Revista de Biología Marina y Oceanografía 44(1): 93 … · 1Departamento de Oceanografia,...

Revista de Biología Marina y Oceanografía

ISSN: 0717-3326

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Universidad de Valparaíso

Chile

Noriega, Carlos E.; Muniz, Katia; Flores-Montes, Manuel J.; Macêdo, Silvio J.; Araujo, Moacyr;

Feitosa, Fernando A.; Lacerda, Sirleys R.

Series temporales de variables hidrobiológicas en un estuario tropical (Brasil)

Revista de Biología Marina y Oceanografía, vol. 44, núm. 1, abril, 2009, pp. 93-108

Universidad de Valparaíso

Viña del Mar, Chile

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Revista de Biología Marina y Oceanografía 44(1): 93-108, abril de 2009

Series temporales de variables hidrobiológicas enun estuario tropical (Brasil)

Hydrobiological time series in a tropical estuary (Brazil)

Carlos E. Noriega1,2, Katia Muniz1,2, Manuel J. Flores-Montes1,2, Silvio J. Macêdo1,2,Moacyr Araujo1,3, Fernando A. Feitosa1,4 y Sirleys R. Lacerda1,4

1Departamento de Oceanografia, Universidade Federal de Pernambuco. Avenida Arquitetura s/n,Cidade Universitária, CEP: 50670-901, Recife, Brasil

2Laboratorio de Oceanografia Química, Universidade Federal de Pernambuco. Avenida Arquitetura s/n,Cidade Universitária, CEP: 50670-901, Recife, Brasil

3Laboratorio de Oceanografia Física, Universidade Federal de Pernambuco. Avenida Arquitetura s/n,Cidade Universitária, CEP: 50670-901, Recife, Brasil

4Laboratorio de Fitoplancton, Universidade Federal de Pernambuco. Avenida Arquitetura s/n,Cidade Universitária, CEP: 50670-901, Recife, Brasil

[email protected]

Abstract.- This paper presents a hydrobiological time seriesat Barra de Jangadas estuary in Northeastern Brazil. Studieswere carried out during seven consecutive days from a springto a neap tide, in one fixed station during the dry (January) andrainy (July) seasons, in 2001. The meteorology (rainfall,evaporation, wind intensity), hydrology (temperature, salinity,pH, dissolved oxygen-DO and relative saturation, BOD5,nutrients (NH3

+NH4, NO2-, NO3

-, PO4-3, SiO2)), bathymetry,

current intensity and, chlorophyll-a, were studied. The principalcomponent analysis (PCA) explained 80% of the total varianceshowing an inverse relationship between nutrients and DO,salinity and pH. This analysis showed a positive correlationbetween low tide and nutrients, indicating anthropogenicpollution. The water temperature presented low seasonalvariation, similar to chlorophyll-a, which presented values over20 mg m-3, characterizing a eutrophic environment. Higher saltconcentrations were registered during the dry season with novertical stratification. DO varied significantly in both seasons.Total dissolved inorganic nitrogen and dissolved inorganicPhosphorus values in July were in general 2 to 5 times higherthan values registered in January, respectively. The average N/P ratio varied from 35:1 in January to 8:1 in July, being bothphosphate and nitrogen limiting for phytoplankton growth.Night/day differences showed that in January, ammoniadecreased in higher proportion than the other nitrogencompounds indicating assimilation by the autotrophicorganisms during the day.

Key words: Nutrients, dissolved oxygen, Barra de Jangadas,eutrophication

Resumen.- Este trabajo muestra los resultados de seriestemporales en el estuario de Barra de Jangadas en el Norestede Brasil. El estudio fue realizado durante siete díasconsecutivos desde una marea de sicigia a una de cuadratura,en una estación fija durante el periodo seco (enero) y lluvioso(julio), en 2001. Se analizaron parámetros meteorológicos(precipitación pluviométrica, evaporación, intensidad de losvientos), hidrológicos (temperatura, salinidad, pH, oxígenodisuelto-OD y tasa de saturación, DBO5, nutrientes (NH3

+NH4,NO2

-, NO3-, PO4

-3, SiO2)), batimetría, intensidad de las corrientesy clorofila-a. El análisis de componentes principales (ACP),explicó el 80% de la varianza total, mostrando una relacióninversa entre nutrientes y OD, salinidad y pH. Este análisismostró una correlación positiva entre la bajamar y los nutrientes,indicativo de polución de origen antropogénica. La temperaturadel agua varió poco estacionalmente, similar a la clorofila-aque caracterizó un ambiente eutrófico con valores superiores a20 mg m-3. Mayores concentraciones de sal ocurrieron en elmes estival y sin mostrar estratificación vertical. El oxígenodisuelto varió significativamente entre ambos períodos. Losvalores totales de nitrógeno y fósforo inorgánico disuelto enjulio fueron en promedio 2 y 5 veces superiores a los de enero,respectivamente. Las medias de N:P variaron de 35:1 en eneroa 8:1 en julio, siendo ambos, el fosfato y el nitrógeno limitantespara el crecimiento del fitoplancton. Diferencias día/nocheevidenciaron que, en enero, el amonio decreció en mayorproporción que el resto de los compuestos nitrogenados,indicativo de la asimilación por los organismos autotróficosdurante el día.

Palabras clave: Nutrientes, oxígeno disuelto, Barra de Jangadas,eutroficación

94 Revista de Biología Marina y Oceanografía Vol. 44, Nº1, 2009

IntroducciónLos sistemas estuarinos son los principales abastecedoresde nutrientes para la región costera, debido a que recibeny concentran el material originado en su cuenca dedrenaje, y pueden también recibir aportes significativospor acción antropogénica. Todo ese aporte de nutrientes(materia prima imprescindible para la producciónprimaria) coloca los estuarios entre los sistemas másproductivos del mundo, con altas tasas de producciónprimaria y de biomasa autotrófica y heterotrófica (Bragaet al. 2000, Pereira Filho et al. 2003). En función delaumento de la densidad de población humana en la zonacostera, los estuarios pueden sufrir varios impactos conla entrada de efluentes domésticos, industriales oagrícolas. La geomorfología de estas áreas asociadas conlos regímenes de marea y de la descarga fluvial generapatrones de circulación distintos para cada estuario,pudiendo estos actuar como filtros o como exportadoresde materia (orgánica e inorgánica) para la zona costeraadyacente.

El estuario de Barra de Jangadas, formado por losríos Jaboatão y Pirapama está situado a 20 km al sur de laciudad de Recife (8º14’S y 34º 55’W), Brasil, con unaárea de aproximadamente 13 km2, una profundidad mediade 2,5 m y una anchura máxima de 250 m (~ 32500 x 103

m3). Sus longitudes alcanzan 8 km a montante. Estos dosríos drenan un área de ~1000 km2 hasta desembocar en el

Océano Atlántico, con caudales medios de 2,1 y 9,4 m3 s-1

para el Jaboatão y Pirapama, respectivamente (CPRH,2001) (Fig. 1). Las corrientes en el estuario puedenalcanzar valores de 1,0 a 1,2 m s-1 en períodos de sicigia,principalmente en el estadio de vaciante (Coutinho 1997).Las mareas son semidiurnas y presentan rangos promediosde altura de 1,3 m en los periodos de cuadratura, y 1,8 m,en los periodos de sicigia, con una carrera de marea de1,7 m (Araujo et al. 1999). Este sistema es bienheterogéneo, siendo clasificado como estuario tipo 1, ycon ausencia de estratificación vertical (Araujo et al.1999). Las masas de agua que entran por la boca delestuario muestran características típicas de aguasoligotróficas (Branco et al. 2002). Noriega et al. (2005)observó que durante el mes de julio, 38% de la agua derio se infiltra en el mar durante un ciclo mareal y, la tasade renovación del agua (T50%) en cada ciclo mareal fuede 1,3 dias. El litoral afectado posee clima tropicalcaliente y húmedo del tipo As’, según la terminología deKöppen (Peel et al. 2007) caracterizada por presentartemperatura anual elevada de aproximadamente 25,5ºCy precipitación anual superior a 2000 mm con dosestaciones: un período seco (septiembre a febrero) queestá determinado por la evaporación superior a laprecipitación, y un período lluvioso (marzo a agosto)cuando la evaporación es inferior a la precipitación(Araujo et al. 1999).

Figura 1

Mapa del área de estudio, indicando la estación de muestreo (E)

Map of the study area, indicating the sampling station (E)

Noriega et al. Hidrobiología en un estuario tropical (Brasil) 95

La actividad económica dominante se caracteriza porla pesca artesanal, principalmente la extracción demoluscos y crustáceos. En las márgenes de los ríos seencuentran también bares, hoteles, residencias, clubes deyates y viveros de cultivos de peces marinos y estuarinos.Dentro de las actividades industriales, se destaca laagroindustria de la caña de azúcar con sus efluentes, unode los cuales, el ‘vinhoto’, es descargado por las fábricasexistentes en las márgenes de los ríos. Este subproductoes usado en la fertilización de la caña de azúcar, lo queciertamente incide en la calidad del agua receptora(CPRH, 2001).

La población en la cuenca hidrográfica (1,5 x 106

habitantes), con una densidad demográfica en lasproximidades del sistema estuarino de 1000 hab. km-2

(IBGE, 2000), representa un factor importante que puedeinfluenciar de manera negativa la calidad del sistemareceptor, tomando en cuenta que la mayoría de losresiduos líquidos domésticos son descargadosdirectamente a los ríos sin tratamiento previo.

Debido a la localización y a la importancia que estesistema representa para el litoral, diversos investigadoresdesarrollaron trabajos en la década de los años 60,destacándose los de Okuda & Nóbrega (1960), condiversos estudios sobre la calidad del agua. A partir deesa época y por más de tres décadas este sistema no fueestudiado y, sólo a partir de la segunda mitad de los añosnoventa, los trabajos fueron retomados, con los estudiosde Coutinho (1997), Araujo et al. (1999), Branco et al.(2002) y, recientemente, Lacerda (2004).

Para conocer la influencia de los dos ríos (Pirapamay Jaboatão), que desembocan en el estuario de Barra dasJangadas, en relación a la materia orgánica, flujo denutrientes y déficit de oxígeno disuelto, se investigóprincipalmente en la zona de mezcla, a través de seriestemporales estacionales (enero-julio), períodosastronómicos (sicigia-cuadratura), estadios de mareas(bajamar, flujo, pleamar y reflujo), de horario (día-noche)y espacial (superficie-fondo).

Material y métodosMetodología de muestreo

La metodología de muestreo consistió en demarcar unaestación fija en la confluencia de los dos ríos (Jaboatão yPirapama). En este punto fueron tomadas muestrashidrológicas durante una semana, totalizando una serietemporal secuencial, desde una marea de sicigia a una decuadratura, en intervalos de 3 horas (marea alta, reflujo,marea baja, y flujo). Las muestras fueron tomadas en tresprofundidades (superficie, medio y fondo), en el períodoseco (enero, 2001), y en el período lluvioso (julio, 2001),

mediante una botella de Nansen para las determinacionesdel oxígeno disuelto, salinidad, pH, DBO5 y nutrientes(nitrito, nitrato, amonio, fosfato y silicato). Las muestraspara la determinación de DBO5 y nutrientes fuerontomadas de 6 en 6 horas en las mareas alta y baja.

Metodologías de análisis

La salinidad fue medida mediante el método de Mohr-Knudsen, descrito por Strickland & Parsons (1972). Elpotencial hidrogeniónico (pH) fue determinado con unpH-metro Beckman, tipo Zeromatic II. Se determinó laconcentración de oxígeno disuelto (mL L-1) por el métodode Winkler, descrito por Strickland & Parsons (1972) yGrasshoff et al. (1983) y, su tasa de saturación (%) fueobtenida utilizando las Tablas OceanográficasInternacionales (UNESCO 1986).

La demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) (mg L-1)fue medida siguiendo el método descrito por APHA(1985), utilizando una incubadora, a una temperatura de20ºC, durante cinco días.

Las sales nutrientes (ì mol L-1), fueron analizados deacuerdo con las técnicas descritas por Strickland &Parsons (1972), y el silicato de acuerdo con Grasshoff etal. (1983). Las mediciones de la intensidad de la corrientefueron realizadas con un correntómetro Zeromatic SD6000. Las muestras para analizar la clorofila-a fuerontomadas en superficie con botellas tipo Van Dorn de 1 Lde capacidad, siendo la clorofila-a determinada porespectrofotometría, y calculada por la fórmula deStrickland & Parsons (1965), descritos detalladamenteen Texeira (1973).

Se realizaron las pruebas F, y t de Student paradeterminar estadísticamente diferencias significativasentre las concentraciones de las magnitudes y lasdiferentes categorías observadas como: Estación del año(verano e invierno correspondientes a enero y juliorespectivamente), período de la marea (sicigia ycuadratura), estadio de la marea (bajamar, flujo, pleamary reflujo), estrato de profundidad (superficie y fondo), yhorario (día y noche).

Adicionalmente se realizó un análisis de componentesprincipales (ACP) según Massart et al. (1998) para lasprincipales categorías consideradas. En este análisis, nofue considerada en la matriz, la transparencia del agua,debido al pequeño número de datos obtenidos en el área.En algunos momentos no fue posible detectar latransparencia del agua en razón del horario de muestreo.En este análisis solo fueron considerados los valores desuperficie y de fondo, descartándose la profundidadmedia, debido a la poca profundidad en la mayoría de losestadios de marea.


Tabla 1

Valores de los parámetros estadísticos básicos medidos en el estuario de Barra de Jangadas, en 2001

Hydrobiology basic statistics at Barra de Jangadas estuary, in 2001

Valores mensuales y diarios de precipitación,evaporación, temperatura promedio del aire y velocidadde los vientos predominantes para el año 2001, fueronobtenidos del INMET (Instituto Nacional de Meteorologíadel Ministerio de la Agricultura).

ResultadosLos resultados de los parámetros estudiados se presentanen la Tabla 1.

Durante enero la precipitación sumó 58,70 mm, encomparación a julio donde fueron registrados 432,40 mm.

La evaporación en enero registró 226,60 mm siendosuperior a la de julio, con 90,60 mm. Los vientos, en losdías de muestreo variaron entre 1,0 y 5,0 m s.-1, siendosuperiores en enero, y también en el período de cuadraturapara ambos meses, condición histórica típica de losvientos en esta región. (Fig. 2a,b).

La profundidad local mostró valores similares entrelas medias aritméticas y en sus máximos; sin embargo, elvalor mínimo en julio fue más del doble que en enero(Fig. 3a,b) (Tabla 1).

La transparencia media del agua fue inferior a 1,0 mdurante el período observado, con valores mayores enenero (Tabla 1).

La salinidad mostró valores mayores en enero, siendola amplitud entre ambos meses de 9,73 unidades (Tabla1). El valor máximo se registró en el mes estival y elmenor en el lluvioso. Los valores obtenidos a través de laprueba de correlación (Pearson, á=0,05), entre la salinidad

diaria y el caudal de los rios, mostraron valoressignificativamente diferentes de 0 (-0,958 ; -0,694) paraenero y julio, respectivamente. Las series temporalesmuestran que los valores fueron mayores en sicigia queen cuadratura, sin estratificación. Los valores registradosde acuerdo con el modelo de Hansen & Rattray (1966)(äSal=Sfondo-Ssuperficie)/Smedia , para sicigia y cuadratura fueroninferiores a 10-1, caracterizando el área estudiada sin

Figura 2

Variación climatológica durante el periodo de muestreo en el municipio de Jaboatao

Climatologic variation during the period of sampling in the Jaboatão suburb



Figura 3

Serie temporal de: (A y B) profundidad local; (C y D) salinidad en la superficie (__) y en el fondo (- -); (E y F) velocidad de lacorriente en la superficie (__) y en el fondo (- -) ; (G y H) temperatura del agua en la superficie (—), en el fondo (- -) y del aire

(— gris). La línea vertical continua indica la separación entre los ciclos de marea de sicigia (S) ycuadratura (C). Los días julianos indican el periodo observado

Temporal series of: (A and B) local depth (__); (C and D) surface (__) and bottom salinities (- -); (E and F) current intensity, atsurface (__) and bottom (- -); (G and H) water temperature at surface (__), bottom (- -) and of air (__ gray). The vertical line indicates

separation between spring (S) and neap (C) tidal cycles. The Julian days indicate the period observed

Figura 4

Serie temporal de: (A y B) clorofila-a (—), en la superficie; (C y D) log oxígeno disuelto (__) y log tasa de saturación (__ gris),en la superficie y en el fondo; (E y F) DBO (__) y pH (__ gris). En la superficie (___) y en el fondo (- -). La línea vertical continua indica la separación entre los ciclos de marea de sicigia (S) y cuadratura (C). Los días julianos indican el periodo observado

Temporal series of: (A and B) Chlorophyll-a (__), at surface; (C and D) log dissolved oxygen (__) and log saturation rate (__ gray),at surface and bottom; (E and F) BOD (__) and pH (__ gray). At surface (__) and bottom (- -). The vertical line indicates

separation between spring (S) and neap (C) tidal cycles. The Julian days indicate the period observed

estratificación vertical (Fig. 3c,d).

La intensidad de la corriente fue, en promedio,superior en enero, sin embargo, las mayores intensidadesse registraron en julio. En este mes la intensidad mediafue influenciada por un valor bajo (0,06 m s-1), registradoen la pleamar (Fig. 3e,f).

La amplitud promedio de la temperatura entre elverano (enero) y el invierno (julio) fue 1,51°C, con unvalor máximo en enero y un mínimo en julio (Fig. 3g,h).El valor medio obtenido para estos dos meses fue superioral histórico de 25,5°C. El gráfico muestra la ausencia de

un gradiente vertical y, una variación regular entre el díay la noche, coincidiendo los bajos valores con las menoresconcentraciones de oxígeno disuelto, tanto en enero comoen julio (Fig. 3g,h).

La variación temporal de la clorofila-a fue mayor enenero, con valores medios y mínimos superiores a 20 y 7mg m-3 respectivamente durante los meses estudiados. Elrango amplio durante el mes estival (150,48) fue productode valores superiores a 100 mg m-3 encontrados en esteperíodo (Fig. 4a,b).

El oxígeno disuelto mostró concentraciones mayores



Figura 5

Serie temporal de: (A y B) compuestos nitrogenados, nitrato (__ gris) y nitrito (__); (C y D) amonio; (E y F) log NID total (__),FID (__ gris); (G y H) silicato. En la superficie (__) y en el fondo (- -). La línea vertical continua indica la separación entre

los ciclos de marea de sicigia (S) y cuadratura (C). Los días julianos el periodo observado

Temporal series of: (A and B) nitrogen compounds, nitrate (__ gray) and nitrite (__); (C and D) ammonia; (E and F) log total NID(__), total DIP (__ gray); (G and H) silicate. At surface (__) and bottom (- -). The vertical line indicates separation

between spring (S) and neap (C) tidal cycles. The Julian days indicate period observed

en enero cuando se registró un valor máximo de 7,96 mLL-1, y los menores en julio. La tasa de saturación deloxígeno disuelto varió de 1,44 a 160,37%, entre julio yenero respectivamente (Fig. 4c,d).

La demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), registróvalores bajos, siendo el máximo encontrado en julio(10,02 mg L-1), y mínimos en ambos períodos (Fig. 4e,f).

El pH presentó valores alcalinos y ácidos en ambosperíodos, siendo registrado el valor de máxima alcalinidaden enero (8,84) y el de máxima acidez en julio (6,12)(Tabla 1, Fig. 4e,f).

La mayor concentración de DBO coincidió con elmenor pH observado en julio, durante el horario diurnoen el estadio de bajamar (Fig. 4f).

Los nutrientes nitrogenados registraron valorespromedios mayores en julio, cuando el nitrato fue elcompuesto que registró los valores medios y máximosmayores (Tabla 1, Fig. 5). El nitrito registró valoresinferiores a 2 μmoles L-1 durante todo el año,observándose picos durante la cuadratura de enero (Fig.5a,b). El nitrato osciló entre pleamar y bajamar de formaascendente durante enero; durante julio exhibió losmayores valores en las bajamares. El amonio, similar alnitrato, evidenció una oscilación ascendente en enero yaltos valores en julio (Fig. 5c,d). Los valores totales(nitrito + nitrato + amonio) registrados en invierno fueronen promedio dos veces superiores aproximadamente a losdel mes estival (Tabla 1, Fig. 5e,f).

Similar comportamiento registró el fosfato, siendo elpromedio del mes estival cinco veces inferior al del mesinvernal (Tabla 1, Fig. 5e,f). Las concentraciones en juliovariaron fuertemente entre bajamar y pleamar,registrándose un valor máximo de 3,26 μmoles L-1; losvalores mínimos de este período fueron equivalentes alos máximos de enero.

La relación de Redfield (N:P) mostró que, durante elperíodo estival, la relación fue cuatro veces la del invierno(julio), registrándose relaciones de hasta 824:1 (enero).Esta relación muestra que en promedio durante el veranoel fosfato fue el factor limitante y en julio fue el nitrógeno(Tabla 1).

El silicato fue el nutriente que registró las mayoresconcentraciones, con valores medios mayores en julio, yun valor máximo de 476,04 μmoles L-1. La amplitud mediade este compuesto fue de 90 μmoles L-1 entre enero yjulio (Tabla 1, Fig. 5g,h).

Diferencias entre día y noche

Con el fin de estimar las influencias de la asimilación

autotrófica sobre la disponibilidad de los nutrientes,fueron comparadas las concentraciones medias duranteel día (05:00-18:00 h) en enero y en julio (05:30-17:30h) y la noche en enero (19:00-04:00 h) y julio (18:00-05:00 h).

Las diferencias observadas en las concentracionesevidenciaron poca amplitud entre el día y la noche parala salinidad (Δ = <6). El oxígeno disuelto siempre fuemenor durante la noche en ambos meses. Entre loscompuestos nitrogenados el amonio registró las mayoresvariaciones en relación a la noche (Δ = 6-16). El fosfatofue menor al amonio con Δ = 6-10. El silicato y el nitratomostraron variaciones diferentes entre enero y julio,durante el mes estival sus concentraciones fueron mayoresa la noche, y en julio, lo fueron durante el día (Fig. 6).

Análisis estadístico de las categorías y parámetrosanalizados

Se encontraron diferencias estadísticamente significativas,según las pruebas F y t de Student (α=0,05), entre verano(enero) e invierno (julio) en: temperatura, salinidad,oxígeno disuelto, tasa de saturación, pH, amonio, nitrito,fosfato, silicato, clorofila-a y velocidad de la corriente(Tabla 2).

Para los períodos de sicigia y cuadratura, solo latemperatura, la salinidad y el nitrato mostraron diferenciasde las medias (α =0,05).

Para los estadios de marea, todos los parámetros dela matriz mostraron diferencias significativas a excepción,de la temperatura, clorofila-a y velocidad de la corriente(α=0,05).

Los gradientes verticales de los parámetros nopresentaron diferencias estadísticamente significativas(α=0,05), lo que corrobora la homogeneidad de lacolumna de agua en el sistema.

Bajo el punto de vista diario (día y noche), latemperatura, el oxígeno disuelto, la tasa de saturación y,la clorofila-a mostraron diferencias estadísticamentesignificativas (α=0,05).

Cuando la matriz de datos principal fue dividida yseparada bajo los dos meses estudiados, los siguientesresultados fueron obtenidos: En enero y bajo la categoríade sicigia y cuadratura, todos los parámetros mostrarondiferencias estadísticamente significativas a excepción dela DBO y el pH (α=0,05), observación que no fueencontrada con la matriz principal. En la categoría deestadios de bajamar y pleamar, la temperatura mantuvosemejanza entre las medias y el nitrato no mostródiferencias significativas. Con el horario, nuevamente se



Tabla 2

Análisis estadístico a través de las pruebas F y t de Student para las categorías. En negrita las medias que presentandiferencias significativas entre las categorías (ααααα = 0,05). Entre paréntesis los valores medios

F test and Student’s t-test to the categories. In bold the means with significant differences (á = 0.05).Average values between brackets

encontraron diferencias significativas para la temperatura,oxígeno disuelto, tasa de saturación y clorofila-a.

En julio (invierno), los parámetros mostraron mayorescambios con respecto a la matriz principal, durante lascategorías de sicigia-cuadratura y horario (día y noche).

En la categoría sicigia y cuadratura y, horario diurnoy nocturno, solo la temperatura mostró diferenciasestadísticamente significativas (α=0,05). En estacategoría, la velocidad de la corriente también mostróuna variación significativa entre enero y julio (Tablas 1 y2), las velocidades en sicigia siempre fueron mayores(Tabla 1). En las categorías analizadas fueron consideradotambién los estadios de flujo y reflujo, donde fueronobservadas variaciones, principalmente en julio, cuandola amplitud fue mayor (Δ = - 0,33 m s-1) (Tabla 2). Entodas las condiciones analizadas la categoría reflujo fuemayor que la categoría flujo (Fig. 3c,d).

Así como en los análisis anteriores la categoría deestadios de marea fue la que mostró las mayoresdesigualdades entre sus medias aritméticas, en enero

(verano), la mayoría de los parámetros mostrarondiferencias estadísticamente significativas excepto latemperatura, DBO, nitrato y la intensidad de la corrienteen bajamar y pleamar.

En la categoría horario, solo la temperatura mostródiferencias estadísticamente significativas entre el día yla noche.

La Fig. 7 muestra el plano factorial de los factores 1 y2, obtenidos en el ACP. Las dos primeras componentes(PC1 e PC2) explicaron el 83,22% de la varianza total.La primera componente (PC1) explicó el 68,30% de lavarianza total, siendo formada, en su lado negativo, porel oxígeno disuelto, salinidad y pH, asociados al mes deenero y a la pleamar. En la extremidad positiva, sedestacan los nutrientes inorgánicos nitrogenados, fosfatoy el silicato, asociados al mes de julio y bajamar. El eje 2fue formado por la clorofila-a y temperatura en laextremidad positiva y, profundidad local en la extremidadnegativa y explicó el 14,91% de la variancia. La DBO,velocidad de la corriente y relación N:P no mostraron

Figura 6

Concentraciones medias de consumo en relación a la noche (Δ %)

Average consumption in the day in relation to night (Δ %)



influencia en estos dos factores.

DiscusiónA través del análisis estadístico, se determinarondiferencias significativas entre los períodos estudiados,demostrando la gran influencia y variabilidad de lasmareas y de la descarga fluvial en los procesos estuarinostropicales.

Durante el mes estival, la tasa de evaporación,corrientes de mareas y, en menor escala, los vientos fueronmayores, definiendo valores mayores de parámetros comotemperatura, salinidad, oxígeno disuelto, pH, clorofila-a. Por otro lado, se caracterizaron menores valores en laintensidad de las corrientes, DBO y nutrientes.

Esta estacionalidad está bien definida para un áreatropical, hecho registrado por Branco et al. (2002) eneste estuario entre 1999 y 2000, Flores Montes (1996),en el Canal de Santa Cruz y, por Macêdo & Costa (1990)en el estuario del Río Igarassú.

Las diferencias entre sicigia y cuadratura de latemperatura durante los meses observados ocurrieronprobablemente debido a las variaciones en la intensidadde los vientos durante los días de muestreo, cuando lasintensidades fueron siempre mayores en cuadratura,produciendo una transferencia mayor de la cantidad demovimiento del aire al agua, asociada a una área de pocaprofundidad, hecho demostrado por la ausencia deestratificación térmica.

Los valores salinos más elevados en los períodos desicigia están sustentados por la influencia de las corrientesde marea, que en este período son más intensas,disminuyendo la cantidad de agua dulce retenida en elárea, y al mayor volumen de agua marina. En lacuadratura, los menores valores demostraron que lainfluencia fluvial es más notoria. La variación nictimeralfue bien definida, acompañando el ciclo de las mareas,con valores mayores en las pleamares. La estratificaciónsalina en la estación de muestreo no mostró diferenciassignificativas y, las variaciones menores a 3 unidadessalinas entre superficie y el fondo indicaron un áreaverticalmente homogénea. Durante el mes estival

Figura 7

Plano factorial formado por los factores 1 y 2, obtenidos a partir del análisis de componentes principaleshecho sobre los datos de enero y julio

Factorial plans formed by axis 1 and 2, obtained from Principal Components Analysis January and July data

observado, las corrientes de marea también influenciaronlas mayores concentraciones de oxígeno disuelto y laoxigenación relativa, así como el pH y nutrientes,caracterizando el área como supersaturada en relación alporcentaje de oxígeno en la mayoría de los estadios demarea, independientemente del horario de muestreo; estehecho quedó demostrado con los valores de oxígenodisuelto en las pleamares en el horario nocturno. Laoxigenación del medio y porcentaje de saturación fueronatribuibles a la hidrodinámica del período de sicigia queotorgó características de un ambiente que se renuevaconstantemente. Esta oxigenación se relacionódirectamente al ciclo de los nutrientes nitrogenados,cuando las concentraciones de amonio fueron bajas en elárea de estudio durante enero, evidenciando el procesode nitrificación completa de este elemento, resultante dela descomposición de la materia orgánica. Esto sedemuestra al observar las concentraciones del nitrito, másbajas que las de nitrato. Según Day et al. (1989), lasconcentraciones de cada uno de los nutrientesnitrogenados son fuertemente influenciadas por el ciclodinámico del oxígeno del medio. Las condicionesfavorables para el fitoplancton en este período, respectoa la disponibilidad de nutrientes, luz y transparencia dela columna de agua, contribuyeron al aumento de subiomasa, mostrando altas concentraciones de clorofila-a, caracterizando el ambiente como eutrófico según laclasificación de Tundisi & Tundisi (1976), principalmenteen las mareas de bajamar y durante el horario diurno.

En el nivel de cuadratura, las condiciones variaron,evidenciando mayores concentraciones de amonio, asícomo también de nitrito y nitrato, sin embargo, aún sobrecondiciones de nitrificación, de acuerdo con los registrosen las concentraciones de oxígeno disuelto y tasas desaturación. Las lluvias caídas al final de la sicigia pudieronser las causas de esta variación, hecho demostrado por elaumento en las intensidades de las mareas de reflujo eneste periodo, lo que pudo generar un aumento en la cargade nutrientes para el estuario. En bajamar fueronobservadas las mayores concentraciones de estoselementos durante los dos meses, indicando la influenciade los ríos en el aporte del nitrógeno, lo cual es evidenteal observar los picos de la biomasa fitoplanctónica enestas mareas.

Durante este período, el horario mostró que el amoniodecrece durante la noche en mayor porcentaje que elnitrito y el nitrato se mostró con porcentajes inversos enrelación a este factor, indicando que el amonio sería elcompuesto nitrogenado asimilado por los organismosfitoplanctónicos durante ambos períodos. El amonio esgeneralmente un nutriente importante debido a su carácterlimitante para el crecimiento del fitoplancton. Day et al.

(1989) y Koroleff (1983), citan una concentración de 5ì mol L-1 de amonio como normal en ambientes estuarinossin contaminación.

La estacionalidad mostrada por el fosfato en elpresente trabajo difiere de estudios previos, como los deBranco et al. (2002) y Okuda et al. (1960b). Las bajasconcentraciones observadas durante enero (un valor sobre1,0 ìmol L-1) indican la actividad consumidora por partedel fitoplancton, cuando el fósforo presenta uncomportamiento limitante para el crecimiento de labiomasa fitoplanctónica, con relaciones N:P (Relaciónde Redfield) de 20:1. En estuarios sin contaminación, lasconcentraciones normalmente varían en torno a 0,025 mgL-1 (cerca de 0,81 ìmol L-1) (Baumgarten & Pozza 2001).La máxima concentración de fosfato según Liss (1976)no debe ser superior a 1,2 ìmol L-1 o 1,0 ìmol L-1 segúnAminot & Chaussepied (1983).

Durante este período la DBO presentó bajasconcentraciones en relación a otras áreas estuarinastropicales, indicativas de menor cantidad de materiaorgánica biodegradable en el medio.

Durante el invierno, la situación en relación a lacontaminación orgánica fue crítica (porcentajes menoresa 50% de oxígeno), sin embargo, los valores de DBO nofueron indicadores de esta situación. Las bajasconcentraciones de oxígeno disuelto y porcentajes desaturación, contrastaron con altas concentraciones decompuestos nitrogenados y fosfatados. Es posible que losprocesos de biodegradación ocurrieran a lo largo de losríos, llegando esa materia orgánica a la zona deconfluencia totalmente mineralizada.

Las altas concentraciones registradas en invierno,tanto en el período de sicigia como de cuadratura, sonindicativas de un incremento en los aportesantropogénicos directos e indirectos, influenciados porel aumento en la descarga de los ríos producto de lasmayores precipitaciones (corrientes mayores en vaciante).Esta diferencia estacional, puede estar asociada tambiéna los menores niveles de actividad biológica durante estaépoca (ver clorofila-a), producto del mayor aporte dematerial en suspensión, reduciendo la penetración de laluz en la columna de agua (Fig. 3b), indicando que elproceso de amonificación es intenso en el área.

Las concentraciones de nitrato no mostraron unavariación significativa entre enero y julio. A diferenciade los otros compuestos inorgánicos nitrogenados, elnitrato mostró siempre concentraciones inferiores a lasespecificadas por Aminot & Chaussepied (1983) (1-15ìmol L-1). Según Carmouze (1994), la velocidad deregeneración o formación del nitrato es, en general, menor



que la de asimilación por los productores primarios,resultando en bajas concentraciones de nitrato en lacolumna de agua.

En julio, el proceso de nitrificación indicóalteraciones, mostrando una mudanza en la secuencia delas concentraciones del ciclo del nitrógeno paraNH4

+>NO3->NO2

-, tanto en la sicigia como en lacuadratura. Esto mostró una reducción en la calidad delas aguas, producto de las condiciones climáticasacompañadas del aporte de desechos domésticos eindustriales ricos en compuestos nitrogenados. Similaresresultados fueron observados para los meses lluviosos yen las bajamares por Branco et al. (2002) y Okuda et al.(1960b) en esta área, Santos et al. (2000) en el estuariodel Río Jaguaribe y Flores Montes et al. (2002) en elCanal de Santa Cruz.

El fósforo es casi ausente en la atmósfera, y la únicaadición relevante de este elemento en el océano provienedel agua de río (Tyrrell 1999).

Las altas concentraciones de este elemento durantejulio se suman a los compuestos nitrogenados, siendoprobable que la fuente principal sea la meteorización delos minerales de la corteza terrestre a través de los ríoscomo vía de transporte, asociada al aumento en lasprecipitaciones. Las características físicas del suelo(mangue) de este tipo de ecosistema compuesto dematerial arcilloso, limo, arena y lodo favorecerían lasuspensión de los fosfatos contenidos en el aguaintersticial de la columna sedimentaria. Debido a estosprocesos, la relación N:P en el mes invernal acusaría unadisminución en relación al mes estival. Según Conley(2000), en los últimos años, varios estudios demostraronque la alternancia en el nutriente limitante es unacaracterística común en todos los estuarios.

El óxido de silicio es conocido por ser una parteesencial en las estructuras sólidas de los silicoflagelados,diatomeas, algunos radiolarios y esponjas. En zonascosteras y en regiones estuarinas las concentracionesvarían próximas a 150 ìmol L-1, llegando hasta 200ìmol L-1 (Millero & Sohn 1996). Según Maybeck (1979),el silicio disuelto es el mayor constituyente en el agua derío, representando un 10% del total de sólidos disueltos,y su media global de concentración ha sido estimada en4,85 mg L-1 (cerca de 80,83 ìmol L-1).

Las altas concentraciones de silicato observadas enel invierno, confirmarían la naturaleza terrígena de estenutriente con la ayuda de las lluvias y drenaje terrestre.Durante el verano, y bajo la influencia del período desicigia, se observaron concentraciones menores de 150ìmol L-1, con valores próximos a los especificados por

Maybeck (1979). Sin embargo, los valores registradosson mayores a los observados por Branco et al. (2002).Las concentraciones durante el invierno sobrepasan lamedia citada por De Master et al. (1983) (135 ìmol L-1)y Santos (2000) (108,19 ìmol L-1), para la desembocaduradel río Amazonas. Lacerda (2004), durante 2001, en Barrade Jangadas, observó que la comunidad fitoplanctónicaestuvo caracterizada en ambos períodos del año por lasdiatomeas, representando casi el 50% del total de losgrupos identificados, siendo las especies mas abundantes:Cyclotella meneghiniana Kützing, en enero y Oscillatoriasp. en julio. Cyclotella meneghiniana, Bacillariophyceae,fue registrada en todas las mareas, en virtud de su caráctereurihalino y es característica de regiones productivas(Grego 2004). Oscillatoria sp., es una especiecaracterística de agua dulce, sin embargo, posee lacapacidad de adaptarse fisiológicamente en aguas salobresy eutróficas. Según Grego (2004), en la divisiónCyanophyta existen ciertas especies como Oscillatoriasp., bioindicadoras de áreas con elevadas concentracionesde materia orgánica, siendo este taxón el que tolera enmayor magnitud la contaminación orgánica.

Las mediciones entre día y noche de los nutrientes,oxígeno y salinidad indicaron que la salinidad varía pocoentre el día y la noche, y que la influencia de laevaporación sobre el cuerpo de agua no essignificativamente mayor durante el día. En la estaciónde muestreo, las concentraciones de oxígeno disuelto (Δ% = -10 y -2), fueron menores durante la noche, indicandoque la actividad fotosintética es mayor en enero. El grancontraste fue observado para el amonio, con una diferenciadía/noche de 16% en enero, el cual parece ser elcompuesto asimilado por los organismos autotróficos enesa época del año. Otros compuestos nitrogenados y elfosfato mostraron diferencias <10% entre ambosperiodos.

El nitrato y el silicato durante el mes invernal,mostraron un comportamiento inverso en relación a losdemás compuestos analizados, siendo probable que elnitrato y el silicato sean condicionados por la lluviacontribuyendo al enriquecimiento de los nutrientes parael estuario vía descarga fluvial, no siendo asimiladosdirectamente por los organismos fitoplanctónicos duranteel día.

Las diferencias entre los meses fueron demostrados através del ACP, como también entre los estadios de mareay parámetros asociados. Así, parámetros como las salesnutrientes mostraron una correlación con el estadio debajamar, indicativo de contaminación de origen domésticoy/o industrial. El eje 2 de ese análisis asoció procesoscomo la productividad primaria a través de la directa

relación entre temperatura y clorofila-a en oposición a laprofundidad local.

AgradecimientosLos autores agradecen el soporte financiero concedidopor CNPq (Conselho Nacional de DesenvolvimentoCientífico do Brasil). Extendemos nuestrosagradecimientos a los evaluadores, que colaboraroneficazmente con sugerencias y críticas constructivas parala finalización de este trabajo.

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Recibido el 1 de agosto de 2008 y aceptado el 24 de noviembre de 2008

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