COMPARACIÓN DE LA ESTRUCTURA ÍCTICA DEL ARRECIFE ARTIFICIAL
“BLUE DIAMOND” Y EL ARRECIFE NATURAL ALEDAÑO, EN LA ISLA DE SAN
ANDRÉS, CARIBE COLOMBIANO.
ANDRÉS FELIPE LÓPEZ DUPRE
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE ESTUDIOS AMBIENTALES Y RURALES
CARRERA DE ECOLOGÍA
BOGOTÁ D.C.
2012
2
COMPARACIÓN DE LA ESTRUCTURA ÍCTICA DEL ARRECIFE ARTIFICIAL
“BLUE DIAMOND” Y EL ARRECIFE NATURAL ALEDAÑO, EN LA ISLA DE SAN
ANDRÉS, CARIBE COLOMBIANO.
ANDRÉS FELIPE LÓPEZ DUPRE
TRABAJO DE GRADO
Presentado como requisito para optar al título de:
ECÓLOGO
DIRECTOR:
ALBERTO RAMÍREZ GONZÁLEZ
Profesor DET - PUJ
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE ESTUDIOS AMBIENTALES Y RURALES
CARRERA DE ECOLOGÍA
BOGOTÁ D.C.
2012
3
NOTA DE ADVERTENCIA
“Los conceptos y opiniones emitidos en este trabajo son
responsabilidad del autor y no comprometen en nada a la Pontificia
Universidad Javeriana”. Articulo 23 de la Resolución N° 13 de julio de
1946.
5
AGRADECIMIENTOS
A mis patrocinadores de toda la vida que hicieron posible la realización de este
trabajo, mis padres, Hernán Fabio López y Marie France Dupre. No me alcanzan
las palabras de gratitud y cariño por su apoyo y amor incondicional.
Un agradecimiento muy especial a Alberto Ramírez Gonzales, director del
proyecto de grado, por sus correcciones y contribuciones al trabajo, pero sobre
todo, por su excelente disposición hacia los estudiantes, siempre en procura de
buscar la excelencia académica de los ecólogos.
A los jurados, Santiago Bustamante y Fabio Gomez por los aportes, consejos y
correcciones realizadas a la versión final del trabajo de investigación.
Al centro de buceo en la isla de San Andrés, “San Andrés Divers” por brindarme
todo el apoyo necesario durante la fase de campo, en especial a Juan Pablo León
por aportar material fotográfico para la investigación.
6
RESUMEN
Los arrecifes artificiales se plantean como una herramienta para la restauración de
arrecifes coralinos, ayudando a mitigar la problemática del decaimiento del recurso
pesquero al proveer nuevos hábitats para la ictiofauna. Estas estructuras deben
ser comparadas con arrecifes naturales para comprender mejor la dinámica y
aplicacion de esta alternativa de conservación. El presente estudio comparó la
estructura íctica del arrecife artificial “Blue Diamond” y el arrecife natural
adyacente “Cantil del Barco Hundido”, en la isla de San Andrés, Caribe
colombiano, durante el mes de Marzo de 2012.
Se empleó un esfuerzo de muestreo total de 240 minutos para el estudio,
registrando 67 especies ícticas representadas en 27 familias y 42 géneros
taxonómicos, siendo Pomacentridae la familia dominante para ambas zonas. El
arrecife natural presentó mayor riqueza y abundancia, sin embargo, el arrecife
artificial obtuvo mayor diversidad para los índices de Shannon y Simpson al
presentar mayor equidad y menor dominancia de especies. Se determinó basado
en los índices de similitud de Jaccard y Bray-Curtis que la composición y
estructura de las zonas de estudios son distintas. En cuanto a las especies de
importancia económica y para la conservación registradas en el arrecife artificial,
se presenta evidencia parcial del potencial de estas estructuras para generar
seguridad alimentaria y también para proveer sitios para la conservación de peces
arrecifales.
Se concluye que el arrecife artificial “Blue Diamond” muestra indicios de ser una
herramienta efectiva para la conservación de ictiofauna, que establece una
estructura íctica propia y puede ayudar a mitigar la problemática del decaimiento
del recurso pesquero y generar seguridad alimentaria.
7
TABLA DE CONTENIDO
pág.
AGRADECIMIENTOS ... 4
RESUMEN ... 6
TABLA DE CONTENIDO... 7
LISTA DE TABLAS ... 10
LISTA DE FIGURAS ... 11
LISTA DE ANEXOS ... 14
1.
INTRODUCCIÓN ... 15
1.1.
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ... 15
1.2.
PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ... 18
1.2.1.
General: ... 18
1.2.2.
Especificas: ... 18
2.
OBJETIVOS ... 19
2.1.
GENERAL: ... 19
2.2.
ESPECÍFICOS: ... 19
3.
HIPÓTESIS ... 19
4.
JUSTIFICACIÓN ... 20
5.
MARCO CONCEPTUAL ... 23
6.
MARCO DE REFERENCIAS Y ANTECEDENTES ... 25
6.1.
RECURSO PESQUERO MARINO Y SEGURIDAD ALIMENTARIA ... 25
6.2.
ARRECIFES DE CORAL ... 26
8
6.4.
ICTIOLOGÍA ... 31
6.4.1.
Ictiología en arrecifes ... 32
6.4.2.
Ictiología en Colombia ... 33
6.5.
INVESTIGACIONES EN ARRECIFES ARTIFICIALES ... 35
7.
MARCO GEOGRÁFICO ... 38
7.1.
TERRITORIAL/GEOGRÁFICO ... 39
7.2.
BIOFÍSICO ... 41
7.3.
SOCIOECONÓMICO ... 43
7.4.
ÁREA DE ESTUDIO ... 43
8.
METODOLOGÍA ... 48
8.1.
FASE 1: ANTECEDENTES Y ÁREA DE ESTUDIO ... 50
8.2.
FASE 2: METODOLOGÍA DE CAMPO ... 50
8.3.
FASE 3: ANÁLISIS DE RESULTADOS ... 52
8.3.1.
Índice de diversidad Shannon-Weiner ... 53
8.3.2.
Índice de diversidad Simpson ... 54
8.3.3.
Índice similitud Jaccard ... 55
8.3.4.
Índice disimilitud Bray-Curtis... 56
9.
RESULTADOS ... 57
9.1.
REPRESENTATIVIDAD DE MUESTREO ... 57
9.1.1.
Grafico acumulación de especies ... 57
9.1.2.
Gráfico Shannon acumulado (H´) ... 58
9.2.
ESTRUCTURA COMUNIDAD ÍCTICA ARRECIFE ARTIFICIAL “BLUE
DIAMOND” Y ARRECIFE NATURAL “CANTIL DEL BARCO HUNDIDO” ... 58
9
9.2.2.
Arrecife artificial (AA) “Blue Diamond” ... 65
9.2.3.
Arrecife Natural (AN) “Cantil del Barco Hundido”... 67
9.3.
ÍNDICES DE DIVERSIDAD (ID) ... 69
9.4.
ÍNDICES DE SIMILARIDAD DE JACCARD Y BRAY-CURTIS ... 70
9.4.1.
Índice de similitud Jaccard ... 70
9.4.2.
Índice de similitud Bray-Curtis ... 72
9.5.
ESPECIES
DE
IMPORTANCIA
ECONÓMICA
Y
PARA
LA
CONSERVACIÓN DEL ARRECIFE ARTIFICIAL “BLUE DIAMOND” ... 74
10.
DISCUSIÓN... 78
10.1.
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA COMUNIDAD ÍCTICA ... 78
10.2.
COMPARACIÓN DE LA ESTRUCTURA ÍCTICA ... 82
10.3.
ESPECIES
DE
IMPORTANCIA
ECONÓMICA
Y
PARA
LA
CONSERVACIÓN DEL ARRECIFE ARTIFICIAL “BLUE DIAMOND” ... 84
11.
CONCLUSIONES ... 88
12.
RECOMENDACIONES ... 91
13.
BIBLIOGRAFÍA ... 93
10
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1: Rangos de diversidad índice de Shannon...54
Tabla 2: Valores afinidad para los índices de similitud de Jaccard y
Bray-Curtis...56
Tabla 3: Listado taxonómico, densidad total y densidad relativa de las especies
ícticas registradas en el arrecife artificial “Blue Diamond”, el arrecife natural “Cantil
Barco Hundido” y acumulado para las zonas de estudios...59
Tabla 4: Riqueza de especies, familias y géneros para el arrecife artificial (AA), el
arrecife natural (AN) y el total general...63
Tabla 5: Especies comunes y exclusivas para el arrecife artificial (AA) “Blue
Diamond” y arrecife natural (AN) “Cantil del Barco Hundido...64
Tabla 6: Índices de diversidad de Shannon (H) y Simpson (D) para el arrecife
artificial “Blue Diamond” y arrecife natural “Cantil del Barco Hundido...69
Tabla 7: Categoría de amenaza (UICN) y nivel importancia comercial de las
especies ícticas del arrecife artificial AA “Blue Diamond”...74
11
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1: Decaimiento de la pesca mundial...15
Figura 2: Estado de conservación de los arrecifes en el mundo...16
Figura 3: Diseño y planeación de los arrecifes artificiales...29
Figura 4: Función y tipo de estructuras utilizadas en la construcción de arrecifes
artificial...30
Figura 5: Tipo de peces según su distribución en el arrecife de coral………….…33
Figura 6: Familias de importancia comercial y ecológica para Colombia...34
Figura 7: Áreas coralinas y ubicación de arrecifes artificiales en el Caribe
colombiano……….……….38
Figura 8: Ubicación de la isla de San Andrés...39
Figura 9: Geomorfología isla de San Andrés...40
Figura 10: Precipitación y temperatura mensual de la isla de San Andrés...42
Figura 11: Área de estudio: Ubicación del arrecife artificial (AA) “Blue Diamond” y
el arrecife natural (AN) “Cantil del Barco Hundido” en el sector de Evans Point...44
12
Figura 13: Fotografías del arrecife artificial barco hundido “Blue Diamond”...46
Figura 14: Fotografías del arrecife natural “Cantil del Barco Hundido”...47
Figura 15: Diagrama general del proyecto de investigación……….…...48
Figura 16 Diagrama de procedimiento metodológico……….…...…..49
Figura 17: Curvas de acumulación de especies para el arrecife artificial “Blue
Diamond” y arrecife natural “Cantil del Barco Hundido”………..57
Figura 18: Curvas de Shannon acumulado (H´) para el arrecife artificial “Blue
Diamond” y el arrecife natural “Cantil del Barco Hundido”...58
Figura 19: Gráficos de abundacia relativa para familias (a) y especies (b) mas
representativas en el arrefice artificial “Blue Diamond” (AA), arrecife natural “Cantil
del Barco Hundido” (AN) y el total general...62
Figura 20: Fotografías de las especies dominantes en el arrecife artificial “Blue
Diamond”...66
Figura 21: Fotos de Chromis cyanea, especie dominante del arrecife natural
“Cantil del Barco Hundido”………...68
Figura 22: Dendrogramas de similitud de Jaccard………...……71
13
Figura 24: Foto de Lutjanus analis (Lutjanidae) especie amenazada (VU) en el
Caribe……….…….76
Figura 25: Fotografías de las especies registradas en el AA “Blue Diamond” con
alto valor comercial para pesquerías……….……….77
14
LISTA DE ANEXOS
pág.
Anexo A: Base de datos del proyecto de investigación………..98
Anexo B:
Lista de peces marinos colombianos con algún riesgo a la extinción
según el “Libro Rojo de Peces Marinos de Colombia”……….…….154
Anexo C: Investigaciones ictiológicas recientes en arrecifes naturales y arrecifes
artificiales realizadas en el Caribe colombiano...156
15
1. INTRODUCCIÓN
1.1.
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Los arrecifes coralinos y los peces marinos que dependen de este ecosistema
están colapsando, muchas especies se encuentran en riesgo de extinción debido
a factores antropogénicos entre los que se destacan la destrucción del hábitat, el
incremento de la población humana y sobreexplotación del recuso pesquero con
técnicas altamente destructivas (Figura 1) (Mejía y Acero 2002, Clover 2006, Cote
y Reynolds 2006). Esto suscita un serio problema no solo de orden ecológico, sino
también para las comunidades humanas que dependen de la salud de los
ecosistemas costeros para su seguridad alimentaria y sustento económico, por lo
que es de suma importancia generar mecanismos o alternativas de mitigación y
recuperación del recurso pesquero a corto plazo (Clover 2006, FAO 2010).
Figura 1: Decaimiento de la pesca mundial.
a) Nivel de explotación de peces
comerciales (fuente: FAO 2005), b) Gráfico comparativo de producción total de
peces marinos (kg per cápita) de consumo, acuicultura e incremento de la
población humana entre 1950 – 2002 (fuente: www.theglobaleducationproject.org).
Poco 3% Mode rado 20% Limite 52% Sobre explot ado 17% Agot ado 7% Recu perán dose 1% Nivel de explotacion recurso pesquero marino
16
Los arrecifes coralinos son ecosistemas de mucha importancia ecológica para la
pesca comercial y artesanal al albergar una alta diversidad de peces, muchos de
los cuales son de importancia al sustentar la economía y seguridad alimentaria de
las comunidades costeras alrededor del mundo (FAO 2010, 2011b). Sin embargo,
estos ecosistemas se encuentran seriamente amenazados por actividades
humanas en donde se calcula a nivel mundial que solo menos del 30% de los
arrecifes se encuentran en un buen estado de conservación (Figura 2) (Wilkinson
2004, Cote y Reynolds, 2006). Esto ha generando el colapso de algunas
poblaciones de peces arrecifales, incrementando la problemática del recurso
pesquero y además, generando vulnerabilidad a las comunidades humanas que
depende de la pesca costera para su subsistencia (Riegl et al. 2009).
Figura 2: Estado de conservación de los arrecifes en el mundo (Fuente:
www.reefbase.com).
17
Los arrecifes artificiales se plantean como una alternativa y herramienta de
conservación ayudando a mitigar el problema de la pesca al proveer hábitat para
la fauna íctica, aumentando de esta manera la producción de peces que podrían
ser aprovechados por las pesquerías locales y para la conservación al disminuir la
presión sobre los arrecifes naturales (Romero 1998, Rilov y Benayahu 2000, Pérez
2001, Shokry 2009). No obstante, pese a que algunos beneficios de estructuras
artificiales sobre la pesca se conocen desde hace siglos y se han venido
desarrollando en Estados Unidos, Japón y algunos países de Europa con gran
acogida, todavía quedan muchas incógnitas respecto al impacto y los alcances de
esta alternativa en cuanto a la conservación del recurso pesquero, por lo que es
necesario ahondar en la investigación de los arrecifes artificiales permitiendo una
mejor comprensión para su uso y aprovechamiento sostenible (Weisburd 1986,
Pickering y Whitmarsh 1997, Delgadillo et al. 2004, Ferreira et al. 2005).
18
1.2.
PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN
1.2.1. General:
¿Cuál es la contribución del arrecife de coral artificial “Blue Diamond” a la
comunidad íctica en cuanto a conservación de especies amenazadas bajo el
criterio de la UICN y la seguridad alimentaria (especies de importancia comercial)
en la Isla de San Andrés, Colombia?
1.2.2. Especificas:
¿Qué diferencias existen en la estructura de la comunidad íctica
(diversidad, riqueza, abundancia/densidad) entre un arrecife artificial y un
arrecife natural?
¿Cuáles especies ícticas encontradas en el arrecife artificial son de
importancia para la conservación según los criterios de la UICN?
¿Qué especies ícticas de importancia comercial y para la seguridad
alimentaria utilizan como hábitat el arrecife artificial?
19
2. OBJETIVOS
2.1.
GENERAL:
Evaluar los aportes del
arrecife artificial “Blue Diamond” a la comunidad íctica
arrecifal, determinando los impactos en la conservación de especies amenazadas
(UICN) y en la seguridad alimentaria (especies de importancia comercial) en la Isla
de San Andrés, Colombia.
2.2.
ESPECÍFICOS:
Comparar la estructura (diversidad, riqueza y abundancia/densidad) de la
comunidad íctica del arrecife artificial “Blue Diamond” y el arrecife natural
cercano “Cantil del Barco Hundido”.
Determinar las especies ícticas de importancia para la conservación
(amenazadas según los criterios de la UICN) que utilizan en el arrecife
artificial.
Evaluar la importancia del arrecife artificial para albergar especies ícticas de
importancia comercial y seguridad alimentaria.
3. HIPÓTESIS
Hipótesis 1: El arrecife
artificial “Blue Diamond” tendrá una menor diversidad,
riqueza y abundancia de peces al compararlo con el arrecife natural cercano
“Cantil del Barco Hundido”, debido a que son ecosistemas simplificados, pero
muestra indicios de ser un mecanismo efectivo de conservación o producción de
peces de importancia comercial.
20
4. JUSTIFICACIÓN
Colombia está entre los países con mayor riqueza de ictiofauna en el mundo
(Mejía y Acero 2002, Acero 2006), generando una responsabilidad para todos los
colombianos en torno al uso sostenible e investigación de este recurso del cual
dependen directa o indirectamente los habitantes de las zonas costeras del país.
El INVEMAR registra continuos descensos en los desembarques de peces en el
Caribe y Pacifico desde el año 2002 y además, se ha venido incrementando la
lista de especies amenazadas en el país, lo que demuestra el decaimiento del
recurso pesquero a nivel nacional (Mejía y Acero 2002, Gutiérrez y Carvajal 2008,
INVEMAR 2007, 2008, 2009).
Como respuesta ante la escasez del recurso pesquero se ha venido dando el
recambio de especies de consumo, por otras que antes no eran consideradas de
importancia comercial (FAO 2005). Por ejemplo en la isla de San Andrés, pese a
ser un área marina protegida (AMP), aún las políticas y lineamientos para la
conservación de fauna íctica son muy incipientes en su aplicación y gobernabilidad
del recurso por lo que no se evidencia un uso sostenible (Álvarez 2005). Además,
se ha venido observando el decaimiento de algunas especies de peces de
importancia comercial como algunos pargos (familia Lutjanidae) y se ha empezado
a capturar algunas especies de la familia Scaridae o peces loro los cuales antes
no eran de interés comercial por parte de los pescadores de la isla.
Generar nuevas alternativas y herramientas de conservación activas que permitan
ayudar a mitigar la problemática del recurso pesquero debería ser prioridad en la
agenda ambiental actual, la cual se ha visto eclipsada por otros temas de
importancia ecológica como el cambio climático global o la perdida de la capa de
ozono, entre otras (Ellis 2004, Clover 2006).
21
Entre las posibles soluciones que se presentan para esta problemática y que se
han intentado a nivel nacional y mundial está la acuicultura o cultivos de peces, sin
embargo, a esta alternativa se le han generado numerosas críticas al no estar
resolviendo la problemática del decaimiento del recurso pesquero, e inclusive
generando mayores impactos negativos en los ecosistemas marinos, aun cuando
en las últimas décadas se a incrementado su uso a nivel mundial (Figura 1b –línea
roja-) (Clover 2006, FAO 2010, 2011b).
Los arrecifes artificiales se han utilizando en diferentes partes del mundo desde
hace décadas como un método de producción pesquera con resultados
promisorios (Weisburd 1986, Leitão et al. 2008). En la costa Caribe colombiana se
han empezado a desarrollar proyectos de arrecifes artificiales con el fin de
garantizar seguridad alimentaria a los pueblos que dependen de la pesca para su
subsistencia en sitios donde la producción de peces es baja, o se ha visto
afectada por la sobrepesca (ECOPETROL 2000, Delgadillo y García 2009,
www.terrazul.org). No obstante, aún no es claro a nivel científico el impacto de
estos sistemas artificiales en la conservación de los recursos marino-costeros y la
dinámica de estos en el medio natural, sin embargo cada vez hay mayor interés e
investigación con respecto a este tipo de estructuras desde diferentes enfoques
(ecológico, ingeniería, pesquero, etc.) (Wilding y Sayer 2002, Delgadillo et al.
2004).
Comparando la comunidad íctica de un arrecife artificial y un arrecife natural
cercano y con el objetivo de analizar si existen diferencias en cuanto a estructura
(diversidad, composición, riqueza, abundancia/densidad) y similitud, se pretende
generar información acerca del impacto de los arrecifes artificiales en la
conservación de recursos costeros y seguridad alimentaria de las comunidades
humanas locales.
22
Si se establecen los posibles beneficios de los arrecies artificiales sobre la fauna
íctica sería de gran importancia incentivar este tipo de estructuras dentro de las
políticas de manejo de las zonas costera de Colombia, para favorecer la
conservación o para uso de pesquerías locales generando sostenibilidad del
recurso y seguridad alimentaria.
23
5. MARCO CONCEPTUAL
Una comunidad en términos generales se define como el ensamblaje de diferentes
poblaciones que ocurren juntas en un tiempo y espacio determinado. La ecología
de comunidades busca entender la manera como los grupos de especies están
distribuidos en la naturaleza y las forma como influencian el ambiente abiótico en
el que se desarrollan (Begon, et al. 2006).
Los estudios de ecología de comunidades permiten mediante una aproximación
cuantitativa generar información en distintos niveles (ej: la estructura y
composición de un ecosistema) que son importantes para establecer lineamientos
para la conservación y el aprovechamiento sostenible de los recursos
marino-costeros (Begon, et al. 2006, Ramírez 2006).
El objeto de estudio de esta investigación es la comunidad íctica asociados al
arrecife artificial y natural. Según Sale (1991 en Zapata y Morales 1994) y para
efectos de esta investigación, estos tipos de peces son considerados como
“aquellos que se encuentran asociados a los arrecifes de coral por su dependencia
del sustrato para obtener alimento, refugio o ambos”.
Los arrecifes artificiales entendidos como mecanismos de conservación, se
fundamentan en conceptos de la biología de la conservación, específicamente en
el campo de la restauración ecológica, donde por medio de métodos activos se
intenta encontrar los elementos y métodos para asistir en la recuperación y
restauración de hábitats degradados por la acción antrópica. Estos métodos son
necesarios porqué la resiliencia de algunos ecosistemas son lentos, como por
ejemplo en los arrecifes de coral, o simplemente no se recuperan sin la asistencia
activa de ecólogos y biólogos para que restablezcan la conectividad estructural y
funcional de los ecosistemas degradados (Purves et al. 2004, Sodhi y Ehrlich
2010).
24
El concepto de seguridad alimentaria a sido definido ampliamente por varios
autores, sin embargo para esta investigación se toma en cuenta la definición
empleada por la FAO (2006);
“existe seguridad alimentaria cuando todas las
personas tienen en todo momento acceso físico y económico a suficientes
alimentos inocuos y nutritivos para satisfacer sus necesidades alimenticias y sus
preferencias en cuanto a los alimentos a fin de llevar una vida activa y sana”, esta
depende de la disponibilidad, el acceso, la utilización y estabilidad de los alimentos
en el tiempo. De acuerdo a esta definición, se establece para la presente
investigacion que las especies de importancia comercial son de igual manera
consideradas como especies de importancia para la seguridad alimentaria al
derivarse beneficios alimenticios y económicos.
25
6. MARCO DE REFERENCIAS Y ANTECEDENTES
6.1.
RECURSO PESQUERO MARINO Y SEGURIDAD ALIMENTARIA
Actualmente es evidente el decaimiento de la pesca marina a nivel mundial y esto
se debe a que las poblaciones de peces están colapsando debido a la presión
antropogénica que se ha ejercido sobre el recurso (Mejía y Acero 2002, Clover
2006, Delgadillo y García 2009). Según la FAO (Organización de las Naciones
Unidas para la Alimentación y la Agricultura) (2005) más del 70% del recurso
pesquero marino está siendo sobreexplotado o se encuentra en decaimiento
(Figura 1), el esfuerzo de pesca ha aumentado y las capturas de muchas especies
han disminuido en las últimas 2 décadas, llevando a muchas pesquerías, tanto
industriales como artesanales, a la quiebra (FAO 2005, Cote y Reynolds 2006).
Las causas de esta problemática son varias y actúan en sinergia (Clover 2006).
Entra ellas se destacan la sobreexplotación del recurso pesquero, la introducción
de nuevas artes de pesca que generan un impacto negativo a escala mucho
mayor (ej: dinamita, redes de arrastre, redes honderas, etc.), la contaminación de
los ríos y mares por actividades industriales y agropecuarias y la destrucción de
bosques de manglar y arrecifes coralinos, entre otros, son solo algunos de los
problemas que afecta hoy día la fauna íctica marina (Pérez 2001, Mejía y Acero
2002, Delgadillo et al. 2004, INVEMAR 2009).
La FAO (2011b) sostiene que en el año 1996 se alcanzó la máxima producción
pesquera con 86,3 millones de toneladas. A partir de 1997 los registros de
capturas han ido disminuyendo progresivamente hasta llegar a una producción
actual calculada en 80 millones de toneladas al año. No obstante, la FAO (2010)
aclara que estas cifras constituyen solo una fracción del número real explotado en
todo el mundo, al no tener en cuenta los cálculos de la pesca ilegal o no
declarada.
26
De continuar explotando el recurso pesquero a los niveles actuales, se estima que
para el año 2050 los océanos del mundo sufrirán un desabastecimiento en general
de la mayoría de especies comerciales, actuales y potenciales (Ellis 2004, Clover
2006). Además la red trófica de los océanos que en gran medida depende de los
peces se verá afectada, lo que podría llevar a un efecto cascada causando la
extinción de números organismos y alterando la dinámica ecosistémica de los
océanos (Cote y Reynolds 2006).
Esta situación desencadenará en un problema de seguridad alimentaria a nivel
mundial ya que cerca del 16% de la proteína consumida por los humanos proviene
de los peces, la cual es considerada como de gran calidad y de fácil acceso (FAO
2010). Además se estima que aproximadamente el 70% de la población mundial
vive cerca a las zonas costeras, por lo que dependen directamente de la salud de
los sistemas oceánicos para su desarrollo y subsistencia (FAO 2011a).
6.2.
ARRECIFES DE CORAL
Los arrecifes de coral son estructuras biogénicas conformadas a partir de
pequeños organismos modulares llamados pólipos que segregan carbonato de
calcio y viven en simbiosis con algas (zooxantelas) para establecerse y formar
colonias simples, hasta inmensas coberturas formadoras de islas y atolones,
generando hábitats adecuado para el desarrollo, protección, alimento
(invertebrados, algas, peces, moluscos, etc.) y reproducción de organismos
marinos de flora y fauna (Castaño 2002).
Estos sistemas se encuentran en los océanos de regiones tropicales del mundo,
en temperaturas de 20 a 29 °C (Purves et al. 2004). Son considerados como los
biomas más diversos y productivos del planeta (680kg/h), comparados solo con
los bosques húmedos tropicales (Bh-t). Es importante destacar que esta
27
diversidad y productividad es inversamente proporcional con la profundidad en la
que se encuentre el arrecife (Ramírez 1999, 2006, Cote y Reynolds 2002).
La importancia ecológica de los arrecifes no solo radica en su enorme diversidad y
productividad, también se destacan los servicios ambientales (protección contra la
erosión y tormentas, producción de O
2, alimento, materias primas, etc.) y la
multitud de recursos aprovechables que los arrecifes ofrecen a la humanidad
(Castaño 2002, Riegl et al. 2009).
Hoy día los arrecifes se ven enfrentados a varias amenazas antrópicas que tienen
en riesgo estos sistemas, donde se destaca el calentamiento de los océanos como
consecuencia del calentamiento global, la contaminación, el incremento de la
población humana en zonas costeras en conjunto con un deficiente plan de
manejo de los recursos de estas zonas y la sobrepesca como los factores más
incidentes en el deterioro de los arrecifes en el mundo (Cote y Reynolds 2006).
La sobrepesca se considera como el factor que actualmente mayor impacto
negativo genera en los arrecifes, ocasionando en algunos casos la destrucción
completa del sustrato coralino. También ha generado la remoción de grupos
funcionales como los herbívoros y piscívoros, los cuales son parte esencial del
equilibrio de la cadena trófica, manteniendo la dinámica de los arrecifes al
controlar las poblaciones de peces, algas y otros organismos que compiten con los
corales por espacio (Cote y Reynolds 2006).
Se calcula a nivel mundial que el “20% de los arrecifes han sido destruidos, cerca
del 24% se encuentra en riesgo inminente de colapsar y el 26% se encuentra en
grave peligro o daño irreparable”. Lo más alarmante de esta situación es que
menos del 1% se encuentra en recuperación, razón por la cual la UICN considera
los arrecifes como ecosistemas en peligro de extinción (Wilkinson 2004).
28
6.3.
ARRECIFES ARTIFICIALES
Los arrecifes artificiales son un conjunto de estructuras de diversos materiales
fondeadas estratégicamente en el medio marino y acondicionadas para proveer
hábitat a diversas especies de flora y fauna marina, generando un nuevo biotopo o
creando zonas de repoblación marina natural. En teoría se obtiene como resultado
el aumento de la productividad biológica y de la diversidad del ecosistema, así
como la creación de zonas de pesca selectiva a partir de estas estructuras
(Romero 1998, Pérez 2001).
Las estructuras artificiales hundidas en condiciones ambientales óptimas
(profundidad, luz y tipo de sustrato) inducen una variación ecológica en el medio
marino permitiendo el establecimiento de microorganismos bentónicos y posterior
sucesión ecológica, que con el tiempo pueden dar paso a nuevas comunidades
biológicas (biocenosis) grandes y complejas o potenciando la comunidad original
al aumentar la abundacia (biomasa) de algunas especies presentes (Romero
1998).
Sin embargo, estos objetivos solo se logran mediante un buen diseño y planeación
de la ingeniería del arrecife artificial dependiendo del uso para el que sea diseñado
(Figura 3) (Pickering y Whitmarsh 1997, Romero 1998). Una deficiente planeación
puede generar contaminación, cambios en la hidrología y biología de los
ambientes donde se disponen estas estructuras, ocasionando un impacto negativo
con consecuencias impredecibles (Wilding y Sayer 2002).
29
Figura 3: Diseño y planeación de los arrecifes artificiales (Fuente: Romero 1998).
Existen tres diseños estructurales basicos dependiendo de la función que se
busque en la construcción del arrecife artificial (Figura 4). Las estructuras de
protección (I) procuran disuadir e impedir la pesca con diferentes métodos como
los de arrastre. Las estructuras de reproducción o conservación (II) tienen la
finalidad de generar desarrollo y regeneración de la fauna marina, favoreciendo la
repoblación de las diferentes especies que lo colonicen. Las estructuras mixtas )
(III) conjugan las cualidades de las estructuras anteriores, actuando como
arrecifes de protección y reproducción (Romero 1998). Shokry (2009) destaca la
creciente función de arrecifes artificiales para estudios científicos y para
actividades turísticas de buceo, donde se utilizan principalmente barcos, aviones o
algún otro elemento atractivo en desuso para ser fondeadas.
30
Figura 4: Función y tipo de estructuras utilizadas en la construcción de arrecifes
artificiales: protección, reproducción, mixta y otros (turismo, estudios científicos)
(Fuente: Romero 1998, Shokry 2009, www.reefball.org).
31
En la actualidad se debaten 2 teorías con evidencias científicas respecto al
impacto de los arrecifes artificiales en el desarrollo de la fauna íctica (Pickering y
Whitmarsh, 1997). La primera teoría establece que los arrecifes artificiales no
generan nueva biomasa de peces ya que solo actúan como elementos que atraen
y agregan peces de ecosistemas cercanos, generando la disminución de los peces
y en consecuencia de la pesca de los ecosistemas naturales cercanos. La
segunda teoría sostiene que los arrecifes artificiales agregan peces pero también
incrementan la biomasa al generar nueva producción de individuos, por lo que son
mecanismos adecuados para la conservación y restauración de la fauna íctica
(Pickering y Whitmarsh, 1997, Romero, 1998, Rilov y Benayahu, 2000, Delgadillo
et al. 2004).
Según Bohnsack (1991 en Maz, 2002) la ecología e historia de los peces en los
arrecifes naturales, establecen las bases y patrones de la colonización de arrecifes
artificiales; sin embargo, estudios comparativos de arrecifes naturales y artificiales
han demostrado en algunos casos diferencias en cuanto a la riqueza y abundancia
de la comunidad íctica, lo que puede sugerir que la dinámica de colonización y
sucesión de los arrecifes artificiales es diferente (Rilov y Benayahu 2000, Burt et
al. 2009).
6.4.
ICTIOLOGÍA
Los peces constituyen el grupo más diversificado de los vertebrados modernos,
superando por casi el doble de especies a cualquier otro grupo de vertebrados. Se
calcula una riqueza de 28,000 especies ícticas vivientes (16,000 marinas y 12,000
de aguas continentales), que han desarrollado una serie variada de adaptaciones
fisiológicas y morfológicas ayudándolos a colonizar casi todos los ambientes
acuáticos (Purves et al. 2004, Hickman et al. 2008).
32
La abundancia y distribución de los peces en los océanos del mundo son producto
de la interacción entre estos y su ambiente biológico, físico y químico, por lo que
son temas que deben ser tratados desde una perspectiva ecológica en conjunto
con la biogeografía de peces (ictiogeografía) y teniendo en cuenta factores como
la temperatura, la luz, las corrientes, el oxigeno disuelto, el alimento y los factores
sociales (Lagler et al. 1977).
6.4.1. Ictiología en arrecifes
En los ecosistemas de arrecifes de coral los peces son los organismos más
característicos y vistosos por su diversidad, variedad de colores, tamaños y
morfologías. Estos ecosistemas se destacan por albergar una alta riqueza de
especies ícticas pero con abundancias más bajas si se comparan con
comunidades ícticas de mar abierto en donde ocurre lo contrario (baja riqueza y
alta abundancia) (INVEMAR 2009).
Los peces se congregan o hacen usos del arrecife de tres maneras distintas
clasificándose como peces tipo A, B o C según donde se establezcan (Figura 5).
Los peces tipo A se concentran en las grietas, cavernas o refugios que el arrecife
brinda, los peces tipo B utilizan la superficie superior del arrecife y los tipo C
nadan o se encuentran por encima del sustrato arrecifal (Weisburd 1986).
33
Figura 5: Tipo (type) de peces según su distribución en el arrecife de coral
(Weisburd, 1986).
La importancia ecológica de los peces en los arrecifes radica en que modifican la
estructura del sustrato bentónico y se convierten en el principal conducto del flujo
de materia y energía manteniendo la dinámica y estabilidad ecológica de estos
ecosistemas (Ramírez 2006, INVEMAR 2009).
Entre las teorías mas aceptadas con respecto a la alta diversidad de peces en los
arrecifes de coral, además del efecto acumulador por hábitat (refugio y alimento),
se destaca el efecto de tigmotropismo, el cual genera atracción a tocar estructuras
sólidas por parte de los peces por ser llamativas en cuanto a color o estructura y
como elementos de orientación (Ramírez 2006).
6.4.2. Ictiología en Colombia
Colombia está entre los países con mayor riqueza de ictiofauna en el mundo. Se
calcula que hay aproximadamente 2.000 especies de peces marinos en el territorio
nacional, lo que equivale entre el 8 y 13 % del total mundial, el cual se estima en
16.000 especies ícticas marinas (Mejía y Acero 2002, Acero 2006).
34
Los ordenes Perciformes, Scorpaeniformes, Anguilliformes y Pleuronectiformes
comprenden cerca de dos tercios de la riqueza íctica marina en Colombia y el 50%
de la riqueza mundial (Acero 2006).
Las familias Acanthuridae (Cirujanos), Balistidae (Ballestas), Carangidae (Jacks),
Chaetodontidae (Mariposas), Haemulidae (Roncos), Labridae, (Lábridos)
Lutjanidae (Pargos), Pomacanthidae (Ángeles), Pomacentridae (Damiselas),
Scaridae (Loros), Serranidae (Meros y Chernas), Sphyraenidae (Barracudas) y
Tetraodontidae (Globos) son consideradas de importancia ecológica, comercial y
de conservación en Colombia, por lo que se recomienda centrar investigaciones
en estos grupos (Figura 6) (Garzón et al. 2002).
Figura 6: Familias de importancia comercial y ecológica para Colombia (Foto:
Humann y Deloach 2002).
35
En Colombia han sido descritas 450 especies de importancia comercial de las
cuales 38 especies se encuentran registradas en el libro “Rojo de Peces Marinos
de Colombia”, al estar considerados bajo alguna categoría de amenaza por la
UICN. No obstante, esta cifra es tan solo una aproximación al numero real de
especies amenazadas, debido a la carencia de investigaciones que establezcan el
estado de las poblaciones de peces a nivel nacional y mundial (Mejía y Acero
2002, Acero 2006, INVEMAR 2009).
6.5.
INVESTIGACIONES EN ARRECIFES ARTIFICIALES
Pickering y Whitmarsh (1997) pusieron en consideración si los arrecifes artificiales
aumentaban la producción de peces o solo atraían peces de ecosistemas
cercanos. Encontraron evidencias para ambas hipótesis y concluyen que el diseño
del arrecife artificial es determinante para el éxito de estos según el objetivo que
busque su construcción.
Rilov y Benayahu (2000) compararon la composición de un arrecife artificial y un
arrecife natural en Israel, donde encontraron que la riqueza y abundancia íctica
era mayor en el arrecife artificial y concluyen que este tipo de estructuras no
necesariamente imitan un arrecife natural pero pueden establecer una comunidad
propia.
Jardeweski y Almeida (2006) investigaron la estructura y composición de los
arrecifes artificiales en asociación con la comunidad íctica a lo largo de la costa
sur de Brasil con dos tipos de arrecifes artificiales distintos. Encontraron que la
diversidad en ambos tipos de arrecifes era similar y concluyen, que entre más
cerca se encuentre el arrecife artificial al arrecife natural se observa un incremento
en la diversidad por efecto de migración entre los ecosistemas.
36
Burt et al. (2009) investigaron si los arrecifes artificiales constituían un hábitat
adecuado para los peces y corales en Dubái (Emiratos Árabes Unidos),
concluyendo que los arrecifes artificiales pueden soportar una diversidad y
abundancia importante de peces y corales, aunque estas estructuras difieren
estructural y funcionalmente de los hábitats naturales.
En el contexto nacional, desde el año 2000 la empresa Ecopetrol en conjunto con
otras entidades públicas y privadas inicio el programa “Diáspora” el cual propuso
construir arrecifes artificiales frente al litoral de Tolú, Coveñas y San Antero, con el
objetivo de contribuir a recuperar ecosistemas marinos degradados del Golfo de
Morrosquillo (Ecopetrol, 2009). En el 2011 Ecopetrol inició la réplica de este
programa en la bahía de Santa Marta en el sector de Pozos Colorados con el fin
de promover la biodiversidad y alternativas económicas derivadas de la extracción
sostenible del recurso pesquero y actividades turísticas manejadas por la
comunidad local.
La fundación Terrazul ha trabajado en la ejecución de proyectos para el
aprovechamiento sustentable de la biodiversidad, biotecnología marino-costera,
maricultura, rehabilitación de ecosistemas frágiles, fortalecimiento comunitario y
desarrollo empresarial. Desde el 2003 viene desarrollando el Proyecto
“Apalaanchi” donde se están instalando arrecifes artificiales tipo “ReefBall” en el
litoral del departamento de la Guajira, en los sectores de Riohacha y Cabo de la
Vela, con el objetivo de contribuir a la seguridad alimentaria de las comunidades
locales (www.terrazul.org).
Maz (2002) caracterizó la estructura íctica del arrecife artificial “Blue Diamond” en
la Isla de San Andrés donde encontró 79 especies pertenecientes a 30 familias y
concluye que el arrecife artificial presenta una alta diversidad, por lo que son
herramientas para disminuir la acción antrópica en los arrecifes naturales y su
posterior conservación.
37
Delgadillo et al. (2004) investigaron la dinámica temporal de la asociación de
peces en dos arrecifes artificiales del Golfo de Morrosquillo y concluyen que hay
evidencia circunstancial del potencial de los arrecifes artificiales para producir
biomasa (desarrollo de las especies residentes) aparte de su efecto agregador,
por lo que los arrecifes artificiales son una herramienta efectiva para el manejo de
recursos pesqueros y biológicos.
Delgadillo y García (2009) estudiaron el impacto de dos arrecifes artificiales en la
pesca artesanal diurna del Golfo de Morrosquillo, donde determinaron que los
arrecifes artificiales tenían un impacto positivo en la pesca de la región al
demostrar que los pescadores utilizaban estos sitios para desarrollar sus faenas
de pesca, obteniendo buenos porcentajes de capturas.
38
7. MARCO GEOGRÁFICO
Colombia cuenta con 1.091 Km
2de áreas coralinas, la gran mayoría concentradas
en el Caribe, especialmente en el archipiélago de San Andrés, Providencia y
Santa Catalina donde se encuentra el 77% de los arrecifes coralinos del país
(Figura 7) (INVEMAR 2009). Debido a esta condición, el archipiélago sobresale
por su alta diversidad e importancia ecológica en diferentes grupos taxonómicos,
razón por la cual desde el año 2000 el archipiélago fue declarado por la UNESCO
(Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura)
como parte de la Red Mundial de Reservas de Biosfera “SEAFLOWER”,
constituyendo las islas como parte de la red de áreas marinas protegidas (AMP)
(Castaño 2002, Mow et al. 2002 en Álvarez 2005).
Figura 7: Áreas coralinas (fuente INVEMAR 2009) y ubicación de arrecifes
artificiales en el Caribe colombiano.
39
7.1.
TERRITORIAL/GEOGRÁFICO
La isla de San Andrés se encuentra en el extremo noroccidental de Colombia,
región insular Caribe en las coordenadas 12°33´21.8´´N y 81°42´14.3´´W, ubicado
en la Zona de Convergencia Intertropical (Figura 8) (IDEAM 2005, IGAC 2008a,
2008b).
San Andrés es la capital del departamento administrativo del archipiélago de San
Andrés, Providencia y Santa Catalina y cuenta con una superficie emergida de 44
km
2(13 km de largo sur-norte y 3 km de ancho este-oeste). Limita al sureste con
la costa continental colombiana aproximadamente a 700 km de distancia, al norte
y este con el mar caribe y al oeste con Nicaragua (IGAC 2008b).
Figura 8: Ubicación de la isla de San Andrés (IDEAM, 2012).
San Andrés se considera una isla de tipo oceánico al estar separada de la
plataforma continental americana. Presenta tres unidades geográficas principales:
una unidad denominada plataforma submarina en donde se desarrollan los
arrecifes de coral, una unidad de planicie litoral que bordea la isla y se eleva hasta
los 10 msnm conformado principalmente por playas de arena coralina (al noreste
de la isla) y terrazas marinas emergidas (al suroeste de la isla) y una unidad
40
orográfica al centro de la isla que se eleva hasta los 78 msnm y actúa como
principal reservorio subterráneo de agua dulce en la isla (Figura 9) (Díaz et al.
1995 en Maz 2002, IGAC 2008).
Figura 9: Geomorfología isla de San Andrés (Fuente: Díaz et al. 1995 en Maz
2002).
41
La formación de la isla se originó a partir de un atolón que creció sobre un cono
volcánico que emergió hace 50 millones de años. Posteriormente el cono
volcánico se hundió y el arrecife circundante empezó a levantarse conformando la
isla hace 1,9 millones de años, razón por la cual predomina los suelos de tipo
coralino (Castaño 2002).
7.2.
BIOFÍSICO
En la isla de San Andrés se encuentra un amplio mosaico de ecosistemas marinos
y terrestres que se caracterizan por ser un área de transición, con una dinámica
de gran intensidad en cuanto a procesos geológicos, biológicos y antrópicos que
afectan directamente la ecología y geomorfología del medio oceánico y de la isla
(Castaño 2002).
Los ecosistemas naturales más característicos de la isla de San Andrés son los
arrecifes coralinos, los cuales se encuentran de tipo barrera (al noreste de la isla)
y de parche o plataforma (al oeste de la isla), las praderas de fanerógamas y los
bosques de manglar, aunque estos últimos se encuentran reducidos a una
pequeña extensión (parque regional de Mangle Old Point) debido a la
transformación antrópica de las coberturas naturales, para dar paso a usos
urbanos principalmente y también para cultivos de subsistencia en menor
proporción (Castaño 2002, IGAC 2008a, 2008b).
Los ecosistemas presentes en la isla son de gran importancia debido a los
servicios ambientales que presta a sus habitantes entre los cuales se destacan la
protección contra tormentas (huracanes), filtración de sedimentos, materias
primas, fuente de alimento, entre otras (IGAC 2008a).
42
El clima de la isla es cálido y húmedo con temperatura promedio anual de 27,4 °C,
precipitación promedio de 1.950 mm y humedad relativa del 80%. Presenta un
régimen de precipitación monomodal, con un periodo seco entre los meses de
enero y abril y un periodo lluvioso entre junio y noviembre, mayo y diciembre se
consideran como periodos de transición entre verano e invierno y viceversa
(Figura 10) (IDEAM 2005).
Figura 10: Precipitación y temperatura mensual de la isla de San Andrés (Fuente:
IDEAM 2005).
Debido a su aislamiento con el continente la isla presenta una diversidad reducida
de fauna terrestre, aunque sobresale por un alto grado de endemismo,
especialmente en anfibios y reptiles. En flora actualmente la cobertura
predominante de la isla son los bosques de cocoteros, sin embargo, Castaño
(2002) destaca que existe una alta diversidad botánica para un área tan reducida
al albergar 79 especies en 44 familias taxonómicas.
43
7.3.
SOCIOECONÓMICO
Actualmente la isla de San Andrés cuenta con una población aproximada de
setenta mil (70.000) habitantes, predominantemente negra aunque con fuerte
influencia de inmigrantes del interior del país y extranjeros que se han establecido
(IGAC 2008b). Sin embargo, la creciente y descontrolada llegada de inmigrantes
en los últimos 60 años, junto con una tasa de natalidad alta ha generado la
sobreexplotación de los recursos naturales causando la degradación de los
ecosistemas de la isla (www.dane.gov.co).
Las principales actividades económicas en la isla están relacionadas con el
comercio, el turismo y la pesca. La actividad agrícola se limita principalmente a
cultivos de subsistencia debido a la escasez de agua dulce que no permite el
desarrollo de sistemas productivos a gran escala (Castaño 2002, IGAC 2008b).
7.4.
ÁREA DE ESTUDIO
El proyecto de investigación se desarrolló en la isla de San Andrés (Caribe
colombiano), en la plataforma coralina ubicada en el sector de “Evans Point”
(Punta Evans), kilómetro 8 vía el Cove, sector occidental de la isla donde se
encuentra el arrecife artificial denominado por los centros de buceo como barco
hundido
“Blue Diamond” en las coordenadas 12°32'8.77"N y 81°44'6.90"W y el
arrecife natural conocido como “Cantil del Barco Hundido” adyacente al naufragio
en las coordenadas 12°32'9.25"N y 81°44'7.94´´W (Figura 11).
44
Figura 11: Área de estudio: Ubicación del arrecife artificial (AA) “Blue Diamond” y
el arrecife natural (AN) “Cantil del Barco Hundido” en el sector de Evans Point, en
la isla de San Andrés (Fuente: IGAC 2008a, Google earth 2012).
El arrecife artificial (AA)
“Blue Diamond” fue un barco carguero de material de
acero con un área aproximada de 400m
2(50 metros eslora y 8 metros manga).
Fue fondeado en 1993 aproximadamente a 150 metros del sector más cercano de
la costa, a una profundidad de 12 metros, sobre sustrato arenoso que se
encuentra rodeado por parches de coral al este y al oeste de la estructura (Figura
12). Actualmente y debido a los embates de las olas, el barco se encuentra
45
inclinado a estribor aproximadamente a 45° y parte del casco y bodegas se
encuentran destruidas y desprendidas de la estructura principal. El mástil ubicado
en la proa junto con la popa del barco son las áreas con mayor cobertura de coral
(Figura 13) (Maz 2002, Álvarez, 2005).
46
Figura 13: Fotografías del arrecife artificial barco hundido “Blue Diamond”. (a) Proa
del barco, (b) estructuras destruidas por acción de la corriente y (c) mástil y popa.
El arrecife natural “Cantil del Barco Hundido” se encuentra ubicado al occidente
del arrecife artificial aproximadamente a 8 metros de su punto más cercano en la
proa del barco. Es un arrecife coralino tipo parche o plataforma (Castaño 2002)
que crece paralelo a la costa (sur-norte) y abarca una profundidad desde los 12
metros hasta aproximadamente 30 metros en su parte más profunda en dirección
oeste (Figura 14).
47
Figura 14: Fotografías del arrecife natural “Cantil del Barco Hundido”.
48
8. METODOLOGÍA
La Figura 15 muestra la manera como se articulan los diferentes conceptos y
variables de relevancia en el proyecto de investigación en torno a la problemática
del recurso pesquero y visto desde una perspectiva de ecología de comunidades,
en cuanto a la estructura de la comunidad íctica en respuesta al arrecife artificial y
el arrecife natural, junto con los posibles beneficios de estos sistemas en la
conservación del recurso y seguridad alimentaria.
Figura 15: Diagrama general del proyecto de investigación.
El proyecto de investigación se desarrolló en tres fases: construcción del proyecto
de investigación y revisión bibliográfica (fase 1), colecta de datos en campo
durante el mes de marzo 2012 utilizando como guía metodológica el manual de
métodos SIMAC (Sistema Nacional Monitoreo Arrecifes Coralinos en Colombia)
(Garzón et al. 2002) con algunas modificaciones para ser aplicadas al arrecife
artificial (fase 2) y análisis de los resultados y elaboración del trabajo de
investigación (fase 3). Se establecieron unos resultados concretos para cada fase
que permitieron cumplir con los objetivos propuestos en el proyecto de
investigación (Figura16).
49
Figura 16: Diagrama de procedimiento metodológico.
50
8.1.
FASE 1: ANTECEDENTES Y ÁREA DE ESTUDIO
La primera fase del proyecto consistió en la búsqueda bibliográfica de estudios
afines realizados en arrecifes artificiales y arrecifes naturales, en la elaboración de
un listado taxonómico de las especies ícticas frecuentes en arrecifes colombianos,
en la selección del área de estudio en el Caribe colombiano y en la elaboración del
anteproyecto de investigación (de grado).
8.2.
FASE 2: METODOLOGÍA DE CAMPO
Se evaluaron por medio de indagación a los centro de buceo las diferentes
estructuras artificiales que presentan cobertura coralina en la isla de San Andrés.
Se escogió para el desarrollo de la investigación el barco denominado “Blue
Diamond” debido a su facilidad para realizar el muestreo, profundidad adecuada,
buen desarrollo de la comunidad coralina, tamaño de la embarcación, proximidad
al arrecife natural cercano y por contar con estudios previos (Maz 2002, Álvarez
2005).
La investigación se concentró en las especies de peces más conspicuas y de
importancia ecológica y económica, por lo que ésta investigación no tuvo en
cuenta organismos de tamaños pequeños (1 – 3 cm), alevinos y juveniles de difícil
identificación en campo a excepción de algunas especies de la familia Gobiidae
que fueron identificadas plenamente.
Para la recolección de información en campo se basó en la metodología de censo
visual denominada “Buceo Errante” (Garzón et al. 2002) o “Buceo Libre” (Ramírez
2006) recomendada por el SIMAC para determinar la riqueza íctica. Se realizaron
modificaciones de tiempo de inmersión y se le incorporaron estimativos de
abundancia real (conteo de individuos ícticos) en un mismo procedimiento para
51
poder ser aplicadas a las condiciones del arrecife artificial y arrecife natural. Las
técnicas de censo visual han sido usadas en diferentes estudios ictiológicos en
arrecifes naturales y artificiales las cuales se caracterizan por ser métodos no
invasivos ni agresivos en el ecosistema, por lo que su impacto es mínimo y su
aplicación es sencilla y económica arrojando buenos resultados (Rilov y Benayahu
2000, Garzón et al. 2002, Delgadillo et al. 2006, Delgadillo y Ramírez 2009).
El método de
“Buceo Libre Modificado para AA”, técnica propuesta para esta
investigación, consistió en realizar un conteo de los individuos ícticos, el cual
corresponde a la abundancia observada en campo (Kimmel 1985) y contabilizadas
por medio de inmersiones de 50 minutos, utilizando equipo de buceo autónomo
(SCUBA). El tiempo de muestreo se dividió en 5 intervalos de 10 minutos con el fin
de analizar la información y poder determinar la representatividad de la muestra en
cuanto a la estructura de la zona de estudio según el grafico de Shannon (H´)
acumulado, utilizando los intervalos como referencia diversidad(H´)-tiempo
(Ramírez 2006).
Se estableció una profundidad máxima de 12 metros, los recorridos se realizaron
moviéndose en forma serpenteante asegurándose de no pasar por la misma zona
y examinando cuidadosamente toda el área de estudio (grietas, rocas, cuevas,
esponjas, etc.), mientras se registraba en una tabla acrílica la riqueza y la
abundancia de las especies ícticas según el orden en que aparecieran.
Se realizó un total de ocho (8) inmersiones en las dos zonas de estudio
seleccionadas durante el mes de marzo del 2012, cuatro en el arrecife artificial
naufragio “Blue Diamond” con profundidad máxima de 12 metros y cuatro en el
arrecife natural cercano “Cantil del Barco Hundido” con una profundidad máxima
de 12 metros. En cada inmersión se registraron variables ambientales (visibilidad,
corriente y marea) (ANEXO A) y se realizó un registro fotográfico de especies
ícticas y coberturas de las zonas de estudio.
52
La primera inmersión de las cuatro en cada zona de estudio consistió en el
reconocimiento del lugar con énfasis en el reconocimiento de las especies ícticas
presentes y con el objetivo de realizar una lista taxonómica de las posibles
especies a registrar durante los muestreos.
Se empleó un esfuerzo de muestreo total de 280 minutos (sin contar el
reconocimiento), 140 minutos en el arrecife artificial y 140 minutos en el arrecife
natural, lo que equivale a un total de 14 intervalos o dos inmersiones de 50
minutos y una de 40 minutos (el cual se redujo en 10 minutos debido a problemas
técnicos) para cada zona de estudio (ANEXO A).
En el arrecife natural se seleccionaron 3 puntos de muestreo aleatoriamente en
sentido sur–norte donde se realizaron las 3 inmersiones, mientras que en el
arrecife artificial se realizó un censo del barco debido a que se muestreó en su
totalidad revisando el exterior y las estructuras interiores.
8.3.
FASE 3: ANÁLISIS DE RESULTADOS
El análisis de resultados se efectuó utilizando los índices de diversidad (ID) de
Shannon-Weiner y Simpson donde se analizó la riqueza, abundancia (también
expresada como densidad sobre la variable tiempo) y presencia-ausencia de las
especies. Se realizaron gráficos de acumulación de especies (S vs. N) y Shannon
acumulado (H´) para determinar si el esfuerzo de muestreo fue representativo en
cuanto a riqueza y estructura de la comunidad íctica en el arrecife artificial y el
arrecife natural (riqueza-individuos y diversidad(H´)-intervalos) (Ramírez 2006).
También se aplicaron índices de similitud/disimilitud de Jaccard y Bray-Curtis para
comparar la estructura de la comunidad de ambos arrecifes (Polo 2008) y se
determinó la abundancia relativa (porcentual) por especie y familia para cada zona
de estudio.
53
Para determinar las especies de importancia de conservación que se encontraron
en el arrecife artificial se cotejó el listado taxonómico obtenido en la investigación
con el libro “Rojo de Peces de Colombia” (ANEXO B) (Mejía y Acero 2002) y la
base de datos de fishbase (www.fishbase.com), ambos listados bajo los criterios
de amenaza de la UICN.
Las especies de importancia comercial del arrecife artificial se obtuvieron a partir
del “Listado de Peces Comerciales para Consumo Humano” de Colombia
realizado por el ICONTEC, la base de datos de fishbase (www.fishbase.com) y de
indagaciones informales a pescadores artesanales y buzos de la isla de San
Andrés.
El análisis de datos se hizo utilizando software´s estadísticos: Microsoft Excel para
la elaboración de una metabase de datos y los listados taxonómicos con
abundancia o densidad (ni/140 minutos) y abundancia relativa (porcentual) de
cada especie y familia (ni/N*100). PAST se utilizó para calcular los índices de
diversidad de Shannon-Weiner y Simpson, índices de similitud/disimilitud y realizar
los dendrogramas para los índices de Jaccard y Bray-Curtis.
8.3.1. Índice de diversidad Shannon-Weiner
∑
Donde:
- n
i/N = P
io abundancia relativa.
- n
i= número de individuos en el sistema de la especie determinada
i.
- N = número total de individuos.
54
Índice de diversidad ampliamente utilizado en estudios ecológicos donde se le da
mayor peso a las especies raras de la muestra. Este índice se utiliza para
comunidades infinitas o muy grandes (con reemplazamiento) que se estudian por
medio de muestras con el objetivo de medir la diversidad alfa, beta y gamma
(Ramírez 1999, 2006, Begon et al. 2006, Polo 2008).
El índice oscila entre valores de 0 para ecosistemas sin diversidad y valores
máximos aproximados a 5 para ecosistemas muy diversos como los arrecifes de
coral y bosques húmedos tropicales (Bh-t) en buen estado de conservación
(Ramírez 2006). La Tabla 1 muestra los valores de diversidad beta del índice de
Shannon junto con la condición de diversidad o interpretación.
Tabla 1: Rangos de diversidad índice de Shannon (Fuente: Ramírez 2006).
Índice de Shannon (H´)
Diversidad beta o gamma
Condición
0 – 2,1
Muy Baja
>2,1 – 2,6
Baja
>2,6 – 3
Media
>3 – 3,3
Alta
> 3,3
Muy Alta
8.3.2. Índice de diversidad Simpson
∑
