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CAMPAÑA GOLFO DE MÉXICO Y MAR CARIBE 2018
INFORME TÉCNICO
REGIÓN PLATAFORMA CONTINENTAL DE YUCATÁN
ACÚSTICA PESQUERA, BATIMETRÍA, OCEANOGRAFÍA Y
BIOLOGÍA
CRUCEROS: JCFINP/1803-JCFINP/1805
OCTUBRE 2018
INSTITUTO NACIONAL DE PESCA Y ACUACULTURA
DIRECCIÓN GENERAL ADJUNTA DE INVESTIGACIÓN PESQUERA EN EL
ATLÁNTICO
B/I DR. JORGE CARRANZA FRASER
DIRECTORIO
SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, DESARROLLO
RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN
Lic. Baltazar Hinojosa Ochoa
Secretario de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación
INSTITUTO NACIONAL DE PESCA Y ACUACULTURA
Dr. Pablo Roberto Arenas Fuentes
Director General del Instituto Nacional de Pesca y Acuacultura
Dr. Ramón Isaac Rojas González
Director General Adjunto de Investigación Pesquera en el Atlántico
M. en C. Pedro Sierra Rodríguez
Director General Adjunto de Investigación Pesquera en el Pacífico
Océan. Juan Carlos Lapuente Landero
Director General Adjunto de Investigación en Acuacultura
LISTA DE AUTORES
M. en C. Juan Roberto F. Vallarta-Zárate
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
M. en C. Víctor Hugo Martínez-Magaña
CRIP - Manzanillo, INAPESCA
Dra. Leticia Huidobro-Campos
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Biól. Lucía Elizabeth López-López
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Ing. Emma Verónica Pérez-Flores
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Biól. Diana del Campo-Hernández
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Ing. Leslie Altamirano-López
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Océan. Juan Domingo Izábal-Martínez
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Biól. Odín Erik Romero-Fernández
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Biól. Daniel Hernández-Cruz
Oficinas centrales, Ciudad de México, INAPESCA
Como citar este documento:
Vallarta-Zárate J. R. F., V. H. Martínez-Magaña, L. Huidobro-Campos, L. López-López,
E. V. Pérez-Flores, D. del Campo-Hernández, L. Altamirano-López, J. Izábal-Martínez,
O. E. Romero-Fernández y D. Hernández-Cruz. 2018. Informe Técnico: Región
Plataforma Continental de Yucatán: Acústica Pesquera, Batimetría, Oceanografía y
Biología. Campaña Golfo de México y Mar Caribe, 2018. INAPESCA. 100 p.
AGRADECIMIENTOS
A las personas que estuvieron involucradas en el levantamiento y procesamiento de la
información que fue adquirida durante el crucero de investigación y que se traduce en algunos de
los resultados contenidos en este documento. Muchas gracias por su invaluable apoyo y
disposición en las tareas de investigación que realiza el INAPESCA.
A los ingenieros pesqueros del INAPESCA por su invaluable apoyo en la operación de las artes
de pesca.
A las autoridades del INAPESCA por la confianza otorgada para el desarrollo de la investigación
de esta importante tarea.
Al personal de tripulación del B/I Dr. Jorge Carranza Fraser por el apoyo que siempre se nos
facilitó.
RESUMEN EJECUTIVO
La zona de estudio en la cual se realizó el análisis que se presenta en este documento, fue
realizado en dos cruceros de investigación a bordo del B/I Dr. Jorge Carranza Fraser. La primera
campaña (clave de crucero JCFINP/1803) abarcó el sur de Veracruz y Tabasco y cerca del 75%
de la plataforma yucateca del 25 de marzo al 27 de abril del 2018. En tanto, la siguiente campaña
se realizó del 9 al 30 de mayo (clave de crucero JCFINP/1805) y abarcó la parte faltante de la
plataforma de Yucatán y el Caribe mexicano. En el crucero JCFINP/1803 se navegaron en 34
días un total de 3,592 mn correspondientes tanto al derrotero de prospección acústica como a las
travesías. Se recorrieron 39 transectos, procesando la información acústica a la par de la
adquisición y obteniendo la ecointegración respectiva para generar cartas de densidad de energía
acústica, tanto de los lances como de la prospección en las líneas de navegación. En total se
realizaron 39 lances de pesca de arrastre de fondo de los ecos identificados a través de la
operación de una ecosonda científica de haz dividido EK60, en un tiempo efectivo de pesca de
arrastre de 18 horas y 19 minutos en un área barrida de 1.53 km2. Además de una actividad con
palangre con un tiempo efectivo de pesca de 7 horas y 28 minutos. El volumen total de pesca
correspondiente de los arrastres y palangre fue de 2,503.22 kg, entre peces óseos y
elasmobranquios, moluscos, crustáceos y equinodermos. Asimismo, en oceanografía se realizaron
un total de 44 estaciones oceanográficas. Los muestreos realizados estuvieron distribuidos
aleatoriamente en los 39 transectos, con 43 lances de CTD, 39 arrastres oblicuos de red Bongo y
145 muestreos con sistema CUFES.
En la campaña JCFINP/1805 se navegaron en 23 días un total de 2,851 mn correspondientes
tanto al derrotero de prospección acústica como a las travesías y se recorrieron 14 transectos
perpendiculares a la línea de costa. En total se realizaron 13 lances de pesca de arrastre de fondo
de los ecos identificados a través de la operación de una ecosonda científica de haz dividido
EK60, en un tiempo efectivo de pesca de arrastre de 8 horas y 27 minutos en un área barrida de
1.15 km2. Además de una actividad con palangre con un tiempo efectivo de pesca de 5 horas y 47
minutos. El volumen total de pesca correspondiente de los arrastres y palangre fue de 55.05 kg,
debido a que las operaciones pesqueras de media agua presentaron capturas poco abundantes.
Asimismo, en oceanografía se realizaron un total de 24 estaciones oceanográficas. Los muestreos
realizados estuvieron distribuidos aleatoriamente en los 14 transectos, con 24 lances de CTD, 10
arrastres oblicuos de red Bongo y 47 muestreos con sistema CUFES. El crucero finalizó
anticipadamente por cuestiones meteorológicas adversas.
En el presente estudio se compiló y analizó solamente la información de la plataforma de
Yucatán, la plataforma de Veracruz y Tabasco, así como el Caribe mexicano serán
analizados en informes particulares.
Numeralia de los cruceros de investigación realizados en la Plataforma Continental de Yucatán, por el
B/I Dr. Jorge Carranza Fraser.
Actividad Número
Cruceros 2
Días navegados 57
Millas recorridas 6,443 mn
Transectos 53
Lances de pesca de arrastre 52
Tiempo efectivo de pesca 26 hrs, 46 min
Volumen de pesca 2,558.27 kg
Área barrida 2.68 km2
Palangres 2
Tiempo efectivo de pesca 13 hrs, 10 min
Estaciones oceanográficas 68
Lances de CTD 67
Lances red Bongo 49
Lances CUFES 192
CONTENIDO Resumen ejecutivo ........................................................................................................................... 6
1 Introducción ............................................................................................................................. 1
2 Antecedentes ............................................................................................................................ 1
2.1 Golfo de México y Plataforma Continental de Yucatán .................................................... 1
2.2 Oceanografía pesquera ...................................................................................................... 3
2.3 Acústica pesquera .............................................................................................................. 6
2.3.1 Relación de la densidad de la energía acústica (NASC) con la variabilidad
ambiental a través de la implementación de Modelo Aditivo Generalizado ............................ 7
2.4 Biología pesquera .............................................................................................................. 8
3 Objetivos ................................................................................................................................ 10
3.1 Objetivo general .............................................................................................................. 10
3.2 Objetivos particulares ...................................................................................................... 10
4. Área de estudio ....................................................................................................................... 11
5 Materiales y métodos ............................................................................................................. 12
5.1 Oceanografía .................................................................................................................... 12
5.1.1 CTD (Conductivity Temperature Depth) ................................................................. 12
5.1.2 Red Bongo ................................................................................................................ 12
5.1.3 CUFES (Continous Underway Fish Egg Sampler) .................................................. 13
5.1.4 Termosalinómetro .................................................................................................... 14
5.1.5 Clorofila-α ................................................................................................................ 14
5.2 Acústica pesquera ............................................................................................................ 15
5.2.1 Adquisición y resolución de datos ........................................................................... 15
5.2.2 Procesamiento de la información ............................................................................. 16
5.3. Biología pesquera ............................................................................................................ 16
5.3.1 Análisis de datos biológicos .......................................................................................... 18
5.4. Análisis de distribución espacial ..................................................................................... 20
5.4.1. Modelo Aditivo Generalizado (MAG) .................................................................. 20
5.4.2. Análisis de agrupación (AA) .................................................................................. 20
6 Resultados .............................................................................................................................. 21
6.1 Oceanografía pesquera .................................................................................................... 21
6.1.1. Distribución superficial de variables ambientales .................................................... 22
6.1.2. Distribución vertical de variables ambientales ......................................................... 25
6.1.3. Distribución de huevos y larvas de peces ................................................................. 30
6.2. Acústica pesquera ............................................................................................................ 34
6.2.1. Batimetría ................................................................................................................. 34
6.2.2. Lances de pesca ........................................................................................................ 35
6.2.3. Eco Integración (EI) ................................................................................................. 36
6.2.4. Relación de la biomasa (NASC) con la variabilidad ambiental a través de la
implementación de Modelo Aditivo Generalizado ................................................................ 43
6.3. Análisis biológico pesquero............................................................................................. 46
6.3.1. Curva de rarefacción ................................................................................................ 46
6.3.2. Lances de pesca (LP) ................................................................................................ 46
6.3.2.1. Lances de Pesca de fondo (LP-f) .......................................................................... 47
6.3.2.2. Lances de Pesca a media agua (LP-ma) ............................................................... 72
6.3.2.3. Lance de Pesca de palangre (LP-p) ...................................................................... 76
7. Discusión ................................................................................................................................ 79
8. Conclusiones .......................................................................................................................... 84
9. Recomendaciones ................................................................................................................... 87
10. Literatura citada ................................................................................................................... 88
11. Anexos ................................................................................................................................. 98
ANEXO 1. Esquema técnico de la red de arrastre de fondo camaronera. .................................... 98
ANEXO 2. Esquema técnico de la red de arrastre de media agua “Mesh wing trawl 25/25” (Nets
Systems 2016a). ......................................................................................................................... 99
ANEXO 3. Esquema técnico de palangre experimental. ............................................................ 100
ANEXO 4. Listado faunístico de los lances de pesca de arrastre y media agua realizados en la
Plataforma de Yucatán, biomasa (kg) y abundancia (núm. org.) por especie. ......................... 101
ANEXO 5. Grupos de peces y variables ambientales por lances de fondo. ............................... 103
Anexo. 6. Participantes en los cruceros .................................................................................... 104
1
1 INTRODUCCIÓN
El Golfo de México, en adelante GoMex, es una pequeña cuenca oceánica semicerrada con
corrientes marinas tropicales, que ocupa un cuerpo de agua de 1.5 millones de kilómetros
cuadrados (Bryant et al. 1991, Salvador 1991). Es reconocido como el noveno en el mundo por
su volumen y uno de los 64 Grandes Ecosistemas Marinos de América (Lara-Lara et al. 2008,
NOAA 2018). Forma parte de la circulación del Océano Atlántico canalizando los transportes de
calor, sal, nutrientes y material biológico, del Mar Caribe al Atlántico Norte. Además, juega un
rol importante definiendo el estado del tiempo y el clima de América Central, Estados Unidos de
América y el Mar Caribe (Müller-Karger et al. 2015). El GoMex representa un hábitat importante
para peces pelágicos, mamíferos marinos y otros organismos, con una geografía única, alta
biodiversidad y productividad que sostiene grandes industrias pesqueras, petroleras y turísticas.
De ahí su relevante importancia económica para México, Estados Unidos de América y Cuba
(Müller-Karger et al. 2015).
2 ANTECEDENTES
2.1 Golfo de México y Plataforma Continental de Yucatán
El GoMex está dividido en contrastantes subprovincias fisiográficas respecto a la forma,
composición y profundidad del relieve del lecho marino, cuya fisiografía actual refleja eventos
geológicos sucesivos desde el nacimiento de la cuenca (Bryant et al. 1991). Forma parte de la
frontera oeste del sistema de corrientes del Atlántico Norte. Aguas claras y cálidas de la
superficie del Mar Caribe entran a la cuenca vía la Corriente de Yucatán, para formar la Corriente
de Lazo (CL) y anillos derivados de ésta (Candela et al. 2002 Schmitz Jr et al. 2005, Badan et al.
2005, Smith et al. 2014). Florecimientos fitoplanctónicos de la Península de Yucatán son
encarrilados hacia el sistema de corrientes Yucatán - Lazo y transportadas al norte y este hacia el
interior del GoMex (Müller-Karger et al. 2015). El desarrollo de la extensión de la CL y la
separación de remolinos anticiclónicos es el resultado de la interacción de procesos estacionales y
aleatorios (Sturges y Lugo-Fernández 2005, Zavala-Hidalgo et al. 2006, Donohue et al. 2015).
En el oriente del GoMex, la CL y estos grandes anillos, interactúan con la plataforma continental
y propician afloramientos o surgencias en la región nerítica interna y externa (Merino 1997,
2
Mateos-Jasso 2009, Ramos-Musalem 2013). La mayoría de las propiedades de las masas de agua
del GoMex superior están determinadas estacionalmente a lo largo de las márgenes de la cuenca,
por la interacción de la atmósfera y el océano, por mezcla de agua de la CL y remolinos
ciclónicos y anticiclónicos, así como por las surgencias y mezcla de las aguas por vientos y
tormentas (Vidal, 1994), inclusive las mareas (Monreal-Gómez et al. 2013). Las aguas de la
plataforma continental conforman una docena de diferentes regiones biogeográficas distribuidas
alrededor del golfo (Müller-Karger et al. 2015). Por su estructura general, el GoMex es
considerado un mar de plataforma (Simpson y Shrarples 2012), cuyos movimientos son
controlados por una combinación de ingresos de flotabilidad (bouyancia) a causa del intercambio
de calor superficial, escorrentía de ríos y forzamiento mecánico por la atmósfera (vientos) y las
mareas. Por la fuerza y variedad de estos forzamientos físicos, los mares de plataforma (como el
GoMex) son regiones muy dinámicas del océano, que juegan un gran papel en el desarrollo
biológico (Simpson y Sharples 2012).
La Plataforma Continental de Yucatán (PCY), compuesta por una ancha planicie de carbonato de
calcio, es una de las principales estructuras fisiográficas orientales del GoMex (Bryant et al.
1991, Salvador 1991). La parte sumergida norte y oeste de la PCY es denominada Banco de
Campeche, tiene una amplitud de 240 km al norte, un tanto reducida al oeste, pero adelgazada a
unos cuantos kilómetros al este de la península frente a Quintana Roo. Está rodeada por el talud
del Banco de Campeche, denominado Escarpe de Campeche cuya pendiente es mayor a 35
grados. Inicia al norte del Banco de Campeche después de una amplia terraza submarina y
profunda al noroeste, denominada Terraza de Campeche, de 200 km de amplitud. Al este de la
PCY está un canal, nombrado Estrecho de Yucatán (Bryant et al. 1991). Específicamente en la
PCY, han sido señalados procesos oceanográficos que sostienen pesquerías o especies de
importancia ecológica. En base a la dinámica marina y fisiografía local es controlada la variedad
de condiciones influyentes en la distribución de especies. Los afloramientos o surgencias de Cabo
Catoche y Yucatán, junto con la CL, son los procesos oceanográficos relevantes en la PCY
(CONABIO-CONANP-TNC-PRONATURA 2007, Ward y Tunnell Jr 2017). Los hábitats de la
gran ecorregión “sur del Golfo de México”, engloban las zonas nerítica interna y externa de
Yucatán que, junto con lagunas costeras, estuarios, dunas, manglares y lechos de pastos marinos,
del resto de la ecorregión, sustentan más de mil especies de peces de escama. Aunque sólo unas
3
cuantas de éstas son de importancia (Wilkinson et al. 2009), la pesca comercial desempeña un
papel primordial en la economía del golfo. Las pesquerías tradicionales incluyen recientemente
peces arrecifales, demersales, pelágicos costeros migratorios y grandes pelágicos oceánicos (Day
et al. 2004). Estas pesquerías han alcanzado su límite de explotación y extracción (DOF 2012).
En la PCY, el pulpo maya y el mero yucateco son especies de particular importancia social y
económica en México. El mero rojo o yucateco del Banco de Campeche es el segundo recurso
pesquero en aguas mexicanas del GoMex, desarrollada en la plataforma norte de Yucatán y es
una de las pocas pesquerías de mero monoespecíficas sujetas a una gestión trinacional (EUA-
México-Cuba). Similarmente, los tiburones han cobrado una gran importancia económica y su
captura aumentó en la década de los ochenta. Además, la especie más sobreexplotada es el
huachinango, pero también ocurren macarelas y atunes, sierra y peto en la región de estudio
(Wilkinson et al. 2009).
Entender la dinámica de los mares de plataforma como el de la PCY, implica la interrelación
científica de aspectos físicos, químicos y biológicos de la oceanografía para esclarecer procesos y
objetivos individuales que representen su interacción en modelos conceptuales y numéricos
(Simpson y Sharples 2012). En el presente informe se presenta la evaluación de los recursos
pesqueros del área de estudio, a través de la interrelación entre la distribución de los parámetros
ambientales con la distribución de organismos detectados acústicamente, capturados en lances de
pesca de control y estudiados a través de biometrías para aplicación de modelos biológicos
pesqueros. Este estudio surge de las campañas JCFINP/1803 y JCFINP/1805 realizadas del 7 al
27 de abril y del 8 al 30 de mayo 2018, respectivamente.
2.2 Oceanografía pesquera
La oceanografía pesquera es el estudio de la interacción entre los peces marinos y los ambientes
que atraviesan en sus múltiples estados de vida. Con las investigaciones oceanográficas pesqueras
se pretende aportar un entendimiento sólido del comportamiento, dinámica de población e
historia de vida de los peces, desde una perspectiva del ecosistema (Bograd et al. 2014). Para
entender los efectos del ambiente y la pesca sobre los grandes componentes del ecosistema, no es
suficiente utilizar las variables ambientales principales como la temperatura superficial del mar y
la clorofila, para explorar la relación entre la física y química del mar con la distribución y
4
abundancia de los organismos. Se sugiere utilizar variables derivadas como la detección de los
frentes térmicos, zonas de surgencias, remolinos y la profundidad de la capa de mezcla, para
conocer el hábitat marino (Hobday y Hartog 2014), en conjunto con la estimación del tamaño de
la población de peces. La utilidad de estudios de ictioplancton ha aumentado por la necesidad de
evaluar el stock independiente de la pesquería enfocada en ensamblajes de peces en estadios
tempranos de desarrollo, como parte integral del ambiente (Geoffrey y Smith 1993).
Los estudios hidrográficos han ayudado al entendimiento de la dinámica oceánica, así como su
influencia en los procesos biológicos, con los cuales es posible identificar las causas de patrones
de distribución (Müller-Karger et al. 2015) y abundancia de organismos marinos (McFarlane et
al. 1996, Zwolinski et al. 2014). Estas investigaciones han sido útiles en la evaluación de
pesquerías de una manera integral o ecosistémica, con propósitos de manejar los recursos
naturales de importancia económica (Arreguín-Sánchez 2009, Arreguín-Sánchez et al. 2017).
Para ubicar espacialmente los procesos físicos y químicos de importancia biológica ha sido
utilizada en esta investigación, la medición de temperatura, salinidad, densidad, oxígeno disuelto
y clorofila-α. Específicamente en la PCY han sido identificados procesos oceanográficos,
tomando en cuenta la distribución espacial de la temperatura superficial del mar (Cerdeira et al.
2000). La medición de esta „variable maestra‟ en perfiles verticales y su interpolación, permite el
reconocimiento cualitativo de afloramientos de aguas frías ricas en nutrientes (surgencias), al
relacionarla con la distribución vertical de la salinidad, la densidad, el oxígeno, la clorofila-α y
nutrientes. El estudio de la integración de la distribución de estas variables ambientales, físicas y
químicas, ha permitido también la identificación de masas de agua, así como la oxigenación y
producción primaria en función de la concentración de clorofila-α. La dinámica de la circulación
oceánica que controla la distribución de los parámetros ambientales, puede ser detectada
cualitativamente con su variación horizontal y vertical en la zona de estudio, por medio de
observaciones de la distribución de temperatura, salinidad y densidad a través de diagramas de
temperatura y salinidad (T-S). Esta representación gráfica es una herramienta oceanográfica que
permite la caracterización de masas de agua, a través de sus propiedades termodinámicas. Con la
cual han sido detectadas seis masas de agua en el GoMex, cuatro son de origen externo,
provenientes de la inherente relación con el Océano Atlántico e introducidas al GoMex por el
5
sistema de corrientes Yucatán - Lazo (Vidal et al. 1991, Smith et al. 2010) y otras dos: la masa de
Agua 18ºC y la de Agua Común del Golfo (ACG), la primera detectada en la región subtropical
norte del GoMex y la segunda en prácticamente todo el golfo. La masa de Agua Común del
Golfo, se forma continuamente en el interior del GoMex, por la mezcla de las aguas oceánicas
con las aguas salobres de la cuenca, originadas de la escorrentía de los diversos ríos que
circundan esta región de la superficie, en los 200 metros de profundidad superiores de la columna
de agua. Debido a que el GoMex es un mar continental, prácticamente en la masa de ACG
ocurren los intercambios de propiedades ambientales y desarrollo biológico (Vidal et al. 1990,
Vidal et al. 1994). La masa de agua 18°C no ha sido detectada en la región de estudio.
La surgencia de Cabo Catoche es un fenómeno que se ubica todo el año al NE de Yucatán y N de
Cabo Catoche. Este proceso oceanográfico, ocurre por la interacción de la Corriente de Yucatán
con el talud y la topografía que provoca que las masas de agua fría emerjan del fondo a la
superficie (Merino 1997). Además, esta surgencia forma el límite oeste de la CL y tiene una
oscilación de E-O, que corre por el Canal de Yucatán elevando la concentración de pigmentos
fitoplanctónicos superficiales (CONABIO-CONANP-TNC-Pronatura 2007). La alta densidad de
clorofilas en la superficie es un indicador de la transformación dinámica de las aguas del Mar
Caribe al entrar al GoMex (Merino 1997, Cerdeira et al. 2000). La concentración de pigmentos
del fitoplancton sirven como trazadores visuales de la circulación superficial a una escala
estacional anual, con 0.072 mg/m3 en verano, 0.115 mg/m
3 en invierno y un promedio anual de
0.097 mg/m3 (Cerdeira et al. 2000). En esta zona también se describe una zona frontal
„permanente‟, al NE de Cabo Catoche, encima de la Terraza de Campeche. El efecto de este
frente sobre las comunidades planctónicas incrementa la abundancia de organismos
microscópicos en verano, más que en invierno (CONABIO-CONANP-TNC-Pronatura 2007).
Con una mayor distribución espacial, la surgencia del Banco de Campeche es producida por el
afloramiento de agua relativamente más fría, ocasionada por el paso de la Corriente del Caribe a
través del Canal de Yucatán (Molinari y Morrison 1988). Debido a las características
fisiográficas del canal, la Corriente del Caribe aumenta su velocidad a más de 2 m/s y la columna
de agua cambia su presión debida al ascenso de agua subsuperficial con temperaturas más frías y
ricas en nutrientes (Merino 1997, Zavala-Hidalgo et al. 2006). El desplazamiento de la surgencia
6
hacia el oeste, siguiendo el contorno de la Península de Yucatán hasta las costas de Tabasco, se
debe a los vientos alisios que en verano tienen dirección E-SE e invierno E-NE y a la Corriente
del Caribe que penetra hasta el sur del GoMex (Merino 1997, Zavala-Hidalgo et al. 2006). Esta
surgencia es afectada por aportes de agua dulce del fondo marino y es más intensa en verano, con
concentraciones altas de 5 mg/m3
(Merino 1997, Zavala-Hidalgo et al. 2006).
2.3 Acústica pesquera
Acústica pesquera incluye una amplia gama de tópicos de aplicaciones científicas y prácticas
utilizando sensores en ambientes marinos, con el fin de aplicarlas para la detección de las
características de organismos acuáticos, zooplancton y hábitats físicos y biológicos. La
investigación acústica de pesquerías, se lleva a cabo con una gran variedad de plataformas que
incluyen ecosondas montadas en una quilla retráctil de un buque de investigación (Simmonds y
McLennan 2005), para la detección de concentraciones comerciales de peces. La interpretación
de lecturas de instrumentos acústicos en la búsqueda de peces y la estimación de la biomasa
marina por métodos acústicos, puede ser obtenido con el estudio de la dispersión del sonido que
reflejan las concentraciones de peces, en función a su tamaño y densidad (Kalikhman y Yudanov
2006), con el propósito principal de la conservación de recursos biológicos y la rehabilitación de
poblaciones sobreexplotadas en las principales regiones oceánicas (Simmonds y McLennan
2005).
Los transductores son las fuentes de sonido y están diseñados para generar pulsos de baja
frecuencia que generan ecos fuertes, largos (longitud) y poderosos para irradiar la energía
suficiente y sea captada por el transductor en una trayectoria de ida y vuelta hacia el fondo, desde
la superficie. Este proceso sonoro es conocido como retrotransmisión. Como la velocidad del
sonido en el mar depende de las condiciones de temperatura, salinidad y presión in situ
(Kongsberg 2012), los pulsos y su recepción serán característicos del sitio donde se realice una
prospección acústica (Simmonds y McLennan 2005). Las frecuencias típicas de las ecosondas
utilizadas en aplicaciones de pesquerías son 38, 120, 200 y 420 kHz, mismas que contiene la
ecosonda científica EK60, la cual selecciona automáticamente la mejor relación del nivel de señal
recibida en sus diferentes canales (Simmonds y McLennan 2005). El registro de la retransmisión
de las señales recibidas (ecogramas), contienen la localización de concentraciones de peces y
7
proveen información de la estructura de cardúmenes así como la estimación de la abundancia de
las especies objetivo, es decir, el volumen total ocupado por los cardúmenes multiplicado por la
densidad media del pez o número de peces por unidad de volumen (Simmonds y McLennan
2005).
Las medidas acústicas son muestras representativas de la amplia distribución de los peces, pero
debido al tiempo limitado disponible para las investigaciones, sólo una pequeña proporción del
volumen ocupado por los peces, puede ser observado acústicamente. Por lo tanto, es necesaria la
planeación de la investigación, determinando la ruta del crucero o derrotero, para obtener toda la
información requerida en el análisis subsecuente. La información disponible de cada
investigación u otras fuentes incluyen datos acústicos como ecogramas, ecointegraciones o
ecoconteos acumulados a lo largo del trayecto del buque; datos hidrográficos y la geografía del
área investigada, localización del derrotero, estaciones de pesca e hidrográficas, entre otros
(Simmonds y McLennan 2005).
Una investigación acústica proporciona el muestreo continuo a lo largo de un transecto, debido a
que hay un periodo de tiempo muy corto entre medidas sucesivas. Existen dos aproximaciones
para analizar muestras exhaustivas, basadas en la estadística clásica y geoestadística. Si no hay
evidencia de la variabilidad temporal en la distribución por investigar, la buena resolución
espacial a lo largo del transecto puede ser utilizada para resolver cualquier variabilidad
aumentada en una dirección. El análisis de los datos colectados es útil para estimar la abundancia
de una o más especies de interés o la distribución geográfica de la concentración de peces. La
abundancia puede ser estimada como la cantidad de peces en el stock, o como un índice que
muestra cómo el stock ha cambiado relativo a alguna estimación previa (Simmonds y McLennan
2005).
2.3.1 Relación de la densidad de la energía acústica (NASC) con la variabilidad ambiental
a través de la implementación de Modelo Aditivo Generalizado
Para evaluar la relación de la “biomasa acústica” (NASC) con la variabilidad de parámetros
ambientales, se aplicó un modelo aditivo generalizado (MAG) (Hastie y Tibshirani 1990), el cual
es una extensión de los modelos tradicionales de regresión lineal para el análisis de datos, que
incorpora la no linealidad y la regresión no paramétrica. El modelo está construido por la suma de
8
funciones suavizadoras (splines) de las variables predictoras (variables continuas, discretas,
categóricas, número de casos y series de datos) y a diferencia de los modelos de regresión lineal
donde se deben determinar los parámetros correspondientes a cada uno de los predictores xi, el
modelo sustituye Σ βi xi por una suma de funciones no necesariamente lineales Σai fi (xi), donde
cada una de las fi es estimada de manera flexible (Wood 2017).
En este tipo de modelos se cambia la sumatoria de los términos de las variables del modelo lineal
por una suma de funciones de las distintas variables predictoras. Por lo que, a partir de regresión
lineal múltiple,
se sustituye por un modelo no lineal y no paramétrico
donde las fi(xi) son funciones polinómicas por secciones que tratan de explicar los cambios de la
variable dependiente y, con la variable predictora xi quitando la parte explicada por las otras
variables, el método es una interpolación con suavizadores cúbicos (Hastie y Tibshirani 1990).
Una de las bondades de este método es que no se debe sugerir el tipo de función existente entre
las variables, el modelo es el que define la forma de la relación, en vez de elegir un solo
parámetro βi que logre el mejor ajuste para el conjunto de valores de la variable correspondiente.
La forma de la función quedará determinada por los datos disponibles y por un parámetro de
suavizado que establece la distancia que la función tiene que ajustar a los datos (Wood 2017).
2.4 Biología pesquera
La Carta Nacional Pesquera se estableció el 25 de junio de 1992, haciendo énfasis en el artículo
27 de la Constitución de los Estados Unidos Mexicanos referente al aprovechamiento de los
recursos naturales de la Nación (DOF 2018). Este instrumento se deriva de la Ley General de
Pesca y Acuacultura Sustentables (DOF 2015), cuyo objetivo es regular, fomentar y administrar
el aprovechamiento de los recursos pesqueros y acuícolas en los cuerpos de aguas federales de la
República Mexicana, por lo que ha sido y continua siendo el referente para el manejo de las
actividades de pesca en el Golfo de México. Los principales factores de cambio a lo largo del
tiempo en la región han sido la implementación del manejo de la flota pesquera, la regulación en
9
las artes de pesca que se emplean, el desarrollo tecnológico en los insumos para mejorar la
captura y el conocimiento de las especies a explotar. La información histórica de los volúmenes
de captura obtenidos de las pesquerías en los estados del GoMex, es indicadora del movimiento
de la abundancia en pesca y captura, lo cual es esencial para la toma de medidas de protección,
mitigación y restauración de los recursos naturales, como las vedas, las zonas de no captura o
áreas naturales protegidas.
La Península de Yucatán es una región de gran importancia pesquera por ser el hábitat de
numerosas especies de crustáceos, moluscos, equinodermos y peces demersales de gran interés
comercial nacional e internacional (Herrera-Silveira 2005). Desde la década de 1970, cuando el
Plan Nacional de Desarrollo se implementó, el Estado se ha preocupado en salvaguardar las
actividades pesqueras rentables, por ser el sustento de muchas familias en la zona costera,
manteniendo, y en algunos casos incrementando el esfuerzo según la demanda, como fue el caso
del pepino de mar y los permisos de pesca de fomento expedidos en 2006 (Sulub y Perera 2011).
En el estado de Yucatán por ejemplo, entre el año 2002 y 2013, se mostró una tendencia lineal en
su producción pesquera con poca variación, de 2.18% a 2.04%. Para el año 2013, la producción
total fue de 35,570 toneladas, resaltando la producción de pulpo (Octopus spp.), mero
(Ephinephelus spp.), pepino de mar (Isostichopus babionotus y Holothuria floridana), rubia y
villajaiba (Lutjanus spp.). Otras pesquerías tuvieron presencia de manera temporal, como la de
camarón (Farfantapenaeus spp.), aunque también hay especies que por su ciclo de vida,
desarrollo lento y exceso de pesca, han entrado en una veda permanente (DOF 2018): el caracol
rosa o reina (Lobatus gigas), caracol lanceta (Lobatus costatus), el caracol tomburro (Xancus
sp.), caracol chirita (Busycon sp.) y el caracol chacpel (Triplofusus gigantea), a diferencia de
especies de crustáceos como la langosta del Caribe (Panulirus argus) que presentan una
pesquería controlada con vedas reguladas por temporadas.
10
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo general
Evaluación de los recursos pesqueros de la Plataforma Continental de Yucatán.
3.2 Objetivos particulares
Realizar la prospección acústico-pesquera con fines de exploración, a través de lances de
pesca de fondo y media agua.
Conocer la distribución temporal de recursos pesqueros potenciales y pesquerías a través
del comportamiento de la densidad de energía acústica (como índice de abundancia),
densidad biológica y CPUE de las capturas de lances de pesca de fondo y media agua.
Caracterizar la distribución superficial y vertical de parámetros ambientales del mar en la
zona de estudio, a través de la medición de la temperatura, salinidad, densidad, oxígeno
disuelto y clorofila-α.
Conocer la distribución superficial de biomasa zooplanctónica de huevos y larvas de
organismos marinos.
Realizar un lance experimental de palangre.
11
4. ÁREA DE ESTUDIO
El área de estudio corresponde a la Plataforma Continental de Yucatán (PCY), con derrotero
ubicado dentro de un polígono delimitado con las coordenadas de inicio 21°77.1667´ Norte,
90°61.6667´ Oeste y fin 24°90.1500´ Norte, 86°21.8833´ Oeste. El diseño del muestreo fue una
combinación de tipo sistemático-estratificado según lo recomendado por Hulbert (1984) a fin de
minimizar pseudo-repeticiones en las muestras de campo y cubrir de manera homogénea las
zonas de interés prospectivo, la separación de los 24 transectos fue de 10 mn y de longitud
variada, navegando un total de 3,269 mn. El plan de muestreo oceanográfico constó de 50
estaciones, el cual fue generado a partir de un muestreo geoespacial aleatorio de una malla de
puntos de muestreo separados cada 5 mn. El muestreo de larvas y huevos de peces se obtuvo cada
8.5 millas náuticas durante el recorrido sobre el derrotero, con un total de 148 muestras obtenidas
(Fig. 1).
Figura 1. Derrotero de navegación en la zona de estudio en la Plataforma de Yucatán,
para los trabajos de evaluación pesquera y oceanografía del B/I Dr. Jorge Carranza Fraser
del INAPESCA.
12
5 MATERIALES Y MÉTODOS
5.1 Oceanografía
5.1.1 CTD (Conductivity Temperature Depth)
En los lances con CTD, La profundidad en cada estación fue determinada utilizando los
ecogramas de la ecosonda EK60 y estableciendo una distancia segura de 10 metros del fondo, por
encima de la registrada, tanto para estaciones someras (~50 m) como profundas (>1000 m). Los
datos de cada lance fueron registrados y convertidos en archivos de texto (*.txt) para su posterior
análisis. El límite de velocidad de viento para realizar una estación fue de 25 nudos. Los
muestreos de rutina en las estaciones oceanográficas, además incluyen el registro continuo de los
parámetros fisicoquímicos y meteorológicos de la superficie oceánica, posición geográfica, hora
y fecha del muestreo y la profundidad según correspondió, en base a los datos ambientales de los
registros del termosalinómetro y la estación meteorológica, la cual contiene sensores de
temperatura y conductividad del mar.
5.1.2 Red Bongo
El muestreo de zooplancton fue realizado con una red tipo Bongo (dos aros de aluminio unidos
entre sí, de 70 cm de diámetro), con dos redes cónicas de 4 metros de longitud y 505 µm de luz
de malla. La muestra de un copo colector fue conservada en alcohol al 96%, mientras que la
segunda muestra fue conservada en formol al 4% amortiguado con borato de sodio, ambas en
contenedores de plástico debidamente etiquetados con la clave del crucero, el número de la
estación, las coordenadas geográficas, la profundidad máxima del arrastre, la hora y la fecha de
muestreo. La muestra de alcohol para análisis de ADN, con el objeto de determinar las especies
capturadas. La de formol, para clasificación de grupos y especies, así como biomasa obtenida.
Debido a que el análisis de las muestras obtenidas con la red Bongo es lento y altamente
especializado, en este informe se reporta solamente el volumen de muestra obtenida en cada
arrastre y, en el mejor de los casos, se comentarán los grandes grupos de las muestras.
13
5.1.3 CUFES (Continous Underway Fish Egg Sampler)
Los transectos de muestreo se establecieron con una longitud de 8.5 millas náuticas (duración
aproximada de 60 minutos, bombeando 640 litros de agua por minuto), los cuales se llevaron a
cabo durante la navegación entre estaciones oceanográficas y arrastres de pesca dentro de
periodos diurnos y nocturnos. Las muestras obtenidas fueron conservadas en formol al 4% en
contenedores de vidrio de borosilicato, etiquetado con clave de crucero, fecha, hora inicial y
final, posición geográfica y secuencia numérica.
A cada muestra recolectada se le asignaron dos categorías, una en función a la colmatación
presentada y la segunda con respecto al periodo del muestreo. La primer categoría se refiere al
volumen relativo de organismos en un frasco de 20 ml, donde poca es la escala para referirnos a
aquellas muestras en donde el volumen de biomasa de microorganismos es nula o casi nula,
mucha para aquellas muestras donde la biomasa ocupa hasta ¼ del volumen total del frasco de
conservación (5 ml) y excesiva para aquellas muestras que ocuparon más de ¼ del volumen total
del frasco (Fig. 2). Para la segunda categoría, referida al momento de la colecta, fue asignado
diurno, a las muestras realizadas de las 7:00 a las 18:00 horas, nocturno a los realizados de las
18:00 a las 6:00 horas e intermedio a las colectadas de las 06:01 a 7:00 horas o 18:01 a 19:00
horas. Para este informe se consideró incluir esta última categoría debido a que durante la
primavera, la luz solar tiene una transición a dichas horas y por lo tanto podría observarse la
migración vertical de organismos desde las capas subsuperficiales hacia las superficiales y
viceversa. Durante los muestreos continuos se incluye el registro de los parámetros
meteorológicos y fisicoquímicos de la superficie oceánica, posición geográfica, hora y fecha del
muestreo, de los valores presentados en el termosalinómetro y la estación meteorológica.
14
Figura 2. Categorías de colmatación obtenida con CUFES, asignada por volumen visible
de muestra recolectada: a) poca, b) mucha, c) excesiva.
5.1.4 Termosalinómetro
Durante la navegación se adquirió información acerca de la superficie del mar usando un sistema
de bombeo de flujo continuo direccionado directamente hacia un sensor CT SBE-21 que registró
cada 10 segundos la temperatura y la salinidad, aproximadamente a 3 metros de profundidad.
Esta información fue vaciada como una base de datos para su procesamiento, al integrar los
archivos de texto generados por el software Seasave–SBE 21 Seacat Termosalinograph. En el
procesamiento de los datos, se creó una rejilla digital con celdas de 0.017º por lado y se realizó
una interpolación con el método kriging usando el software Surfer 15.2.305. A partir de esa
interpolación se exportó la información a un archivo tipo shapefile (*.shp), de las isolíneas para
cada una de las variables ambientales. El archivo *.shp fue cargado en ArcMap 10.3 para crear un
Triangulated Irregular Network (TIN) y posteriormente convertirlo en una capa de dimensiones
discretas (píxel) llamada ráster, para poder realizar mapas y extraer información de manera más
sencilla.
5.1.5 Clorofila-α
Para el caso de los mapas de concentración superficial de clorofila-α, se descargó la información
correspondiente a los días navegados (promedios mensuales de marzo y abril) a través del portal
ERDDAP (https://coastwatch.pfeg.noaa.gov/erddap/index.html). El sensor satelital utilizado fue el
Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS-) a bordo del satélite Aqua, propiedad
15
de la Administración Nacional de la Aeronáutica y de Espacio (NASA, por sus siglas en inglés),
del cual se obtuvo el producto del promedio mensual de clorofila-α a una resolución espacial de 4
km, ocurrido en el mes de abril 2018. El tratamiento para estos archivos consistió en cargarlos en
el software ArcMap 10.3 para realizar una interpolación usando el método de kriging, se creó una
capa tipo fishnet a la cual se le extrajeron los valores puntuales de la interpolación y por último,
la nube de puntos fue convertida en una capa de pixeles tipo ráster. Este método se implementó
con la finalidad de obtener una resolución espacial más fina y con ello una imagen más nítida de
la distribución espacial de la variable.
5.2 Acústica pesquera
5.2.1 Adquisición y resolución de datos
Durante el crucero se operó una ecosonda científica Simrad EK60 con cinco frecuencias de
operación: 18, 38, 70, 120 y 200 kHz (Anexo 1). La adquisición de datos se realizó de manera
continua durante el crucero. Los transductores se configuraron para utilizar duraciones de pulso
de 1024 ms (18 kHz) y 512 ms (38, 70, 120 y 200 kHz) y potencias de 1000 W (18 y 38 kHz) y
150 W (70, 120, y 200 kHz). El intervalo de repetición de pulsos emitidos fue adaptativo durante
el crucero, aplicando una cadena de tiro que funciona de acuerdo a la profundidad del fondo
marino (Tabla 1). Los ecogramas digitales se registraron en el formato de datos crudo (*.raw),
generando cerca de 48 GB de información durante el crucero.
Tabla 1. Cadena de tiro de repetición de pulsos acústicos de la
ecosonda científica EK60.
Ping interval
(s)
Intervalo de
profundidad (m)
Escala de grabación
raw (m)
0.30 0 – 50 100
0.50 50.1 – 100 150
0.80 100.1 – 150 200
1.00 150.1 – 250 300
2.00 250.1 - 500 500
16
5.2.2 Procesamiento de la información
El procesamiento de los datos se realizó en la plataforma Echoview versión 8.0 y el análisis
geoespacial se generó en ArcMap versión 10.3.
En primer lugar, se cargó la información por transecto recorrido para realizar la corrección de la
línea de fondo mediante los algoritmos de Echoview, de esta manera se discriminó la información
reflejada por el suelo marino durante el análisis de los datos. En seguida se definieron capas a
diferentes profundidades (cada 20 m, desde los 5 m hasta 500 m), con el objetivo de discretizar la
información según los hábitos biológicos de las especies de interés. El procesamiento también
consistió en el trazo de “regiones” en los ecogramas digitales de las zonas donde se realizaron los
lances de pesca. El intervalo de velocidad del buque en prospección a lo largo del derrotero del
crucero se validó como >8.1<9.1 nudos, las regiones que no cumplieron con esta característica
fueron descartadas del análisis.
Posteriormente se generó la ecointegración (EI) en unidades de muestreo (Elementary Distance
Sampling Unit, EDSU, por sus siglas en inglés) de 1 mn con las capas de profundidad descritas
anteriormente y un nivel umbral de Sv (Coeficiente de retrodispersión volumétrico promedio) de -
65 dB, lo cual es funcional para eliminar ecos de menor reflectividad, principalmente generados
por el plancton. Finalmente se obtuvo la EI de los transectos recorridos en el crucero y la EI de la
trayectoria descrita por los lances de pesca. La información resultante se expresa como SA o
NASC (coeficiente de retrodispersión por milla náutica) con unidades en m2∙mn
-2. Tales valores
son convertidos posteriormente en unidades de biomasa (expresada en número de individuos o
volumen) (Simmonds y MacLennan 2005).
Por último, para conocer los patrones de la actividad biológica y las zonas de mayor producción
potencial en la región se generaron mapas de distribución de los valores de energía SA o NASC
(m2∙mn
-2), la cual posee una tendencia similar a la biomasa presente en el área de estudio
(B~NASC).
5.3. Biología pesquera
Con la finalidad de identificar a los organismos que producen los ecos registrados en la pantalla
de las ecosondas científicas, se realizaron lances de arrastre con una red de fondo (Anexo 2) a
17
una velocidad entre 2 y 3 nudos y lances de media agua con una red de tipo NMWT 25/25
(Anexo 3), a una velocidad de 0.6 a 3.7 nudos. Los lances de pesca fueron definidos en función
de la información hidroacústica pesquera y ambiental recopilada durante la navegación, en los
sitios previamente identificados, determinados por el tipo y la configuración del fondo, la
profundidad, la pendiente y amplitud estimada, la velocidad y dirección de la corriente, entre
otros factores.
Una vez completada la operación del lance de pesca y la cubierta del buque fue despejada, el
personal del área de biología separó los organismos obtenidos en los lances de pesca en grupos
taxonómicos. De 10 organismos de cada especie se obtuvo la longitud total, furcal y patrón (cm)
y peso total (kg). Adicionalmente se obtuvo el peso de captura total por especie y se midió la
longitud total al centímetro inferior más cercano de los individuos restantes a fin de conocer el
peso capturado y frecuencia de tallas capturadas por especie.
Cuando la captura sobrepasó los 200 kg y con el fin de determinar el peso total obtenido de las
especies capturadas en el lance, se obtuvo aleatoriamente una muestra de la captura total cuyo
tamaño fue definido de acuerdo a las características de las capturas (aproximadamente 80 kg).
Las muestras fueron pesadas por separado a fin de obtener el peso neto promedio correspondiente
a cada una de ellas, y la captura total de cada especie fue obtenida a partir de la proporción con la
captura total. El peso de la fauna acompañante se determinó de forma similar y en el caso de las
especies escasamente representadas, los individuos fueron separados de la captura y pesados por
especie. Todos los datos obtenidos fueron anotados en formatos específicos (Formato general,
Tallas y pesos, Distribución de tallas y Camarón) junto con los datos correspondientes del lance
de pesca.
Para la identificación de los ejemplares, y para estudios específicos, se recolectaron ejemplares de
cada especie que aparezca en las capturas con los cuales se formó una Colección de Referencia,
para validar la identidad taxonómica y facilitar la consulta para evaluar la biomasa mediante la
ecointegración de la información recabada. Cada uno de los organismos se guardó en frascos con
formol 10% con los datos correspondientes (especie, número correspondiente en la colección,
crucero, número de lance y fecha de captura).
18
Se realizó un lance de palangre (Anexo 4), el cual consistió en el uso de 200 anzuelos (100 rectos
y 100 circulares) utilizando besugos (Rhombolites aurorubens) de carnada, obtenidos durante la
pesca. El palangre trabajó doce horas efectivas durante la noche y se procedió a recogerlo a partir
de las 07:00 horas del día siguiente, capturando los organismos por el área de pantano. A partir de
ahí inició el procesamiento de la captura, en donde para cada organismo se obtuvieron los datos
biométricos como longitud total, furcal patrón e interdorsal (cm), peso (kg) y sexo. Los
organismos capturados se evisceraron, empaquetaron en bolsas de plástico y se congelaron para
su conservación y los estómagos extraídos se guardaron en frascos con formol 10%. Todos los
datos obtenidos se capturaron en el formato para captura de pelágicos mayores y se anotaron con
los datos correspondientes del palangre, como número del anzuelo, tipo del anzuelo, carnada
utilizada y los parámetros ambientales durante la captura.
5.3.1 Análisis de datos biológicos
La diversidad biológica es posible expresarla como el número de especies de un taxón particular
en un ensamble estimando la riqueza de especies dependientes del tamaño de muestra (Magurran
2004). El número de especies es un parámetro empleado para comparar localidades diferentes
(Jiménez-Valverde y Hortal 2003), pero los conteos de riqueza de especies son sensibles al
número de individuos muestreados y al número, tamaño y arreglo espacial de las muestras
(Gotelli y Colwell 2011). Un cálculo simple para reducir los efectos del tamaño de muestra es la
rarefacción, el cual es un método que compara el número de especies cuando las muestras
difieren en tamaño, estimando la riqueza de especies en función del tamaño de muestra más
pequeño (Gotelli y Entsminger 2011), para comparar hábitats similares (Krebs 1989). La
aplicación de este método supone que los individuos se encuentran distribuidos al azar, siempre y
cuando el muestreo sea suficiente como para caracterizar la comunidad y la subestimación de la
riqueza de especies depende del nivel de dominancia en el conjunto de datos (Magurran 2004). El
tamaño y composición del inventario de especies en un lugar determinado también varía con el
tiempo debido a la característica intrínseca de la distribución espacial de las especies (Kraker-
Castañeda y Cóbar-Carranza 2011). Debido a que las variaciones temporales de la riqueza de
especies dependerá de la escala espacial de trabajo y de las características ambientales del área de
estudio un inventario real no se complementa, la estimación final del número de especies depende
de la resolución temporal y espacial que se emplee en el muestreo, por lo que es necesario
19
especificar el área y periodo temporal de la toma de muestras (Adler y Lauenroth 2003). La
incorporación de nuevas especies al inventario está relacionada con el esfuerzo de muestreo. A
mayor esfuerzo mayor número de especies colectadas (Jiménez-Valverde y Hortal 2003).
A las especies capturadas en los arrastres de fondo se les asigno un nombre común y grupo,
tomados de Carpenter (2002a, b) y Nelson et al. (2013). La categoría comercial o potencial de
cada especie fue definida acorde a los mayores valores de CPUE, densidad, biomasa y frecuencia
de aparición en los arrastres de fondo con respecto al total de la captura. Tales parámetros
permitieron definir 5 grandes grupos y de los cuales se describió su relación con variables
ambientales tales como temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y clorofila-α.
Las unidades de muestreo consideradas en el presente informe, consistieron en la realización de
28 Lances de Pesca de fondo (LP-f), con arrastres de media hora en promedio. También se
realizaron 7 LP a media agua (LP-ma) y un lance de palangre, pero en este caso, el esfuerzo de
muestreo no fue suficiente para evaluar la rarefacción. Para la construcción de la curva de
rarefacción se utilizó el software EstimateS 9.1 (Statistical Estimation of Species Richness and
Shared Species from Samples), para analizar la riqueza específica obtenida con los 28 LP-f.
La estructura de tallas se analizó mediante un histograma de frecuencia de cada especie en los
cinco grupos. Con ella se registró la talla máxima, mínima y el promedio, así como la sumatoria
acumulativa del número de organismos (frecuencia acumulada) y la talla de reclutamiento al arte,
la cual se define por la talla alcanzada después del 25% de la frecuencia acumulada de los
organismos capturados de una misma especie.
Con la finalidad de relacionar la distribución de los organismos en base a las variables
ambientales, se realizó una agrupación, seleccionada previamente en función a los niveles de
densidad de organismos, biomasa y captura por unidad de esfuerzo (CPUE). La conglomeración
se realizó en base a la CPUE de los 5 grupos principales de especies de importancia comercial,
utilizando JMP 14.1.0 de SAS Intitute Inc., para la obtención de un dendrograma jerárquico
aplicando el método de distancias de Ward.
20
5.4. Análisis de distribución espacial
Con la finalidad de conocer la distribución espacial de los recursos pesqueros en la PCY y su
relación con la variabilidad ambiental intrínseca, se utilizaron dos métodos estadísticos
multivariables: Modelo Lineal Generalizado y Análisis de Agrupación. Un caso especial fue el
lance de pesca de palangre, el cual fue asociado más bien a la ubicación geográfica donde se
efectuó el lance y la ubicación respecto a la Corriente de Yucatán, utilizando la imagen resultante
del cálculo de la corriente en el día que fue realizado el palangre.
5.4.1. Modelo Aditivo Generalizado (MAG)
El modelo aditivo generalizado fue implementado para identificar la relación entre la densidad de
la energía acústica (NASC) por milla náutica (frecuencia de 38 kHz), reflejada por los
organismos en la columna de agua desde los 5 hasta los 500 metros (que podría ser equivalente a
la biomasa) respecto a la variabilidad ambiental. Para explicar la variabilidad de la distribución
biológica se generaron diferentes combinaciones de variables predictoras del área de estudio
(temperatura superficial del mar, clorofila-α, oxígeno disuelto, latitud, longitud, profundidad,
salinidad, densidad). Los diferentes modelos generados se evaluaron estadísticamente mediante el
Criterio de Información de Akaike (AIC, por sus siglas en inglés), seleccionando el modelo con
el AIC menor (Wood 2011).
El MAG fue implementado mediante la paquetería mgcv (Wood 2011), la cual está incorporada
en la plataforma R (R Core Team 2017, versión 3.4.4). Los gráficos fueron creados mediante la
paquetería ggplot2 (Wickham 2009), cargada en el mismo programa estadístico y en ArcGis
versión 10.3. Asimismo, se exploró la colinearidad entre la variable de respuesta y predictoras
(Dormann et al. 2012) mediante el factor inflado de varianza (VIF, por sus siglas en inglés)
utilizando la paquetería AED (Zuur et al. 2009).
5.4.2. Análisis de agrupación (AA)
Se realizaron dos análisis de agrupación para relacionar la variabilidad ambiental asociada a cada
lance de pesca con la CPUE de los cinco grupos principales de recursos pesqueros comerciales y
potenciales, constituido por 14 especies de peces óseos. El primer análisis de conglomeración fue
aplicado a 28 lances de pesca de fondo y el segundo a 7 lances de pesca a media agua. Ambos
21
fueron realizados como análisis de conglomeración jerárquica de dos vías, utilizando el método
de Ward para el cálculo de las distancias entre las variables pesqueras y ambientales vs lances de
pesca, con el software JMP® 14.
6 RESULTADOS
6.1 Oceanografía pesquera
Los mapas y perfiles verticales se generaron para caracterizar la distribución de cada una de las
variables que se recabaron: temperatura (ºC), salinidad (ups), oxígeno disuelto (ml/L), densidad
(kg/m3) y clorofila-α (µg/L); así como para ubicar geográficamente las muestras de zooplancton
(CUFES).
Para la caracterización oceanográfica de la PCY, se establecieron a priori 50 estaciones, de las
cuales se realizaron 41 lances de CTD para la toma de parámetros fisicoquímicos de la columna
de agua, 32 arrastres oblicuos con red Bongo (Fig. 3) y 148 muestreos continuos con bomba
CUFES para el muestreo de zooplancton. Para la distribución superficial de clorofila-α de abril
de 2018, se utilizó la base de datos de la NOAA, pero para la distribución vertical se hizo uso de
las magnitudes de la variable obtenida fluorométricamente con el CTD del buque.
22
Figura 3. Zona de estudio y distribución de las estaciones oceanográficas realizadas (41
círculos blancos-CTD, 32 puntos negros-red Bongo) en la Plataforma de Yucatán (41
muestras).
6.1.1. Distribución superficial de variables ambientales
En el caso de la Temperatura Superficial del Mar (TSM, Fig. 4), se observó una intrusión de agua
cálida asociada a la CL, proveniente del Canal de Yucatán, la cual mantuvo temperaturas
mayores a los 26°C alrededor del 86°30´ Oeste, alcanzando un máximo de 29.6°C hacia el
oriente. Contrasta el núcleo de agua más fría (24.2°C) alrededor de la latitud 22°0.0´ Norte y
88°0.0167´ Oeste, el cual abarca un radio de ~55 km. Esta área de agua fría mostró un gradiente
latitudinal de temperaturas hasta de 2°C, a comparación del gradiente longitudinal, alrededor del
paralelo 23° 0.0´ Norte, el cual mostró cambios de hasta 4°C.
23
Figura 4. Distribución superficial de temperatura, salinidad, oxígeno y densidad en la
Plataforma Yucateca durante marzo, abril y mayo del 2018.
24
La distribución superficial de la salinidad (Fig. 4) mostró, al igual que en el mapa de temperatura
una banda sur-norte proveniente del Canal de Yucatán, con una clara tendencia de valores bajos
de salinidad (<36.2 ups), comparados con los más altos registrados en la zona centro-poniente de
la plataforma con >36.6 ups. La densidad superficial mostró una clara diferencia entre las aguas
más densas sobre la plataforma continental y las menos densas provenientes del Mar Caribe,
entre los 87º0.0´ Oeste y 86º0.0´ Oeste. La concentración de oxígeno disuelto se comportó
similar a la temperatura, dado que el cambio fue más homogéneo, en cuanto a que las bandas de
magnitud son prácticamente perpendiculares a la costa, con una disminución gradual de
concentración de oriente a poniente en los muestreos más cercanos a la costa. La disminución
mar adentro fue también progresiva hacia el límite del Golfo de México con el Mar Caribe.
Figura 5. Diagramas T-S para la zona de estudio.
25
Utilizando la información obtenida con CTD para la caracterización vertical, se generó un
diagrama T-S para conocer las propiedades de la columna de agua a lo largo y ancho de la PCY
(Fig. 5), donde se pudieron identificar cuatro masas de agua: ASsSTr (Agua SubSuperficial
SubTropical), ATrAtCtr (Agua Tropical del Atlántico Central), AIAnt (Agua Intermedia de la
Antártida) y ACG (Agua Común del Golfo). Con dicha información se distinguió la distribución
de dos masas superficiales que se manifiestan, una en la región costera y pendiente interna
(ACG) y ASsSTr en la pendiente externa, rodeando el Banco de Campeche, a través del Escarpe
de Campeche.
6.1.2. Distribución vertical de variables ambientales
En la figura 6 el mapa de referencia muestra las estaciones utilizadas para generar el diagrama,
señalando únicamente las estaciones de las secciones verticales de las figuras 6 y 8,
correspondientes a las zonas sur (litoral), y norte (sublitoral sur y norte). También se generaron
secciones verticales usando estaciones que pudiesen mostrar características paralelas a la costa de
sur, intermedias a norte de la PCY. En la figura 6 se puede observar un domo de agua fría entre
los 87º0.0´ y 88º0.0´ Oeste, con temperatura de 20ºC. Encima del domo se observa un gradiente
térmico de 10ºC, entre 15 y 20 metros de profundidad, en este intervalo la temperatura sube de 20
a 30ºC, contrastando con la superficie, en la que la temperatura disminuye a 22.5ºC hacia el este,
de 88º0.0´ a 90º0.0´ Oeste, pero aumenta a niveles más altos de 30ºC, hacia el oriente, de 87º0.0´
a 86º0.0´ Oeste, principalmente a 30 metros de profundidad.
El comportamiento de la salinidad fue similar al de la temperatura, mostrando un domo irregular
de 36.5 ups en la misma coordenada longitudinal a 30 metros de profundidad, hacia salinidades
de 36.1 ups al oriente, donde aumenta la profundidad y ocurre otro “gradiente topográfico”
paralelo al litoral de Cozumel, Quintana Roo, en forma similar al de temperatura y al de
densidad. El intervalo de salinidad corresponde a la masa de ACG. La sección vertical de
densidad mostró un comportamiento similar a la temperatura y la salinidad, con los gradientes
someros de Yucatán y profundo, de Quintana Roo, de 25.5 a 23.5 kg/m3
en el primero y de 25.5 a
22.5 kg/m3, el segundo.
A diferencia de los parámetros descritos, el oxígeno muestra una distribución diferente, porque el
gradiente aumenta hacia el interior de la Península de Yucatán, de 1 a 6 mg/L de concentración,
26
con un comportamiento que intercala concentraciones de 3 a 5 mg/L a 88º0.0´ Oeste, aumenta de
4 a 5 mg/L de 88º1.2500´ a 90º0.0´ Oeste y disminuye a 4, para aumentar hasta el máximo de 6
mg/L de oxígeno disuelto, en el extremo occidental, a 90º0.0833´ Oeste.
Figura 6. Perfiles verticales usando las estaciones más cercanas (polígono rojo en el
mapa de referencia) a la costa norte de la Península de Yucatán cerca de 22º0.0´ Norte,
abarcando de 90º0.0833´ Oeste a 86º0.0833´ Oeste.
El gradiente de clorofila-α parece depender de la distribución de temperatura, salinidad y
densidad, puesto que su concentración máxima mayor de 2.5 µg/L, en las mismas coordenadas
que aquellos parámetros, respecto a los gradientes de Yucatán y Quintan Roo, alrededor de
Cozumel.
La segunda sección transversal paralela a la costa e intermedia de la zona de estudio, fue trazada
cerca de la latitud 23º0.0´ Norte (Fig. 7). Se observa una continuidad similar en los gradientes
descritos para la figura 6, en todos los parámetros. La diferencia en estas secciones consiste en
27
que es más profundo. La temperatura y la densidad muestran el domo de Yucatán, pero más
extendido hacia coordenadas de este a oeste, entre 87º0.0´ a 89º0.0´ Oeste. El gradiente Quintana
Roo, se asemeja a una rampa empinada, acorde con la batimetría de la PCY. La salinidad pierde
el gradiente yucateco, pero conserva el de Quintana Roo, incluso muestra un contraste complejo
de 400 m de profundidad a la superficie. Entre 400 m y 300 m de profundidad, aumenta de 36.1 a
36.65 ups, enseguida se observa una „lengüeta‟ de salinidad máxima de 36.65 ups, entre 300 y
200 m de la superficie, quizás como una mezcla de ACG y ASsSTr. Por último, la salinidad
vuelve a disminuir hacia la superficie desde 200 m, hasta el mínimo de 36.1 ups, pero aumenta
nuevamente hasta 36.6 ups posiblemente indicando una mezcla entre masas de agua, similar a la
que se observó más arriba. El oxígeno, conserva el gradiente hacia el interior de la península,
presentando las mismas lengüetas de niveles intercalados, entre 2 y 5 mg/L, pero además es
posible observar un gradiente océanico, que disminuye de 5.5 a 1 mg/L, de 800 m a la superficie,
siendo más intenso y contrastante entre 350 y 200 m de profundidad. Por último, la clorofila-α,
pierde relación de comportamiento similar con la salinidad, pero lo conserva con la temperatura y
la densidad, mostrando un gradiente aplanado, pero dispersado hacia todo lo ancho de la
península, con niveles de concentración 1.5 a 2.5, mayores entre 88º0.0´ y 88º0.0833 Oeste a 100
m de profundidad. Las concentraciones de este parámetro en profundidades mayores y menores
de 100 m, son casi imperceptibles.
En las secciones verticales al norte del litoral yucateco, se seleccionaron las estaciones más
profundas que perfilan la PCY (Fig. 8). En esta región fue posible observar un comportamiento
similar a los anteriores (Figs. 6 y 7), aunque más contrastante, a partir de 500 m de profundidad,
excepto el correspondiente a clorofila-α. Esta última, mostró una distribución a todo lo ancho del
área de estudio, prácticamente a 100 m de profundidad, con niveles de concentración entre 0.5 y
1 µg/L, excepto un lente ascendente alrededor de 50 m de 87º0.4167´ a 87º1.2500´ Oeste, el cual
se interrumpe en 87º0.4167´ Oeste y otra lengüeta de la misma concentración y profundidad,
estuvo ubicada entre 86º0.0833´ a 87º0.4167´ Oeste.
El gradiente de oxígeno disuelto mostró el mismo comportamiento que en los dos transectos
horizontales anteriormente descritos, pero con el gradiente de Yucatán más contrastante de lo
profundo hacia la superficie, con niveles máximos entre 800 m al oriente a 300 m al poniente,
28
hasta 1.5 mg/L de 300 m de profundidad hasta el nivel cero del mar. Además, este parámetro
también mostró el gradiente oriente a poniente, de 1.5 a 5.5 mg/L, con un lente máximo de 5.8
mg/L a 150 m, en 89º0.1000´ Oeste.
Figura 7. Secciones verticales de temperatura, salinidad, densidad potencial, oxígeno
disuelto y clorofila-α, usando estaciones que oscilan alrededor de la latitud 23º0.0´Norte
(polígono rojo en el mapa de referencia). Nota: Se enfatizan las isolíneas de la superficie.
29
Figura 8. Secciones verticales de temperatura, salinidad, densidad potencial, oxígeno
disuelto y clorofila-α, usando estaciones al norte de la latitud 23º0.0´Norte (polígono rojo
en el mapa de referencia). Nota: Se enfatizan las isolíneas de la superficie.
La temperatura, salinidad y densidad, mostraron los gradientes verticales y horizontales similares
de las otras secciones de los otros parámetros y en función a la fisiografía de la pendiente del
Escarpe de Campeche. El de temperatura sube de 10 a 30ºC de 800 m a la superficie, con un
contraste más pronunciado de 400 m a la superficie en 87º0.0´ Oeste. Un domo muy pronunciado
del mismo intervalo, en 87º0.0833´ Oeste, que reduce la capa cálida de la superficie a sólo unos
cuantos metros de profundidad, pero sin irrumpir la superficie. Posteriormente, la temperatura
presenta otro valle pronunciado, similar al de la parte profunda pero en 88º0.0´ Oeste, para
después de ahí mostrar una capa casi homogénea de 25ºC, hasta 90º0.0833´ Oeste, pero con el
gradiente ascendente desde 15ºC, más marcado entre 300 y 150 m de profundidad. El
comportamiento de la densidad es muy similar al de temperatura, con las crestas y valles en las
mismas latitudes y con un intervalo vertical de 31 a 23 kg/m3 en la región profunda del oriente de
la PCY y de 31 a 24 en la porción poniente. Por último, la salinidad, a pesar de que mostró el
30
mismo comportamiento descrito de gradientes horizontal (de Yucatán) y vertical (de Quintana
Roo), en esta sección vertical mostró una distribución más contrastante y compleja. En la región
oriental de la sección, se pudieron observar dos lentes de salinidad máxima igual o mayor de
36.65 ups, en el límite de la masa de ASsSTr. El primero ubicado de 300 a 150 m de
profundidad, entre 86º0.0833´ y 87º0.0´ Oeste, el otro en forma de V, con valle a 300 m y dos
crestas hasta 50 m de la superficie al fondo, de 87º0.0833´ Oeste y otra a 150 m de profundo en
88º0.0500´ Oeste, a partir de 88º0.0833´ Oeste, hasta 90º0.0833´ Oeste. Entre estos dos lentes
mayores, ocurrieron otros tres de menor diámetro (Dm = 50 m) y a menor profundidad (z = 100 o
150 m de la superficie), de salinidades mínimas de 36 y 36.1 ups, en el intervalo de la masa de
ACG y el último, con un diámetro aproximado de 75 m, ubicado más al fondo, entre 150 y 210
m, pero más ancho, de 89º0.0833´ a 90º0.0´Oeste y con una salinidad máxima mayor de 36.65
ups, con una magnitud característica de la masa de ASsSTr. A partir de 88º0.0500 a 90º0.0833
Oeste, en los primeros 100 m de profundidad hay intermitencia de salinidad entre 36.45 a 36.6
ups. En la superficie del extremo oriente (86º0.0833 Oeste), el gradiente vertical pasa de
salinidades máximas a mínimas en una columna de agua superior de 150 metros. El fondo, a
partir de 200 m, tiene salinidades mínimas de 36.05 ups o menores.
6.1.3. Distribución de huevos y larvas de peces
La colmatación más frecuente se encontró dentro del periodo diurno la cual es la que
corresponde a la categoría poca, mientras que para el periodo nocturno e intermedio la categoría
asignada es mucha. Sin embargo, la colmatación mucha se presentó repetidamente dentro del
periodo diurno. Cabe resaltar que las muestras con excesiva biomasa se presentaron
principalmente dentro de los periodos de muestreo nocturnos (Figs. 9 y 10, Tabla 2).
31
Figura 9. Biomasa relativa de huevos y larvas de peces.
La relación entre variables ambientales y la distribución de zooplancton (Fig. 11), mostró un
comportamiento ascendente del Caribe mexicano (Cm) hacia el interior del GoMex, con
máximos en la región central, de magnitudes de T = 28°C; salinidad en la frontera de las masas
de ACG y ASsSTr; D-mar 25 y oxígeno entre 3 a 4 mg/L. En la periferia de la PCY, desde el
Canal de Yucatán y a lo largo del Escarpe de Campeche que rodea la PCY, es baja la abundancia
de huevos y larvas, acorde con los gradientes térmico, halino y de oxígeno, principalmente en la
zona oriental de la PCY, donde la temperatura fue más alta (30°C), la salinidad más baja menor a
36.1 ups, típica de la masa de ATrACtr, la cual se caracterizó por contener niveles de oxígeno
menores a 2 mg/L. La concentración superficial de clorofila-α se observó que no es relevante
para la distribución de huevos y larvas de peces, puesto que los niveles relativamente altos están a
32
más de 50 m de profundidad y a pesar de que en la periferia nororiental del área de estudio la
profundidad de distribución de este parámetro asciende hasta la superficie de 1 a 1.5 µg/L, las
muestras no rebasan el nivel de poco volumen de organismos por arrastre.
La distribución de biomasa de organismos detectada acústicamente con los tres niveles de
volumen de muestra obtenida con los arrastres de CUFES fue muy similar entre sí, ya que los
altos niveles de NASC, coinciden con los altos volúmenes de muestra de huevos y larvas de
peces.
Figura 10. Frecuencia de la biomasa obtenida en 148 muestras categorizadas de acuerdo
a la concentración de plancton marino y su incidencia durante el periodo de muestreo.
Tabla 2. Frecuencia de colmatación obtenida por periodo de muestreo.
Periodo de muestreo
Colmatación
Total Poca Mucha Excesiva
Diurno 48 19 2 67
Nocturno 10 33 22 63
Intermedio 4 9 1 14
Total 144
48
10
4
19
33
9
2
22
1
0
10
20
30
40
50
60
Nú
mer
o d
e m
ues
tras
Diurno Nocturno Intermedio
Poca Mucha Excesiva
Periodo
33
Figura 11. Distribución superficial de concentración de biomasa del plancton marino y
su relación con variables fisicoquímicas superficiales del mar.
34
6.2. Acústica pesquera
6.2.1. Batimetría
El sondeo realizado con la ecosonda EK60 permitió generar el mapa batimétrico del área de
estudio, en el cual se puede observar la gran extensión de terreno que abarca la PCY con
profundidades dominantes entre los 20 y 50 m, así como diversas zonas con bajos. Al norte de la
PCY se puede observar que la profundidad aumenta de manera abrupta a partir de los 200 m
hasta llegar a los 1,500 m aproximadamente (Fig. 12). La batimetría puede servir como una
referencia a mayor escala, pero se debe considerar que la resolución de la carta es muy baja
debido a la separación existente entre cada transecto de muestreo (10 mn).
Figura 12. Batimetría de la plataforma yucateca generada a partir de la información
adquirida con la ecosonda EK60.
35
6.2.2. Lances de pesca
El recorrido de 24 transectos, 18 ubicados frente a las costas de Yucatán y 6 frente a las costas de
Quintana Roo se realizó a partir del día 06 de abril del 2018 durante el crucero JCFINP/1803
hasta el día 18 de mayo del 2018 durante el crucero JCFINP/1805. Con base en la detección
acústica de cardúmenes, evaluación del sustrato circundante y condiciones meteorológicas
favorables se efectuaron 28 lances de arrastre (10 diurnos y 18 nocturnos) al norte de la PCY, por
debajo de la isobata de 200 m, debido a la gran cantidad de rocas o atoraderos que se
identificaron mediante la batimetría de la zona sur o al norte central y noroccidental. Además, se
realizaron 7 lances de media agua, 4 diurnos y 3 nocturnos entre 100 m a 1,500 m (Fig. 13). La
pesca tuvo en conjunto una duración de 17 horas 44 minutos y una distancia recorrida de 52.7
mn. Los lances fueron ejecutados en dirección de prospección del buque, considerando también
las condiciones meteorológicas y de corrientes marinas que no comprometieran la seguridad
humana y del arte de pesca. Como actividad pesquera integrada a la campaña en la zona de
estudio, se realizó un lance de pesca de palangre.
Figura 13. Distribución de lances de pesca en la Plataforma de Yucatán.
36
6.2.3. Eco Integración (EI)
La EI con la información obtenida de la frecuencia de 38 kHz de la columna de agua, mostró
actividad distribuida al norte y centro de los transectos localizados en el norte de la PCY,
principalmente asociados a formaciones rocosas y arrecifales, en las zonas nerítica interna y
externa. En la región de la pendiente o talud continental (Escarpe de Campeche) la energía
reflejada (~Biomasa) fue escasa, predominantemente en la porción oriental (Fig. 14).
Figura 14. Gráfico de burbujas de los valores de SA (m2·mn
-2) que muestra la
distribución de la energía registrada en la frecuencia de 38 kHz.
3.2.1.1 Integración acústica por capas de profundidad
El análisis de la EI por capas de profundidad permitió evaluar el comportamiento de las especies
marinas (densidad de la energía acústica), con lo cual se puede observar que la mayor actividad
37
biológica se concentra entre 10 y 50 m, abarcando prácticamente toda la zona de estudio.
Asimismo, se observó actividad importante en la capa de 50 a 100 metros de profundidad,
concentrada principalmente en la parte media de la región (latitud 23 Norte), en la que se observa
distribución en parches de la energía en la capa de 5 a 10 metros (Fig. 15).
Figura 15. Gráfico de burbujas de los valores de SA (m2·mn
-2) que muestra la
distribución de la energía registrada en la frecuencia de 38 kHz, generada a partir de la
integración acústica por capas de profundidad (5 a 10 m, 10 a 50 m y 50 a 100 m).
38
A partir de los 100 metros la actividad biológica se concentró en los límites norte de la zona de
estudio, destacando densidades de energía acústica importantes al Este del área (Fig. 16).
Figura 16. Gráfico de burbujas de los valores de SA (m2·mn
-2) que muestra la
distribución de la energía registrada en la frecuencia de 38 kHz, generada a partir de la
integración acústica por capas de profundidad (100 a 150 m, 150 a 200 m y 200 a 250 m).
39
La integración acústica de los ecogramas digitales adquirida durante el tiempo efectivo de pesca
mostró resultados interesantes, con un comportamiento similar al que se analizó en la figura 14.
Los lances realizados en la parte central de la zona de estudio tanto diurnos como nocturnos,
mostraron que la actividad es importante en el área (Fig. 17).
La frecuencia de 38 kHz mostró la mayor densidad en el lance diurno núm. 22 (> 8000 m2·mn
-2)
al norte de la Plataforma Yucateca, en tanto que el lance nocturno núm. 24 mostró características
similares (>8000 m2·mn
-2). Los lances de media agua al este de la zona mostraron densidades
menores, probablemente por las fuertes corrientes que se presentan en la zona (Fig. 18).
Figura 17. Gráfico de burbujas de los valores de SA (m
2·mn
-2) que muestra la Integración
acústica generada durante el tiempo efectivo de pesca en la frecuencia de 38 kHz.
40
La distribución batimétrica de la fauna marina en la zona de estudio se encontró asociada
principalmente a las formaciones rocosas ubicadas al centro del polígono cubierto durante el
crucero. En la región costera se encontraron concentraciones de recursos marinos iguales o
mayores de 500 m2*mn
-2, en la zona de surgencias costeras de la península (Fig. 18).
Figura 18. Distribución de organismos en relación a la batimetría de la Plataforma de
Yucatán.
La mayor biomasa se asoció a las formaciones rocosas y arrecifales ubicadas en la parte central
del polígono de estudio (nerítica externa). Asimismo, la presencia de organismos en la CL fue
menor. Por tal motivo, se revisaron las condiciones ambientales en esas zonas y se identificaron
ventanas ambientales que pueden favorecer o restringir la distribución de los recursos marinos en
41
la región. Respecto a la temperatura superficial del mar (Fig. 19), las mayores densidades de
organismos observadas en el crucero estuvieron asociadas a temperaturas entre 24.2°C y 29.6°C.
Una de las observaciones más importantes fue que las mayores temperaturas (>29°C)
identificadas al este de la zona de estudio, estuvieron asociadas a concentraciones bajas o nulas
de organismos (< 200 m2mn
2, Fig. 19). El oxígeno disuelto también fue un factor importante en
la distribución de organismos en la zona de estudio. Las menores densidades de organismos se
identificaron dentro de la región subóxica menor a 2 mg/L. La mayor densidad se detectó en las
formaciones rocosas y arrecifales ubicadas en la región nerítica externa, asociadas a
concentraciones de oxígeno disuelto de 1.3 a 3.2 mg/L. En la zona de Surgencia Cabo Catoche se
observó alta biomasa relativas a condiciones subóxicas, derivada de la surgencia costera rica en
clorofila-α (Fig. 19).
Respecto a la salinidad se observó mayor presencia de organismos en condiciones de salinidad
típica del ACG (>36.5 ups). En la región fronteriza del sistema de corrientes Yucatán - Lazo, la
densidad de organismos es mayor en la zona Surgencia Cabo Catoche, cercana a la zona con
altos niveles relativos de clorofila-α y salinidad de la masa de ASsAtTr (≥35.5 ups). La relación
entre la distribución de organismos marinos y las condiciones de clorofila-α (imagen satelital) es
directamente proporcional, sobre todo en la zona “Cabo Catoche, Q. Roo”, donde se presenta una
surgencia permanente (Fig. 19).
42
Figura 19. Distribución de la energía acústica (frecuencia de 38kHz) y variables
fisicoquímicas y biológicas del mar en la Plataforma Continental de Yucatán.
43
6.2.4. Relación de la biomasa (NASC) con la variabilidad ambiental a través de la
implementación de Modelo Aditivo Generalizado
El modelo que mostró el mejor ajuste (AIC) para explicar la distribución biológica en la región
fue el MAG que se implementó con la interacción de latitud y longitud, temperatura, clorofila,
oxígeno y salinidad. En dicho modelo también se exploraron ajustes con diferentes funciones de
distribución, mostrando un mejor ajuste la función de distribución Tweedie (1984). La predicción
del modelo fue generada con los coeficientes calculados, generando una carta de distribución de
la energía acústica en la zona de estudio, dichos coeficientes se muestran en la tabla 3.
La ecuación del modelo final quedaría como:
donde
f = funciones suavizadoras de las variables predictoras
e = error
Tabla 3. Coeficientes del Modelo Aditivo Generalizado
implementado con variabilidad ambiental en la PCY.
Intercepto Error valor t Pr(>|t|) r2 Devianza explicada (%)
4.86 0.0113 430.2 <2e-16 0.465 67.3
Mediante las funciones de interpolación se identificó la relación existente entre las variables
predictoras y la variable de respuesta (NASC frecuencia de 38 kHz). La interacción entre latitud
y longitud implementada en el modelo, permitió generar predicciones de la densidad de la energía
acústica (NASC) en la región. Con los parámetros ajustados se generó un mapa con la predicción
del modelo, la cual implica la relación de las variables ambientales y biológicas con la
distribución de las especies marinas en la PCY (Fig. 20a). Se observó que el índice de biomasa
acústico (NASC) presentó valores máximos en la zona de surgencia de Cabo Catoche, y
dispersión hacia el centro del área sublitoral y mínimos en la periferia de la PCY que bordea el
44
Escarpe de Campeche (Fig. 20a). De la misma forma, altos niveles de biomasa acústico
ocurrieron en donde la temperatura osciló entre 25.5°C y 27°C, posteriormente se observó que al
superar los 28°C el NASC decreció y los intervalos de confianza en esas temperaturas mostraron
mayor incertidumbre (Fig. 20b), hacia la región oriental de la zona de estudio pero a una latitud
por encima de la surgencia de Cabo Catoche. En cuanto al oxígeno disuelto se obtuvieron los
mejores rendimientos del NASC con valores que oscilaron entre 3 y 4 mg/L (Fig. 20c), en
concordancia con la distribución de mayor NASC observada hacia la zona sublitoral central. La
clorofila-α obtenida de imágenes satelitales mostró un comportamiento más estable de acuerdo a
la variabilidad del NASC, alcanzando un máximo en 0.4 µ/L. Finalmente, se observó un
incremento en la abundancia de organismos marinos con valores de salinidad menores a 36.2 ups,
aunque al incrementarse la salinidad no se observa una clara relación inversa respecto a la
densidad de organismos en el área (Fig. 20d)
a)
45
Figura 20. Modelo aditivo generalizado multivariado de los predictores ambientales y
biológicos, así como sus intervalos de confianza. a) Interacción latitud-longitud
(predicción con la frecuencia de 38 kHz); b) temperatura superficial del mar; c) oxígeno
disuelto; d) clorofila y e) salinidad. Nota: el valor que se encuentra en la etiqueta del eje
Y corresponde a los grados de libertad estimados. Las marcas en el eje x de las figuras b
- e corresponden a los datos observados.
b) c)
d) e)
46
6.3. Análisis biológico pesquero
6.3.1. Curva de rarefacción
Para evaluar la diversidad obtenida en los LP-f, con base en el número de especies capturadas se
trazó una curva de rarefacción en la que se pudo observar que el esfuerzo de muestreo estuvo
muy cerca de alcanzar una pendiente paralela al eje de las equis, con un comportamiento
asintótico (Fig. 21).
Figura 21. Curva de rarefacción del número de especies capturadas en los LP-f.
6.3.2. Lances de pesca (LP)
Como método de muestreo de la riqueza de especies detectadas por el método acústico se
realizaron 35 Lances de Pesca: 28 arrastres de fondo y 7 arrastres a media agua. También se llevó
a cabo un LP de palangre, para evaluar recursos pesqueros de pelágicos mayores. Este tipo de
lance fue independiente de los registros de la ecosonda EK60, a diferencia de los LP-f y LP-ma.
Sin embargo, también se buscó la asociación con variables ambientales y se realizó la biometría
correspondiente a los organismos capturados.
76
93
103
109
114
118 120
123 125
127 128
129 131 132 133 134 135 135 136 137 137 138 139 139 140 140 141
60
82.5
105
127.5
150
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Esp
ecie
s ca
ptu
radas
(núm
.)
LP-f (#)
Curva de rarefacción
Campaña Golfo de México y Mar Caribe 2018
47
6.3.2.1. Lances de Pesca de fondo (LP-f)
La riqueza capturada en los 28 LP-f fue de 184 especies, de las cuales de mayor a menor 140
fueron peces óseos, 16 crustáceos, 10 moluscos, 9 elasmobranquios, y 7 equinodermos (Anexo
5). En dichos lances se obtuvo una captura total de 2,147.4 kg, compuestos por 33,156
ejemplares, en los cuales los peces óseos en conjunto (comercial, potencial y descarte) ocuparon
92.4% de la biomasa total, los elasmobranquios 2.7%, los moluscos 2.6%, los equinodermos
0.7% y, los crustáceos 1.6% incluyendo camarones con solo 0.4% de la captura total (Fig. 22).
Figura.22. Proporción porcentual de biomasa (2,147 kgs) de la captura total por
categorías.
De la captura de peces óseos se seleccionaron los más representativos para analizar su pesquería,
en función a su biomasa, densidad y captura por unidad de esfuerzo (CPUE). Considerando los
valores de CPUE de 2 especies cuya pesquería está actualmente establecida como pesca
comercial (Lutjanus sp.) y de 14 especies con potencial de serlo, se agruparon en 5 subconjuntos
de peces que conformaron un poco menos de 50% de la biomasa total obtenida en los 28 LP-f
1,073 kg (Tabla 4, Fig. 23).
