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(1)

i-

L

iii t -

i.-

-..

f , . r

...

P %

Universidad Autonoma Metropolitana Iztapalapa

Division de Ciencias Biológicas y de la Salud Departamento De Hidrobiologia

Licenciatura en Hidrobioiogia

El fitoplancton como indicador

de

la calidad

de

agua

del

lago Huayamilpas, Del. Coyoacán,

D.

F.

Alumna

Elizabeth Ortega Mayagoitia (89340241)

Asesores

Jose Luis Moreno Ruiz Antonio Z. Márquez Garcia

(2)

ih'odancton como indicador de calwad de agua

EL FITOPLANCTON COMO lNWCADOR

DE

LA

CAL

DAD DE

AGüA DEL LAGO HUAYAMILPAS, DEL. COYOAC

a

N

D.F.

INTRODüCClON

El lago Huayamilpas es un embalse urbano situado en la Delegación Co oadn, Distrito Federal,

dentro

del Parque Ecológico Huayamilpas, este cuerpo

de

agua colinda al norte con las colonias Ruiz Cortines y Huayamilpas y, al este con la colonia

AJUSCO (Fig. 1).

El área com rendida por el parque, la o y colonias aledañas se localiza dentro de la región geo

conjunto de corrientes de lava arrojadas por el

volcán

Xitle (Enciso de la Vega 1979

El

parque

cuenta con instalaciones deportivas, áreas verdes y una casa de ailtwa. I número de visitantes 8 n su mayoría de las colonias vecinas- no ha sido calculado,

pero

la mayor añuencia se registra los fines de semana y días festivos.

El lago Huayamilpas, que es uno de los principales atractivos del arque, es de en 1.5 ha. Este cuerpo de agua es alimentado por dos manantiales naturales y una

caída

de agua artificial, aunque puede obseivarse que el régimen de lluvias Muye determinantemente en su volumen neto (comunicación personal Márquez-Garcia

El parque Huayamilpas fue creado con el fin de brindar a los vecinos de

la

zona un espacio de reaseción educación ambiental, conservando la flora y fauna nativas,

tanto terrestres como a c u h a s . Sin embargo, el manejo del parque no se sustentó en al menos

el

oQeiivo de criterios biológicos y sociales integrados,

por

lo

conservación no se ha cumplido. Concretamente, en 1 3 se sembraron carpas en el lago;

pero

el manejo inadecuado del lago propició que en

mayo

de 1995 la población de estos

peces

sobrepasara la capacidad de carga del sistema, muriendo aproximadamente 4,000 individuos aduitos por

anoxia.

A parúr de eatmcas,

las

actividades de navegación y pesca que se realizaban fueron suspendidas y se restringió el acceso a este lugar en espera de un plan de recuperación y

maneja

adecuados, por lo que es necesario en primer instancia realizar un diagnóstico de su

estado

actual.

ica conocida como P

e&

egal

de San Angel, originada por el

E

4

forma semielíptcca, tiene una profwididad máxima de 2.5 m y una

supe

xi.

cie esürnada

1994).

%

El uso de bioindicadores.

Históricamente, se ha tratado de ctasiiicar los difwentw tipos de agua de acuerdo a sus características y el uso que puede dáneles. Es aquí donde surge el concepto de la calidad del agua, la cual, íradicionahnente ha sido evaluada a través de variables físicas y químicas. La tendencia general ha sido medir el mayor número posible de estas, MM el fin de describir el sistema; sin

embargo,

el tener ma gran cantidad de datos numéricos se complica su integración e interpretación, además de que

no

evalúa el efecto sobre la biota acdtica.

Los seres vivos -por otra parte- están continuamente expuestos a todas las variaciones de la calidad ambiiental y su

mqxmsb

es

integrada, ya que dejan

los

(3)
(4)

Cada organismo acuático puede por lo tanto servir como un indicador de las condiciones en que se encuentra el cuerpo de agua que habita.

Debido a que en los ecosistemas acuáticos -en condiciones normales- se

presentan muchas especies y no sólo una, es necesario analizar la estructura de la comunidad para caraderizar al ambiente que la rodea: la comunidad ptandónica para

la columna de agua y la comunidad bentónica para las condiciones del fondo y la orilla

Por sus cortos ciclos vitales, los componentes del plancton responden rapidamente a los cambios ambientales, y de

ahí

que la composición de sw)

especies

sea un indicador de la calidad de la masa de agua en que se encuentran (APHA, A W A y W F C 1992). Particularmente las algas han mostrado ser el mejor, y

prácticamente único grupo que puede usarse como indicador en estudios de euíroficación.

No

hay otro grupo aitmtrtivo en estudios de enriquecimiento organic0

en aguas abiertas (Hellawell, 1986)

Por lo anterior, es recomendable realizar algunos anáiisis químicos paratetos a los análisis biológicos porque

los

indicadores biológicos muestran el grado de desbalance

ecológico

resuiimie, en tanto que

los

métodos

químicos miden la concentración de los compuestos causantes y ambos tipos de análisis son por lo tanto necesarios (James 1979)

Los métodos biológicos para la evaluación de la calidad del agua habían empezado a usarse en Europa

desde

principios del

presente

siglo

(Kolkwib: y Marsson 1908, 1909), y más tarde en América (Richardson 1928), siendo en el presente numerosos los ejemplos a nivel mundial en los que se ha usado el fitopiandon

con

estos fines (Balloch et al. 1976, Davis 1964, Rawson 1956, Bellinger 1979, Villegas y Giner 1987; Li

et

al. 1993,

enúe

muchos

otros).

En

Mxiw

los

casos

son

m

a

frecuentes, y podemos citar los estudios de Velasco (1982) y de Rosas et al. (1993) ambos referentes ai Lago de

Pátzcuaro.

Del Valle de

MBxico

tenemos los e&udios

descriptivos de fitoplancton realizados por Flores (1980) y Reynoso (1986) en Xochimilco.

Los

métodos de evaluación biológica en agua dulce pueden clasificarse en tres

1 ) Indices de contaminación de origen orgánico (Kothé 1962, KnOpp 1954,

2) índices de diversidad (Margalef 1951, Menhinick 1964, Simpson 1949;

3) índices com arativos (Jaccard 1912, Kulezynski 1928, SOrensen 1948,

(Sládecek, 1979).

gNpos generales:

Paniie y Buck 1955, Oittmar 1959, Zelinka y Mawan 1966, Chandler 1970),

Mclntosh 1967, Shannon, 1948, Withm y Dorris 1968)

Raabe

1952, M a l 1

9 8

1 , Mountford 1962)

entre

otros.

OBJETNOS

General.

(5)

Fñoplandon como indicador de caMad de agua

Específicos:

Elegir los índices bióticos

más

adecuados para la evaluación de la calidad del agua en el Lago Huayamilpas.

Con el fitoplancton como indicador, evaluar la calidad del agua del lago, a lo largo de seis meses

Establecer, si es posible, la evolución del estado trófico del lago a lo largo de un ciclo anual, usando muestras de fdoplandon recoledadas con

anterioridad.

0 Proponer el uso y manejo adecuados del lago, considerando sus características de

calidad de agua.

METODOLOGIA

Se hicieron muestreos puntuales en los

meses

de marzo, mayo, junio, julio, septiembre y octubre de

1995,

estableciéndose una estación en el centro del lago. Se tomaron muestras de agua en la supetfick

(primeros

0.15

m

de

la

columna

de agua) y cerca del fondo (variable debido a las oscilaciones en el regimen hídrico de la cuenca, de0.8 m a

2.8

m) con una botella Van

Dom

de

3

I, registrándose

en

campo los vakues de pH con un potenciómetro Comer pHlO y temperatura con un termómetro

Cole-

Parmer 30, y en laboratono los de amonio, atofosfatos y oxígeno

disuelío

-

las

técnicas descritas en APHA, AWWA y WPFC

(1992),

Lind

(1985)

y Wetzel

y

Likens

1979).

Las muestras

de

fitaplancton se

deotamn

también con la bot& Van

Dom

a

. I 5 m de profundidad, fijándose con lugol.

existentes en las obras de Hustedt

(1930a-b),

Desikachary

(1959),

-Pr

1978),

Patrick y Reimer (1966), Steidinger y Williams (1970), Campbet1

(1973),

Schoeman y Archibald

(1976),

Moreno-Ruiz

(1985).

Se

realizaron

análisis cuantitativos de densidad de fitodandon. con

. .

b

La determinación de los taxa

se

obtuvo con las claves y

microscopios invertidos Zeiss normal y de cámara fotográfica IM-35, &gún la t b i c a de üterm6hl

(Hasle

1978).

La calidad de agua se determinó con el uso de los siguientes

Illdkesbiboicos.

En cuanto a los índices, se eligió el de Shannon y Weaver

(1949)

cu a expresión es H = - s ~ I-,

d~nde

p

= proporción

de

~ a d a especie

dentro

del totar La ventaja c+e

este índice es que es independiente del tamaño de la muestra y de esta manera, la diversidad está determinada principalmente por

los

proporciones de los indmduos de

las especies más comunes (equitatividad) y sólo en segundo término por la extensión de la lista de

especies

(variedad o

riqueza).

En

vista

de que la ammidad fitoplanctónica del lago Huayamilpas está dominada por lo general

por

una o dos especies, no es necesario

realkar

revisiones

exhaustivas de las muestras y aplicando

este índice se obtiene un resultado confiable.

(6)

.,

..

.

L_ .

..

,.

. .

.

I . .

L

e-.

.

..

rl

L..

v. ‘

...

c.-

L,

r.

-

r

.-

Fitopancton como indicador de caüdad de agua

S D = 1- (pi)’

i=1

que se fundamenta en la probabilidad de que dos individuos escogidos al azar de una población pertenezcan a la misma especie. Varía de O a 1, siendo

los

valores altos los que representan una distribución uniforme de

los

individuos entre las especies, mientras que los valores bajos representan la agregación de individuos en unas pocas especies (Lara-Villa et al. 1996).

De manera complementaria se obtuvo el número de células por ml y la presencia de especies indicadoras de saprobiedad de acuerdo al criterio de SIádecek (1978) y con el uso del índice de saprobiedad de Pantle y Buck (1955), cuya fórmula es

S = X

h * S i

-+d

donde Si el índice sapróbico individual para cada especie y h es la abundancia de acuerdo a una escala relativa de estimación. Este índice permite clasificar cualquier tipo de agua dulce y sus resultados pueden ubicarse tanto en su propia escala (saprobia) como en la escala trófica. Otra de sus ventajas es que no requiere de un

mnieo

preciso de organismos,

b

cual

ahorra tiempo en esta fase de émáiiiis. Sin

embargo, este índice no fue aplicado debido a que para ello es estrictamente indispensable determinar hasta especie -y en algunos

cams hasta la variedad, si la

hay- a

los

componentes de la comunidad, y el trabajo de determinación aún no se ha concluído, aunque se espera que más adelante se concluya totalmente

ACTIVIDADES REALWDAS

Debido a problemas logísticos,

los

muestreos no se realizaron en las fechas propuestas el el proyecto inicial, sino en las indicadas en la sección de metodología, cubriendo

los meses de mano a octubre de

1995.

Los muestreos de

los

meses de mayo a octubre se realizaron en ciclos de 24

horas,

tomándose para este informe

los

datos y análisis correspondierttea a las 12:üü

horas de cada mes.

A continuación menciano las actividades más importanies realizadas en el curso de mi Servicio Social.

0 Inicié la búsqueda y revisión bibliográfica conducente a elegir los índices a aplicar

para evaluar al calidad del agua

En cada campaña, me encargué de preparar

los

reactivos químicos necesarios para realizar los análisis propuestos, así como de preparar el material necesario para el trabajo de campo.

0 Participé en todas las salidas de campo, colaborando en la organización y

(7)

Ñfoplandon como indicador de W8dde agua

0 Posteriormente, en el laboratorio de Geologia y Limnologia de la UAM-lztapalapa

realicé los análisis de amonio, ortofosfatos y otros nutrimentos de las muestras obtenidas en campo.

Asimismo, me encargué de vaciar

y

procesar en paquetes de cómputo todos los datos de

los parámetros fisicos y quimicos

de cada muestreo.

0 En el laboratorio de Fitoplancton y Productividad Primaria del Instituto de Ciencias

del Mar y Limnología de la UNAM realicé la determinación de los taxa y los conteos de células fitoplanctónicas para aplicar los índices propuestos.

0 De julio a octubre participé en la elaboración y más tarde en la exposición de la

ponencia "La anoxia, causa de la mortandad de peces en el lago Huayamilpas, Coyoacán", presentada en el Segundo Seminario Internacional de Investigadores de Xochimilco.

OWETWOS Y METAS ALCANZADOS

0 Se evaluó la calidad del agua del lago através de sus descriptores físicos, químicos

y biológicos, lo que permitió proponer el uso que puede

dársete

al lago.

0

No

fue posible hacer el análisis de

la

evolución del estado del lago en un ciclo

anual

debido

a que las diferencias en

la

metodo

¡a emp4eada para la reooleda

en virtud de que las muestras anteriores se obtuvieron con red y por no tener datos

confiables del área y profundidades muestreadas.

0 Se eligieron tres índices, dos

ecológicos

y uno de contaminación, para evaluaciones

posteriores.

del fitoplancton no permitieron hacer una integrad

9

n adecuada de los resultados,

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

A continuación se presentan

los

resultados de los muestreos realizados de marzo a octubre de 1995 mespondientes a este servicio social, más

aquellos

obtenidos de un muestreo de diciembre de 1994, los cuales pudieron integrarse por haberse obtenido con la misma metodologia a la aquí propuesta.

Condiciones físicoquímicas.

La temperatura promedio en el lago durante los meses de estudio fue de 21.2 "C,

registrándose las mas bajas en octubre (17 "C) y las mas altas en mayo (25.5

"C

(Fig.

2). La diferencia de temperatura entre superficie y fondo es

muy

ligera,

do

es significativa en julio, 25 y 20 "C respectivamente. Se observa que la temperatura de este cuerpo de agua esta en relación direda con la 6poca

del

año, siendo más

elevada en los meses de estiaje y disminuyendo hacia el período de otoño-invierno.

El pH se mantuvo estable entre

9.84

y 8.98, con ligeras diferencias entre la superficie

(8)

r

.

._

Hoplandon como indicador de c&ad de agua

I

"

M., w J"" JuI act

(9)

iitopfandon como ¡n&adw da caciled da agua

La concentración de oxígeno disuelto difiere notablemente espacial temporalmente. Entre superficie y fondo hubo una diferencia promedio de 6 46 mg

8 .

211 El rango de variación en superficie fue de 11.94 mg

OA,

con

un maximode

19.10 mg 02/1 en julio y un mínimo de 7.19 mg 02/i en octubre 12.36 mg 02/1 en

de 7.72 mg 02/1 en diciembre y un mínimo de 3.7 mg

02/l

en septiembre, lo que da un rango de 4 65

mg

OA

y un promedio de 5.89

mg

O#.

En cuanto a los nutrimentos, se observó que las concentraciones de amonio y

ortofosfatos fueron ligeramente mayores en el fondo que en la superfkie en todos los

meses. Los valores más altos de amonio se registraron en octubre (1.22 mg NHJI), y los mínimos en

matzo

(0.06 mg",/i). La

OonCentración

promedio he de 0.49 NHJI. Con respecto a los ortofosfatos, en 'unio se presentó el valor más alto (1 3

~ ~ P O J I )

y

marzo el

más

Del análisis de estos datos se encontró que todos los descriptores limnológicos evaluados presentan oscilaciones a to largo del periodo de

estudio,

en padiaiier,~

julio se observó una marcada diferencia de los mismos entre

los

valores de superficie y fondo. Esto se debe principalmente, a que en este mes, como

resultado

de

la

precipitación pluvial caracteristica de esta época del ano, el lago alcanzó una

profundidad de 2.8 m lo que probablemente

ocasionó

que no se produiersn las condiciones adecuadas para la recirculación de la columna de agua, formándose así un gradente de temperatura, oxígeno disuelto y pH.

El fenómeno de precipitación determinó así mismo las variaciones de concentración de

los

nutrimentos evakiados. Los ortofosfatos se incrementaron

debido

al arrestre de

materiales procedentes de

los

terrenos aledanos a la cubeta lacustre. Es interesante observar que al mismo t i

ei

amoni0 disminuyó al

parecer

por efecto

de

M ó n ,

a que mostró valores extremadamente bajos en

los

materiales arrastrados por las L i a s

Comunidad algal.

A

lo

largo de

los

siete meses considerados, se registraron 38 espeaes de

aigas

planctónicas, cuya abundancia y distribución temporal se ilustra en la Tabla 1. Se observa que solamente dos especies se encmiraron en todos

los

meses,

aunque una de ellas (una clorofita filamentosa) fue la especie dominante durante cinco meses, mientras que la otra (CycWda sp.) representd menos del

u w

por ciento del tot&l de &lulas, excepto en mayo cuando alcanzó el 1.53 %.

Se

advierte también que de

las

38

especies,

hay

12 que

aparecen

sodamente en alguno de los siete meses analizados y 15 en dos, lo cual es una indicación de la variabilidad mensual de la

composición

de especies de la comunidad RopJanctánica.

A

lo

largo de los meses se observa que por lo menos el 70% del número total de céiulas está distribuido

entre une

o

dos

espedes (Fig. 3), siendo el

caso

exhamo

el

mes de matzo, en el que la clorofta filamentosa representa el 98.3 % del conteo total. Esta tendencia se refkja tarnbien en los valores de tos índices de Shannon-Weaver y de Simpson, 0.15 y 0.03 respectivamente (Fig

4).

promedio). Por otra parte, la variación en fondo es menos pronunci a&

,

con un máximo

"c,

(10)
(11)

1 MiaDcystis sp.

2 Aruibeenasp.

3 MerismomedEe SP.

4 Diatomea panal 1 5 Diatom penal 2 8 Diatomea panal 3 7 Diatomea penal 4

8 Diatomea penal 5 9 Diatomea penal 8 10 Diatomea penal 7 I 1 c)dot8na sp.

12 Aulecosl"a SP.

13 scenedemus sp.

14 so3nedemus quadricauda

15 iVtmnmmspl 18 Fíemmoms sp2 17 Volvocal 1

18 ctoroñia Namentosa I 9 Dinoflagelado 1

20 Dinofla~elado 2 21 Dinoflagekido3 22 Mónada 1

23 Mónada 2 24 Mónada 3

25 Mónada 4

26 Mónada 5 27 Mónada 6 28 Mónada 7 29 Mónada 8

30 Mónada 9

31 M6nada Mage&da 1 32 Mónada Magelada 2 33 Mónada fl-a 1

34 Célula fusifomie Mageiada 35 Pseudomónada 1

38 Pseudomónada Magelada 37 Alga filrunentosa 1

38 Alga filamentosa 2

1501-5Ooo

sw

1-50000

O 101-500 1-100 Joo-1500

(12)

Ftoplancton como indicador de caüdaá de agua

Diciembre Marzo

(69.1 %)

(98.3%) (1.7%)

Mayo

/

(1 1.7%)

(7.0%) (9.8%) (8.2%)

Julio

(63.2%)

(49.8%)

(2.1%)

(4.6%)

(43.6%)

Octubre

(17.1%)

Junio

(91.3%)

(3.0%)

(5.8%)

Septiembre

O Anabaena sp.

rn Microcystis aeruginm

O Pteromonar sp.2

O Cloroñta filamenío&a

13 Pseudomónada 1

I Mónada flagdada 1

S Aiga filamentosa 1

I Alga ñlamentocni 2

(13)

Mooiancton corno indicador de caüdad de agua

2'5

r

I

1.5

I

0.5

'1

OL

h,

Dic Mar Mav

ilndce de Shannon

O lndce de Simpson

Jun Jul OCt

O

Jun Jut

Fig.

5

sep

20

15

10

5

(14)

Fifoplancion cwno inhador de caldad de agua

.

En diciembre se encontraron 18 especies, de las cuales M k ~ ~ ~ y s t i s a e r u g i m y la clorofita filamentosa fueron las dominantes. Fue en este mes en el que se presentó el menor número de células (279,540 c&/mi) (Fig.

5)

Marzo se caracterizó por un florecimiento de la clorofita filamentosa, la cual representó el 98.34 % de 1,757,200 céllml, quedando

el

resto de las células repartidas en 13 especies más. Es 16 ico entonces que los índices de Shannon-Weaver y de Simpson tengan valores

tan

L.

ps

en este

mes,

que fueron

los

mas bajos en el periodo de estudio. Lo que se explica porel número mayor de células por mililitro.

Mayo y junio se caraderizaron por la dominancia de la misma especie clorofita, siendo en el primer caso el 63.23 % y en el segundo el 91.25 % los porcentajes del total.

Posteriormente, en julio se registró una

e s r e

&, que predominó junto

m

la

citada alga verde en proporciones del 49.79

,6

y 43.55 % respectivamente El restante 6.66 % con-¡a a &ras 10 especies; este fue el

mes

en

el que dos

especies

dominaron más o menos equitativamente y por

lo

tanto se obtuvieron los valores más altos en los índices.

En septiembre se repitió el esquema de diciembre, siendo las especies dominantes Microcystis a e r u g i m y la doroMa

filamentosa,

pero el 1.87 % restante

se

cmcentró

en seis especies más. Sin embargo, en comparación a diciembre, los indices aplicados en septiembre arrojaron valores menores debido a que la diferenda

entre

los porcentajes de ambas especies fue mas marcada en este mes, resultando en una menor equitatividad.

Finalmente en octubre la especie dominante fue Anabaena sp., con el 71.23 % del contso total. Este

mes

fue diferente respecto al resto debido a que la

espe&

dominante cambió. Además de Anabaena sp. se registraron otras 10 especies.

De lo anterior se

observó

que de los meses de diciembre a junio, la

domMa

filamentosa fue la especie dominante (Fig. 3). AI inicio de la época de lluvias, en julio, la comunidad estuvo dominada por otra especie de alga filamentosa (alga

filamenaoSa

1) favorecida por el cambio en las condiciones ambientales (Fig. 2). Posteriormente

en septiembre, al terminar las preciprtaciones, se repitió el

esquema

de dominancl ‘a de los meses anteriores. En octubre, cuando se presentaron el pico de amonio

y

las de Anabaena sp.

De

aCuBfd0 a

los

cntenos

de Sládecek (í978), la calidad

de

agua del lago

Huayamilpas durante todo el periodo de estudio corresponde al tipo l3-mesosaprobio, equivalents al nivel

tr6fico

rMutr6fim; excepto el

mes

de

marzo,

cuando se

ubicó

en

el nivel a-mesosaprobio (a -eutrófico).

Esta conclusión está reforzada por la presencia de especies indicadoras (hkrtxystis aeruginosa y Scenedesmus cuadricauda, entre otras) de dichos niveles.

Las aguas Bmesoaaprobias tienen una calidad media y son

adecuadas

pera la

recreación con contacto restrin ido,

lo

cual a no es recomendable en el nivel a

-

humana.

temperaturas mas bajas, el alga verde filamentosa fue desplazada por el aecimrent O

(15)

Fttopíandon como indcador de cacded de agua

En un estudio realizado anteriormente (González et. al 1993) se determinó también que el lago era B-eutrbfico, por lo que de manera general, se concluye que el lago no

está

atravesando por procesos de eutroftcación aderada, a~nque se presentan oscilaciones estacionales en su estado debido a los factores climáticos que afectan sus condiciones físicas, químicas y biológcas

RECOMENDACIONES

Con base en esta K i v e d i , se

reoomienda incrementar

el Brea de 18 carpeta

verde en las inmediaciones del lago para disminuir la erosión de los terrenos en aras de evitar el rapid0 azoive de la arbeta h s t r e .

Para fines de monitoreo de calidad del agua, un muestreo cada cuatro o inclusive cada seis meses pmporcionarh la

información

wceswia, aunque Sena

dsseswe

q u d irnplementar otras estaciones de muestreo. También se recomienda evaluar otros

parhetms relacionado s

con

la calidad del agua, como D80,

W O

y bacterias.

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Fig.  2.  Valores de los parámetros físicos  y  químicos  obtenidos en superficie (S)  y  fondo  (F)

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