biogeográfica limitada (Wolfang Riss (2005).

Diferencias de calidad de agua en las Diferencias de calidad de agua en las estaciones de muestreoestaciones de muestreo

Oxigeno Disuelto

mg/

L

Estación 1 Estación II Estación III Estación IV2,3

4,3

6,3

8,3

10,3

Este amplio rango de Este amplio rango de variación se encuentra variación se encuentra relacionado con la relacionado con la influencia diferencial de la influencia diferencial de la actividad antropica, por actividad antropica, por los vertidos de aguas con los vertidos de aguas con elevadas cargas orgánicas elevadas cargas orgánicas (Chapman 2002). (Chapman 2002).

La relación DBO5/DQO es La relación DBO5/DQO es

un índice de un índice de biodegradabilidad mostró biodegradabilidad mostró

valores superiores a 2valores superiores a 2

(Roldan 2006).(Roldan 2006).

Demanda Bioquimica de Oxigeno

mg/

L

Estación I Estación II Estación III Estación IV0

40

80

120

160

200

Estos resultados Estos resultados evidencian el efecto de los evidencian el efecto de los drenajes, el efecto de drenajes, el efecto de inundación y de vertido inundación y de vertido (Chadman, P. 2000).(Chadman, P. 2000).

Estos valores evidencian el Estos valores evidencian el aporte de altos contenidos aporte de altos contenidos de material orgánico, estos de material orgánico, estos valores de amonio son de valores de amonio son de carácter eutrófico. Prat, N. carácter eutrófico. Prat, N. y Ward, J. V. (1994).y Ward, J. V. (1994).

Sólidos Totales en Suspension

mg/

L

Estación I Estación II Estación III Estación IV240

340

440

540

640

Amonio (NH4)

mg/

L

Estación I Estación II Estación III Estación IV0

1

2

3

4

Índice del estado trofico por nutrientes de Índice del estado trofico por nutrientes de cada una de las estaciones durante el cada una de las estaciones durante el

periodo de estudioperiodo de estudio

Valor del índice de Valor del índice de eutrofizacióneutrofización de acuerdo a de acuerdo a la ecuación de kerydis la ecuación de kerydis (1983):(1983):

  AMONIO (NH4+)

 Puntos de muestreos

I II AV3 V3 DV3 AV4 V4 DV4

Índice de Eutrofización

2,18 3 2,16 3,6 3,02 2,5 3,37 2,8

Clasificación de las aguas según la ecuación de Clasificación de las aguas según la ecuación de KaridysKaridys

Índice de eutrofización Clasificación

Mayor de 5 Altamente eutrófica

3-5 Mesotrófica

Menor de 3 Oligotrófica

Chapman D. (1992), Chapman D. (1992), afirma. cuando los afirma. cuando los residuos orgánicos entran residuos orgánicos entran en un sistema acuáticos, en un sistema acuáticos, en este caso, se produce en este caso, se produce una disminución de los una disminución de los niveles de oxigeno, niveles de oxigeno, provocada por la actividad provocada por la actividad de las bacterias aeróbicas. de las bacterias aeróbicas.

ConclusionesConclusiones La comunidad de Macroinvertebrados acuáticos del Canal del Dique La comunidad de Macroinvertebrados acuáticos del Canal del Dique

esta constituida por 12 ordenes, distribuidos en 39 familias, siendo el esta constituida por 12 ordenes, distribuidos en 39 familias, siendo el grupo de los insectos más representativos. grupo de los insectos más representativos.

Los parámetros comunitarios (Diversidad y Dominancia), indican que Los parámetros comunitarios (Diversidad y Dominancia), indican que las estaciones de muestreo I y II representan la mayor riqueza en los las estaciones de muestreo I y II representan la mayor riqueza en los meses de estudio, lo cual refleja la mejor condición ecológica con meses de estudio, lo cual refleja la mejor condición ecológica con respecto a las estaciones III y IV. respecto a las estaciones III y IV.

Se ha constatado que los índices de diversidad no presentan un Se ha constatado que los índices de diversidad no presentan un límite numérico para determinar cuando las variaciones son límite numérico para determinar cuando las variaciones son significativas ante condiciones de tensión. significativas ante condiciones de tensión.

La familia Leptoceridae del orden Trichoptera es la familia mas La familia Leptoceridae del orden Trichoptera es la familia mas sensible a la contaminación orgánica por tanto es considerada como sensible a la contaminación orgánica por tanto es considerada como posibles indicadores de contaminación posibles indicadores de contaminación

Las fuertes precipitaciones y el aumento del caudal que se Las fuertes precipitaciones y el aumento del caudal que se presentaron a finales de octubre y principios de noviembre; provocan presentaron a finales de octubre y principios de noviembre; provocan el incremento en la disolución de las variables fisicoquímicas el incremento en la disolución de las variables fisicoquímicas asociados a la polución orgánica. Interviniendo a su vez en la asociados a la polución orgánica. Interviniendo a su vez en la distribución de los organismos. distribución de los organismos.

Los mayores valores de tolerancia mínima lo obtuvieron los Los mayores valores de tolerancia mínima lo obtuvieron los Gasterópodos, Oligochaetos y Dípteros puesto que presentaron Gasterópodos, Oligochaetos y Dípteros puesto que presentaron mayor abundancia frente otros organismos mayor abundancia frente otros organismos

RecomendacionesRecomendaciones

Es importante sugerir precaución en estos estudios, por Es importante sugerir precaución en estos estudios, por cuanto la presencia de variables ambiéntales y bióticas cuanto la presencia de variables ambiéntales y bióticas ajenas a la investigación, pueden concluir conclusiones ajenas a la investigación, pueden concluir conclusiones erróneas.erróneas.

Cabe anotar que no existe una técnica propia y definida Cabe anotar que no existe una técnica propia y definida para identificar taxones indicadores.para identificar taxones indicadores.

La forma mas fácil de buscar bioindicadoras es hallar un La forma mas fácil de buscar bioindicadoras es hallar un área de estudio donde se presenten variaciones altas y área de estudio donde se presenten variaciones altas y bajas de los factores ambientales.bajas de los factores ambientales.

AgradecimientosAgradecimientos

A la Universidad del Atlántico, nuestra alma mater, que nos formó A la Universidad del Atlántico, nuestra alma mater, que nos formó como profesionales, y nos brindó la oportunidad de adquirir como profesionales, y nos brindó la oportunidad de adquirir conocimiento. conocimiento.

A la Corporación Autónoma Regional del Canal del Dique A la Corporación Autónoma Regional del Canal del Dique (CARDIQUE) y a todo su personal.(CARDIQUE) y a todo su personal.

A nuestro director y asesor por su apoyo y aporte.A nuestro director y asesor por su apoyo y aporte.

A nuestros padres y hermanos por sus sabios consejos y gran A nuestros padres y hermanos por sus sabios consejos y gran colaboración, especialmente a Yadira Pareja Cueto por su ayuda y colaboración, especialmente a Yadira Pareja Cueto por su ayuda y aliento incondicional. aliento incondicional.

A nuestros familiares y amigos que nos brindaron no solo un techo A nuestros familiares y amigos que nos brindaron no solo un techo

sino también su compañía y ayuda en esas horas de soledad y sino también su compañía y ayuda en esas horas de soledad y reflexión durante nuestra estancia en la entrañable ciudad de reflexión durante nuestra estancia en la entrañable ciudad de Cartagena. Cartagena.