Universidad de las Américas

Informe de Salida de Campo - Río Pichan

Integrantes:

Carolina CárdenasBárbara Castro

Jennifer GuerreroAna María Mena

Andrés Ponce

EIA 220 - 330/05/2015

Universidad de las AméricasEcología EIA 220-3

Evaluación de Comunidades Biológicas: Macroinvertebrados Bentónicos, Pedofauna y Vegetación de ribera a lo largo del Río Pichán Parroquia de Nono

Cárdenas, C., Castro, B., Guerrero, J., Mena, A., y Ponce, A.

Resumen

El estudio de comunidades biológicas dentro de un ecosistema permite, entre otras cosas, determinar la calidad del mismo. Los macroinvertebrados bentónicos corresponden con indicadores de la calidad de agua en los ríos, mientras que la pedofauna se relaciona con los suelos. Por otro lado, la vegetación de ribera provee integridad a los sistemas acuáticos y terrestres. La invasión antropológica, el tipo de uso del suelo, los desechos animales, la altitud y otros factores fisicoquímicos son responsables de la variación en las comunidades biológicas. El estudio pretende determinar dichas variaciones en base a condiciones fisicoquímicas, gradiente altitudinal, tipo de uso de suelo y sustrato del río. Además de verificar la riqueza de cada comunidad y sus especies dominantes.

1. Introducción

La parroquia Nono está ubicada en la parte noroccidental de la ciudad de Quito; a 18,5 km. de distancia. Limita con algunas parroquias como Calacalí al norte, Lloa y Mindo al sur, con Cotocollao al este y con Nanegalito y Mindo al oeste. Tiene una extensión de 208 km. Se encuentra en altitudes comprendidas entre 2.727 y 3.800 m.s.n.m (Junta Parroquial de Nono, 2006).

Los ecosistemas fluviales han sido empleados desde antiguo por el hombre como fuente de recursos y como vía para la eliminación de residuos, lo cual ha producido una degradación histórica de estos ecosistemas. Los ríos representan un

componente esencial del patrimonio natural y cultural. Sin embargo, han tolerado un importante deterioro ecológico desde mediados del siglo pasado, debido primordialmente a la ocupación de las riberas, la agricultura, la industria y la urbanización. Como efecto de este deterioro, el 80 por ciento de la población mundial se encuentra en este momento afectada por la degradación de los ríos.

Es crucial la importancia de los análisis biológicos, por éstos se valora el estado ecológico de los sistemas fluviales. Es más, existen indicadores biológicos los que determinen en última instancia el estado de una masa de agua, destacando así la importancia del estudio de las

comunidades acuáticas y su dependencia con la calidad de las aguas y donde los macroinvertebrados bentónicos son de los grupos más recurrentes en este tipo de aproximación (Bonada et al., 2006), especialmente porque constituyen varios niveles tróficos (Wallace et al., 1997), de forma que cualquier cambio en la estructura comunitaria involucra cambios en toda la comunidad acuática, dando un fuerte carácter integrador del ecosistema. Es por esta razón, que en las últimas décadas, el estudio de las comunidades de macroinvertebrados bentónicos se ha desarrollado como resultado de su aplicación como organismos bioindicadores dentro del proceso de evaluación de la calidad del medio fluvial, ya que mediante el análisis de la composición taxonómica y la estructura de las comunidades de macroinvertebrados se puede llegar a determinar el grado de afectación producido por diversas perturbaciones antrópicas (Loeb & Spacie, 1994).

Los macroinvertebrados bentónicos son capaces de suplir de información temporal y su sensibilidad les permite responder a diversos tipos de perturbaciones y contaminantes, manifestando el efecto integrado de todas las variables ambientales. Para estos organismos se usa de forma frecuente el nivel taxonómico de familia como indicador de las condiciones ambientales y de la distribución de la comunidad, a pesar que este nivel taxonómico se ha debatido por considerarse muy grueso y de poca resolución para reflejar cambios en el sistema, se utiliza

habitualmente a nivel internacional, ya que, provee una buena interpretación general de la calidad ecológica de un sistema fluvial (Figueroa et al., 2005).

Por otro lado, la pedofauna está compuesta por un conjunto de organismos descomponedores en su mayoría que viven en el suelo, entre la superficie hasta 30 cm de profundidad. Su función es producir compuestos orgánicos complejos que serán degradados a elementos más simples (Sarmiento, Vera y Juncos, 1974,

p.156).

La vegetación de ribera desempeña un papel importante en la integridad del ecosistema acuático. Se ha manifestado que la deforestación de las orillas de los ríos cambian los parámetros fisicoquímicos del agua como pH, temperatura, oxígeno, materia orgánica así como las comunidades de macroinvertebrados acuáticos. La deforestación en una cuenca hídrica ocurre habitualmente por la necesidad del cambio de uso de suelo, lo que induce a la alteración de la regulación del agua. Existe de 5 a 30 veces más escorrentía superficial en áreas cultivadas que en áreas forestadas (Hurni et al. 2005), siendo las zonas desamparadas las que presentan mayor erosión de suelo por escorrentía aumentando la sedimentación y los sólidos suspendidos en los ríos (Harden, 1993).

2. Objetivos2.1 Objetivo General

Estudiar las comunidades biológicas de macroinvertebrados bentónicos, pedofauna y vegetación de ribera del Río Pichán.

2.2 Objetivos Específicos

- Determinar la diversidad de macroinvertebrados bentónicos a lo largo del Río Pichán mediante muestreo en diferentes puntos.

- Conocer la estructura de la comunidad biológica de macroinvertebrados bentónicos en los diferentes sustratos rocoso y arenoso del Río Pichán.

- Determinar la variación de la comunidad biológica de macroinvertebrados bentónicos en base a un gradiente altitudinal.

- Comparar las comunidades biológicas de la pedofauna según el uso del suelo, sea este pastizal o bosque.

- Determinar la composición y estructura de la comunidad biológica de los tres estratos.

- Determinar el estrato dominante del cuadrante de estudio.

3. Metodología

El área de estudio está descrita en la sección de Diseño. Cada medición de condiciones ambientales y muestreo de macroinvertebrados bentónicos, pedofauna y especies vegetales se realizó 4 veces en 5 puntos. Por lo tanto, se obtuvieron 20 muestras en total.

3.1 Medición de condiciones ambientales.

Las condiciones ambientales (físico-químicas), medidas en los puntos de muestreo en el interior del río fueron las siguientes: pH, cantidad de sólidos disueltos y turbidez en el agua. Mientras que, las condiciones ambientales del suelo fueron: compactación y pH. Además se registró la ubicación del punto de muestreo.

3.2 Condiciones del Agua (Macroinvertebrados Bentónicos)

3.2.1 pH: El pH del agua se midió mediante tiras de pH que se sumergieron en una muestra del Río Pichán. Se registró el valor.

3.2.2 Turbidez: La turbidez del agua se midió con un turbidímetro. Para ello, se recolectó una muestra de agua mediante en el turbidímetro, se esperaron unos cuantos minutos y se observó el valor.

3.3Cantidad de sólidos disueltos (sedimentación): La sedimentación se midió mediante un cono de sedimentación. Se tomó una muestra de agua del río Pichán en el cono, se esperó 15 minutos y se observó el valor en donde se encontraban los sedimentos.

3.3.1 Ubicación: Se determinó la ubicación en UTM mediante un GPS.

3.3.2 Condiciones del suelo (Pedofauna)

Primeramente, se determinó el tipo de uso del suelo en el que muestramos la pedofauna, es decir, pastizal o bosque.

pH: Se tomó una muestra de suelo y se midió su pH mediante el potenciometro. Se registró el valor

Temperatura en °C: El valor de la temperatura se observó en el potenciometro previamente utilizado para la medición de pH.

3.4 Muestreo

Se realizaron tres protocolos de muestreo que fueron para macroinvertebrados bentónicos, pedofauna y especies vegetales. Para cada muestra se asignaron 5 puntos a los largo del área de estudio y se tomaron 4 muestras en cada punto, es decir, se obtuvieron 20 muestras en total.

3.4.1 Muestreo de Macroinvertebrados Bentónicos

Se utilizó el protocolo MIQU, para poder muestrear cuantitativamente el río Pichán. El protocolo se aplicó para los sustratos arenoso y rocoso.

Se tomó una muestra para cada sustrato utilizando red sorber. Se esperó un minuto antes de transportar la muestra a los platos blancos en donde se recogieron los macroinvertebrados encontrados, utilizando pinzas entomológicas .

Cada organismo se colocó en frascos que contenían alcohol al 70%. Se llevó las muestras conservadas en alcohol hasta su posterior identificación.

3.4.2 Muestreo de Pedofauna

Para este muestreo, se realizaron dos cuadrantes de 1m x 1m y 30 cm de profundidad mediante una pala. Posteriormente, se depositó la muestra de tierra sobre el plástico blanco de 1m2. Con la ayuda de las pinzas entomológicas se recogieron los organismos encontrados y se los colocó en frascos con alcohol al 70%. Se llevó las muestras conservadas en alcohol hasta su posterior identificación.

3.4.3 Muestreo de especies vegetales

En este caso, se realizó un cuadrante 6m x 6m, para lo cual se utilizó la cinta métrica. Se contaron las especies arbóreas, herbáceas y arbustivas presentes en el cuadrante. Además, se midió la distancia entre especies (DAP). Se representó gráficamente la disposición de estratos vegetales en el cuadrante. Los datos se llevaron a análisis estadístico.

3.5 Variables

Las principales variables utilizadas fueron:

3.5.1 Condiciones ambientales

● pH● Temperatura● Turbidez

● Sedimentaciòn ● Compactaciòn

3.5.2 Variables de respuesta

❏ Nùmero de individuos❏ Riqueza❏ Abundancia❏ Abundancia relativa

3.5.3 Macroinvertebrados bentónicos

En el muestreo de macroinvertebrados se utilizaron dos variables: distancia (altitud) y sustrato.Para variar la altitud en el muestreo, el área del río se dividió en 5 puntos separados entre sí por 50 metros río arriba, para evitar el sesgo de los resultados se inició con el muestreo en el punto más bajo del río y se continuó de esa forma hasta llegar al último punto. Con esta variable se evaluó la variación de especies de la comunidad según el cambio altitudinal.Los sustratos con los que se trabajó en el río fueron: piedra y arena. Para lograr esta distinción en el muestreo se evaluó el terreno del río según su contextura y en cada punto se obtuvieron dos muestras de macroinvertebrados bentónicos en sustrato arenoso y dos muestras en sustrato de piedra. Esta variable se usó con el fin de comparar la diversidad de estas especies según el tipo de sustrato en el que se encuentran.

3.5.4 Pedofauna

Las variables que se manejaron en el muestreo de pedofauna fueron: compactación y uso de suelo.Para medir la compactación se utilizó un penetròmetro, para evitar variaciones y errores en los datos la misma persona midió la compactación en todos los puntos. Para medir la compactación se colocó el penetròmetro en un lugar específico del suelo en cada punto, se ejerció una presión y se observaron y anotaron los datos de compactación arrojados por el equipo.Los usos de suelo variaron en cada punto, ya que, en cada distancia el uso de mismo variaba, se pudo encontrar suelo dedicado al pastoreo, a la agricultura, suelo alrededor de viviendas y suelos sin ningún uso específico pero muy cercanos a zonas transitables.

3.5.5 Vegetación

La variable que se utilizó en el muestreo de vegetación fueron los estratos, los mismos fueron diferentes en cada punto, lo que se debe a la distancia y variación altitudinal. En esta variables se encontraron tres tipos de estratos: arbóreo, arbustivo y herbáceo.

3.6 Diseño físico para el muestreo

Para el muestreo se formaron grupos de aproximadamente 10 estudiantes, estos grupos fueron distribuidos corriente arriba del río Pichàn en 5 puntos. Para la separación de los puntos se midió una distancia de 50 metros entre cada uno, en cada punto se definieron áreas para muestreo de

macroinvertebrados bentónicos respetando las variables planteadas, el mismo procedimiento se hizo para pedofauna y vegetación. Para pedofauna se hizo un cuadrante de 1 m2 para el muestreo en paralelo en las dos orillas del río, obteniendo en cada punto 4 cuadrantes de muestreo para estos organismos, en total 20 muestras. Para vegetación, se tomaron dos zonas de 6 x 6 cada una, para el muestreo de las mismas, en total 10 puntos muestreados y según el estrato se procedía con la metodología adecuada. Por último, para el muestreo de macroinvertebrados bentónicos en cada punto se obtuvieron 2 muestras por cada sustrato, para ello se separó de 1 a 2 metros los lugares de muestreo dentro del río, es decir en total se obtuvieron 20 muestras de estos organismos.

3.7 Análisis Estadístico

Una vez recogidos todos los datos de macroinvertebrados bentónicos, pedofauna y especies vegetales, se los llevó a análisis estadístico con el fin de obtener resultados y establecer conclusiones.

3.7.1 Diversidad de macroinvertebrados bentónicos a lo largo del Río PichánSe determinó diversidad, calculando riqueza, abundancia y abundancia relativa.

Riqueza: Para esto, se contó el número de especies distintas de la comunidad biológica.

Abundancia: En este caso se contaron los individuos de cada especie.

Abundancia Relativa: En este caso, se evaluó la proporción que representan los individuos de una especie particular respecto al total de individuos de la comunidad, para lo cual se utilizó la siguiente ecuación: Pi = Ni/ Sumatoria ind comunidad.

3.7.2. Relación de las condiciones fisicoquímicas del Río Pichán con la variación de macroinvertebrados bentónicos.

En este caso, se calculó el promedio de macroinvertebrados bentónicos presentes en los sustratos arenoso o piedrita de los 5 puntos de muestreo y se relacionó con las condiciones físico-químicas presentes en cada uno. Por último, se calculó un promedio total de organismos presentes en cada sustrato.

3.7.3 Determinación de la variación de la comunidad biológica de macroinvertebrados bentónicos en base a un gradiente altitudinal.

Con respecto a este análisis, se calculó el promedio de clase u orden más abundante presentes en los 5 puntos de muestreo.

3.7.4 Comparación de las comunidades biológicas de pedofauna según el uso del suelo.

Se calculó la riqueza de comunidades biológicas de pedofauna en cada tipo

de suelo y se estableció el promedio de organismos presentes en cada uno.

3.7.5 Determinación de la composición y estructura de la comunidad biológica de lo tres estratos.

En cuanto a especies vegetales, se estableció el porcentaje de los organismos de cada estratos presentes en el punto de muestreo (arbóreo, arbustivo y herbáceo), con respecto al total de organismos.

4. Resultados

4.1 Condiciones fisicoquímicas del agua

En la tabla 1 se muestran las condiciones fisicoquímicas del agua en los diferentes puntos de muestreo del río Pichán.

Tabla 1: Características fisicoquímicas de los puntos de

4.2 Determinación de la diversidad de macroinvertebrados bentónicos a lo largo del Río Pichán

Posterior a la identificación y conteo de las muestras obtenidas se obtuvieron los resultados presentes en el anexo 1. A partir de los mismos fue posible determinar la riqueza de especies, abundancia, abundancia relativa y total de individuos presentes a lo largo del río Pichán (Ver tabla 2).

Tabla 2: Datos de diversidad de macroinvertebrados Bentónicos

Los órdenes obtenidos en el muestreo son coherentes con lo indicado en la

bibliografía para ríos andinos (Encalada, Rierdevall, Ríos, García,, y Prat, 2011, p. 34-79).

En base a los datos previamente evaluados se determinó que el orden de macroinvertebrados bentónicos más abundante fue Lumbriculidae, seguido por Hirudinea y Lumbricidae.

4.3 Relación de las condiciones fisicoquímicas del Río Pichán con la variación de macroinvertebrados bentónicos.

En la tabla 3 se muestran el promedio de macroinvertebrados bentónicos por punto de muestreo y por sustrato.

Tabla 3: Promedio de macroinvertebrados bentónicos por

punto de muestreo

El punto 1 mostró mayor abundancia de macroinvertebrados bentónicos en ambos sustratos. En este punto se presentó pH neutro y sedimentación. El género Gasteropoda fue el más abundante en este punto.Por otro lado, el punto con menor abundancia de organismos fue el punto 3, el mismo que presentó pH

más ácido y mayor turbidez. La clase u orden más abundante en este punto fue Haplotaxida.

4.4 Diferenciación de macroinvertebrados bentónicos según el tipo de sustrato

En base a los datos de la tabla 3 se obtuvo un promedio aproximado de organismos por cada sustrato (Ver tabla 4).

Tabla 4: Promedio de organismos bentónicos por sustrato

El sustrato de arena presentó mayor abundancia de macroinvertebrados bentónicos en el río Pichán, superando por 2.26 veces a la cantidad de organismos presentes en el sustrato rocoso. Al contrario de lo encontrado en la bibliografía, Salcedo, et al (2013, p.136) determinó que los suelos arenosos son habitados por menor variedad de especies y menor cantidad de individuos por especie. Sin embargo, la presencia de macroinvertebrados en suelo rocoso fue menor por el pequeño tamaño de las rocas encontradas en el río. También es posible que las muestras se hayan perdido al eliminar las rocas de la red Surber.En el sustrato arenoso la clase u orden más abundante en ambos casos fue Lumbriculidae.

4.5 Determinación de la variación de la comunidad biológica de macroinvertebrados bentónicos en base a un gradiente altitudinal

En la tabla 5 se muestra un promedio aproximado de macroinvertebrados bentónicos por punto de muestreo sin tomar en cuenta el tipo de sustrato y el género más abundante en cada punto.

Tabla 5: Promedio de macroinvertebrados bentónicos por punto de muestreo y género más

abundante

Como se observa en la tabla 5 el primer punto presentó mayor cantidad de macroinvertebrados. El género más abundante en el punto 1 fue Hirudine, en el punto 2 Lumbricidae y en los puntos 3, 4 y 5 el género más abundante fue Lumbriculidae.

4.6 Comparación de las comunidades biológicas de pedofauna según el uso del suelo.

Posterior a la identificación y conteo de las muestras obtenidas se obtuvieron los resultados presentes en el anexo 2. A partir de los mismos fue posible determinar la riqueza de especies, abundancia, abundancia relativa y total de individuos presentes

en los diferentes suelos de las orillas del río Pichán (Ver tabla 6).

Tabla 6: Riqueza y Total de individuos de pedofauna por punto de muestreo y

uso de suelo

Se observó un mayor número de individuos en el punto de muestreo 3 en el suelo utilizado como pastizal, y en el punto 4 correspondiente a bosque. Como se muestra en la tabla 6 existe una riqueza similar en todos los puntos de muestreo.

En la tabla 7 se muestra un promedio aproximado de organismos según el uso del suelo

Tabla 7: Promedio de organismos según el uso de suelo

En el suelo utilizado como pastizal se encontró mayor cantidad de organismos, a pesar de que el suelo del bosque tiene menor intervención humana. Cabe mencionar que, como

se muestra en el anexo 2, las especies encontradas en el bosque son uniformes, mientras que en el pastizal presentan mayor variación. En ambos tipos de suelo las lombrices de tierra fueron las más abundantes.

4.7 Determinación de la composición y estructura de la comunidad biológica de lo tres estratos

En la tabla 8 se muestra la composición y estructura de cada uno de los estratos que conforman el cuadrante de 6 m x 6 m.

Tabla 8: Composición y Estructura del punto de muestreo

El estrato arbustivo tiene mayor diversidad de especies a comparación con el estrato arbóreo y herbáceo. La presencia de ganado en la zona afecta de manera negativa a las especie herbáceas pues son su principal alimento.El estrato herbáceo ocupa aproximadamente el 80% de la superficie, seguido por el estrato arbóreo que ocupa aproximadamente

un 15% y el estrato arbustivo el 5% (Ver Anexo 3).

5. Conclusiones:

- Se logró determinar que existen 39 especies de macroinvertabrados bentónicos a lo largo del Rìo Pichán, de los cuales el 20% pertenecen a la especie Lumbriculidae y 19% a la especie Hirudinea, siendo estos los más abundantes en el Río.

- Tras el muestreo y procesamiento de datos se puede concluir que el sustrato arenoso tiene la mayor parte de macroinvertebrados bentónicos con un promedio de 335 individuos, mientras que el sustrato rocoso contiene menos de la mitad de individuos de la comunidad con un promedio de 148 individuos. Es decir, el sustrato arenoso tiene mejores condiciones para el desarrollo de estos organismos.

- En cuanto a la gradiente altitudinal, tras el análisis de datos se puede observar que la variación de la comunidad no tiene un comportamiento definido. Es asì que, se tiene la mayor cantidad de individuos con 504 en el punto 1 que es el de menor altitud, seguido por el punto 5 que es el punto de mayor altitud con 316 individuos, luego viene el punto 2 con 250 individuos y el 4 con 114 individuos, por ùltimo se tiene el punto 3 que es el intermedio de altitud, que

presenta la menor cantidad de macroinvertebrados bentònicos con 24 individuos.

- Según los datos obtenidos en cuanto a riqueza de pedofauna dependiendo del tipo de suelo, se encontró que la riqueza en cuanto a pastizal en los 5 puntos de muestreo es muy variable en comparación al suelo de bosque. Esto se puede deber al contacto que el pastizal tiene con la actividad humana desde hace muchos años. Por lo tanto, algunas especies de pedofauna pueden haber desaparecido debido a la intervención humana. Por otro lado, el promedio de organismos de pedofauna es mayor en pastizal con respecto al suelo de bosque, lo cual discrepa con la riqueza antes mencionada, sin embargo, estos resultados pueden llevar a inferir que la actividad e intervención humana tanto en pastizal y bosque se han dado en gran cantidad, afectando dichas características de la comunidad biológica.

- En cuanto a los datos de composición y estructura de especie vegetales se llega a concluir que el estrato herbáceo es el que ocupa una porción mayor de superficie (80%), debido a que las condiciones ambientale son propicias para ello (altitud, temperatura, etc). Sin embargo, la diversidad de las especies herbáceas es la menor, debido a la presencia de ganado vacuno en la zona. Por

otro lado, en cuanto a especies arbóreas, la especie que se encontró en mayor cantidad es el Aliso, debido a que este tiene la característica de crecer y desarrollarse en zonas cercanas al agua como orillas de los ríos (Orwa, 2009).

- Por lo anteriormente mencionado, se puede concluir que el estrato dominante en el cuadrante de estudio es el estrato herbáceo al ocupar el 80% del mismo.

6. Bibliografía

Bonada, N., N. Prat, V. Resh & B. Statzner. 2006. Developments in aquatic insect biomonitoring: a comparative analysis of recent approaches. Annual Review of Entomology 51: 495-523.

Encalada,A., Rierdevall, M., Ríos, B., García, T., y Prat, M. (2011). Protocolo simplificado y guía de evaluación de la calidad ecológica de ríos andinos. Quito, Ecuador: Universidad San Francisco de Quito.

Figueroa, R., A. Palma, V. Ruiz & X. Niell. 2007. Análisis comparativo de índices bióticos utilizados en la evaluación de la calidad de las aguas en un río mediterráneo de Chile: río Chillan, VIII Región. Revista Chilena de Historia Natural 80: 225-242.

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Copyright © 1993 International Mountain Society.

Hurni, H., K. Tato, and G. Zeleke. 2005. The implications of changes in population, land use, and land management for surface runoff in the upper nile basin area of ethiopia. Mountain research and development 25:147-154.

Loeb, S. L. & A. Spacie. 1994. Biological monitoring of aquatic systems. Florida, Lewis Publishers, 381p.

Orwa. (2009). Alnus acuminata. Recuperado el 29 de mayo del 2015 de http://www.worldagroforestry.org/treedb/AFTPDFS/Alnus_acuminata.PDF.Salcedo, S., Artica, L., y Trama, F. (2013). Benthic macro invertebrates as water quality indicators in the San Alberto micro basin, Oxapampa, Perú. Apunt. cienc. soc. 03(02). 124-139.

Sarmiento, O., Vera, F., y Juncos, J. (1974). Diccionario de ecología: paisajes, conservación y desarrollo sustentable para latinoamérica. Quito, Ecuador: Abya YalaWallace, J. B., S. L. Eggert, J. L. Meyer & J.R. Webster. 1997. Multiple trophic levels of a forest stream linked terrestrial litter input. Science 277: 102-104.

7. AnexosAnexo 1: Organismos bentónicos a lo largo del río Pichán

Anexo 2: Pedofauna en las proximidades del río Pichán

Anexo 3: Cuadrante de muestreo para especies vegetales