ANEXO I.
ANALISIS DE CLOROFILA-A EN FITOPLANCTON Y PERIFITON.
1 INTRODUCCIÓN
En respuesta al Cargo Nº A2 “Superación de los valores de referencia establecidos para el SUP-8 respecto de los parámetros Sólidos suspendidos totales, Sólidos disueltos totales, Conductividad eléctrica, Sulfatos, Manganeso disuelto, Hierro disuelto y Aluminio Disuelto”, según consta en la Tabla Nº3 y en el Anexo 2 de la formulación de cargos, se presenta el Programa de Cumplimiento (PdC en adelante) a la Superintendencia de Medio Ambiente, el cual es aprobado en Resolución Exenta N°10/ROL D-050-2016, estableciendo con ello la realización de mejoras al Plan de Vigilancia Ambiental (RCA 25/2011). Estas mejoras están definidas en la acción 21 del PdC y se detallan a continuación:
El Anexo 10 del PdC “Mejoramiento del monitoreo de variables limnológicas en el cauce de Chorrillo Invierno Nº2”, comprometido en el considerando 8.16 de la RCA Nº 25/2011, se establecen las variables a medir en las estaciones de monitoreo del Chorrillo Invierno Nº2, las cuales corresponden a las estaciones propuestas originalmente en la RCA Nº 25/2011 y se incorporan en forma adicional en función de los resultados obtenidos en el Informe Experto: “Evaluación estado ecológico del Chorrillo Invierno 2, Isla Riesco, Región de Magallanes y Antártica Chilena”, elaborado por el Centro de Ecología Aplicada.
El presente documento entrega los resultados de los análisis de Clorofila-a presente en el Fitoplancton y en el Perifiton del Chorrillo Invierno Nº2 obtenidos en los periodos estacionales de verano 2019 (enero - marzo 2019) y otoño 2019 (abril – mayo 2019), los cuales están enmarcados en el requerimiento del PdC que indica la realización de análisis durante el primer semestre de 2019.
2 OBJETIVO
Caracterizar la condición trófica, niveles de biomasa y detectar patrones espaciales en el Chorrillo Invierno Nº2 durante el primer semestre de 2019.
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3 METODOLOGÍA
Se realizó una exploración inicial de datos mediante las herramientas estadísticas de tipo multivariado de Conglomerados Jerárquicos de Promedios de pares no ponderados (UPGA, por sus siglas en inglés), lo cual permitió realizar un ordenamiento espacial de la información. En base a los resultados de este análisis exploratorio se aplicaron análisis estadístico cuantitativos de tipo no paramétrico tales como son las pruebas Mann-Whitney y Kruskal-Wallis (Sokal & Rholf 1986). La aplicación de ambas pruebas permitió establecer y determinar diferencias de condición trófica, niveles de biomasa y en general permitió determinar patrones espaciales de la concentración de Clorofila-a del Fitoplancton y del Perifiton del Chorrillo Invierno N°2. Los análisis fueron realizados con los valores medidos en cada periodo estacional del primer semestre de 2019 (verano 2019 y otoño 2019). Todos los análisis se realizaron utilizando el programa estadístico PAST Versión 3.18.
3.1 CLUSTER O ANÁLISIS DE CONGLOMERADOS
Para determinar niveles de disimilitud en la concentración de Clorofila-a del Fitoplancton y del Perifiton entre las diferentes estaciones de monitoreo para cada periodo estacional, se utilizaron los promedios de las muestras tomadas en cada estación de monitoreo y se realizaron análisis de conglomerados. Estos análisis se realizaron mediante una matriz de resemblanza basada en el índice de disimilitud de la distancia Euclideana, la cual entrega como resultado los Dendrogramas presentados en el presente documento. No se realizó Bootstrap, que es la técnica que indica la probabilidad de que el Clado original se repita en un re-muestreo debido a que los datos a comparar eran insuficientes por lo que las probabilidades de que se entregara el mismo Clado era del 100%, haciendo innecesario este análisis.
De acuerdo a los resultados obtenidos en el análisis de conglomerados jerárquicos, los datos de cada componente obtenidos en cada periodo estacional fueron agrupados con la finalidad de establecer diferencias significativas entre los valores de concentración de Clorofila-a en el Fitoplancton y en el Perifiton durante verano 2019 (enero – marzo 2019) y durante otoño (abril – mayo 2019) en las estaciones de monitoreo del Chorrillo Invierno N°2.
Para determinar la existencia de diferencias significativas en la concentración de Clorofila-a d el Fitoplancton y del Fitobentos entre las estaciones de monitoreo del Chorrillo Invierno N°2, se
realizó el test no paramétrico de Mann-Whitney o Kruskal-Wallis mediante el cual se compararon los Clados o Grupos generados por el análisis de Conglomerados.
4 RESULTADOS
A continuación se presentan los resultados obtenidos de los análisis estadísticos de la concentración de Clorofila-a provenientes de los ensambles de microalgas del Fitoplancton y del Fitobentos.
4.1 ANALISIS TEMPORAL DE LA CONCENTRACIÓN DE CLOROFILA-A (ENTRE PERIODOS DE ESTUDIO)
4.1.1 Clorofila-a en Fitoplancton
Los valores promedio de Clorofila-a medidos en el Fitoplancton durante el periodo de verano 2019 (enero – marzo 2019) variaron entre 1,1 y 8,6 mg/m3 (Tabla Anexo I-1, Figura Anexo I-1). El
menor valor promedio se detectó en la estación CH-12a mientras que el mayor valor promedio se detectó en la estación CH-15 (Tabla Anexo I-1). Los valores promedio de Clorofila-a medidos en el Fitoplancton durante el periodo de otoño 2019 (abril – mayo 2019) variaron entre 1,6 y 21, 8 mg/m3 (Tabla Anexo I-1, Figura Anexo I-1). El menor valor promedio se detectó en la estación
CH-12a mientras que el mayor valor promedio se detectó en la estación CH-15 (Tabla Anexo I-1,
Figura Anexo I-1).
El análisis comparativo entre periodos estacionales muestra que las estaciones asociadas a tramos reófilos del Chorrillo Invierno N°2 (CH12, CH12a y CH13) no presentaron diferencias (Tabla
Anexo I-1). Por el contrario, la estación con un metabolismo más autótrofo (CH15) presentó
diferencias entre periodos estacionales (Tabla Anexo I-1). Este tramo fluvial presentó mayor concentración de Clorofila-a en otoño que en verano, lo cual es explicado en función de probablemente una mayor disponibilidad de nutrientes que son depositados en este sector y que escurren a través de la sub-cuenca, proceso que está intensificado en otoño por sobre verano. Una mayor concentración del nutriente limitante generaría una mayor síntesis de biomasa de origen autótrofo en estos organismos fotosintetizadores suspendidos en la columna de agua del Chorrillo Invierno N°2.
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Tabla Anexo I-1. Concentración de Clorofila-a medida en el ensamble Fitoplancton del Chorrillo Invierno N°2
durante el periodo de verano 2019 (enero – marzo 2019) y el periodo de otoño 2019 (abril – mayo 2019). Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
Estación
CLOROFILA-a Fitoplancton (mg/m3)
Campaña Verano 2019 Campaña Otoño 2019
réplica valor promedio réplica valor promedio
CH12 A 1,1 1,2 A 2,0 2,4 B 0,9 B 2,1 C 1,5 C 3,2 CH12a A 1,1 1,1 A 1,5 1,6 B 1,1 B 1,3 C 1,1 C 1,9 CH13 A 2,6 3,2 A 2,0 2,3 B 4,7 B 2,2 C 2,3 C 2,7 CH13a A 1,5 1,5 A 3,3 3,1 B 1,3 B 2,9 C 1,7 C 3,1 CH14 A 4,0 7,6 A 4,8 4,5 B 4,8 B 4,4 C 14,0 C 4,4 CH15 A 7,9 8,6 A 15,3 21,8 B 8,0 B 32,0 C 9,8 C 18,2
Fuente: Elaboración propia
Figura Anexo I-1. Análisis comparativo de la concentración de Clorofila-a en Fitoplancton medida en el
Chorrillo Invierno N°2. Programa de Cumplimiento (Res Exenta N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
1,2 1,1 3,2 1,5 7,6 8,6 2,4 1,6 2,3 3,1 4,5 21,8 0 10 20 30 CH-12 CH-12a CH-13 CH-13a CH-14 CH-15 (m g/ m 3) CHORRILLO INVIERNO N° 2
4.1.2 Clorofila-a en Perifiton
Los valores promedio de Clorofila-a medidos en el Perifiton durante el periodo de verano 2019 (enero – marzo 2019) variaron entre 0,3 y 1,9 µg/cm2 (Tabla Anexo I-2, Figura Anexo I-2). El
menor valor promedio se detectó en la estación CH-15 mientras que el mayor valor promedio se detectó en la estación CH-12a (Tabla Anexo I-2, Figura Anexo I-2). Los valores promedio de Clorofila-a medidos en el Perifiton durante el periodo de otoño 2019 (abril – mayo 2019) variaron entre 2,0 y 23,2 µg/cm2 (Tabla Anexo I-2, Figura Anexo I-2). El menor valor promedio se detectó
en la estación CH-14 mientras que el mayor valor promedio se detectó en la estación CH-12 (Tabla
Anexo I-2, Figura Anexo I-2). El análisis comparativo entre periodos estacionales muestra que
hubo mayor concentración de clorofila-a de sedimento durante el periodo de otoño 2019 que en el periodo de verano 2019 (Figura Anexo I-2). Estos resultados serían explicados en base a que los niveles de turbidez de la columna de agua son menores en los tramos más reófilos y con ello, los niveles de radiación subacuática también son mayores generando con ello un ambiente lumínico más favorable para el ensamble Fitobentónico en los tramos superiores de la sub-cuenca.
Tabla Anexo I-2. Concentración de Clorofila-a medida en el ensamble de Perifiton del Chorrillo Invierno N°2
durante un periodo de verano 2019 (enero – marzo 2019) y un periodo de otoño 2019 (abril – mayo 2019). Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
estación
CLOROFILA-a Perifiton (µg/cm2)
Campaña Verano 2019 Campaña Otoño 2019
réplica valor promedio réplica valor promedio
CH12 A 0,4 0,6 A 14,9 23,2 B 1,1 B 28,5 C 0,4 C 26,3 CH12a A 3,2 1,9 A 6,9 5,2 B 1,2 B 5,0 C 1,2 C 3,7 CH13 A 1,2 0,6 A 6,7 3,5 B 0,1 B 2,7 C 0,6 C 1,3 CH13a A 0,6 0,7 A 5,5 5,7 B 1,2 B 6,0 C 0,3 C 5,4 CH14 A 0,3 0,5 A 3,1 2,0 B 0,4 B 1,0
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estación
CLOROFILA-a Perifiton (µg/cm2)
Campaña Verano 2019 Campaña Otoño 2019
réplica valor promedio réplica valor promedio
C 0,8 C 2,0 CH15 A 0,4 0,3 A 6,3 3,1 B 0,4 B 2,0 C 0,1 C 1,0
Fuente: Elaboración propia
Figura Anexo I-2. Análisis comparativo de la concentración de Clorofila-a del Perifiton en el Chorrillo Invierno
N°2. Programa de Cumplimiento (Res Exenta N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
4.2 ANALISIS ESPACIAL DE LA CONCENTRACIÓN DE CLOROFILA-A (ENTRE ESTACIONES DE MONITOREO)
4.2.1 Análisis de Clorofila-a en Fitoplancton.
A continuación, se presentan los resultados del análisis de Clorofila-a de Fitoplancton entre estaciones de monitoreo obtenidos durante cada periodo de estudio (verano 2019 y otoño 2019).
0,6 1,9 0,6 0,7 0,5 0,3 23,2 5,2 3,5 5,7 2,0 3,1 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 CH-12 CH-12a CH-13 CH-13a CH-14 CH-15 (µg /c m 2 ) CHORRILLO INVIERNO N° 2
4.2.1.1 Periodo de verano 2019
Los resultados del análisis de Clorofila-a de Fitoplancton de verano 2019 muestran que se generaron 4 Clados (grupos) principales en función de la concentración de Clorofila-a durante el periodo de verano (enero - marzo 2019) (Figura Anexo I-3) (Kruskal Wallis, H = 14,020, p = 0,002). El primer Clado o grupo estuvo compuesto por la estación CH-14 la cual presentó un valor promedio de clorofila-a igual a 7,6 mg/m3. El segundo clado estuvo conformado únicamente por la
estación CH-15 (Laguna Costera) con el valor promedio de clorofila-a más alto (8,55 mg/m3).
(Tabla Anexo 1-3, Figura Anexo I-4). El tercer Clado estuvo compuesto por las estaciones CH-13a, CH-12a y CH-12 que presentaron valores bajos de concentración de Clorofila-a, los cuales variaron entre 1,16 y 1,51 mg/m3. Finalmente el cuarto Clado estuvo compuesto únicamente por
la estación CH-13, la cual presentó un valor promedio de clorofila-a igual a 1,51 mg/m3 (Tabla
Anexo 1-3, Figura Anexo I-4).
Figura Anexo I-3. Análisis de Conglomerados (UPGMA) para la concentración promedio de Clorofila-a en el
Fitoplancton en el Chorrillo Invierno N°2. Periodo de Verano 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
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Tabla Anexo I-3. Rango de concentraciones de Clorofila-a medidos en el Fitoplancton presente en los grupos
de estaciones de monitoreo del Chorrillo Invierno N°2 durante el periodo de verano 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
GRUPO ESTACIÓN
RANGO DE CONCENTRACION DE CLOROFILA DE FITOPLANCTON (mg/m3) Rango Promedio Grupo 1 CH-14 7,6 7,6 Grupo 2 CH-15 8,55 8,55 Grupo 3 CH-13a CH-12a 1,16 - 1,51 1,3 CH-12a Grupo 4 CH-13 1,51 1,51
Fuente: Elaboración propia.
Figura Anexo I-4. Concentración promedio de Clorofila-a medida en el Fitoplancton presente en los grupos
de estaciones de monitoreo del Chorrillo Invierno N°2. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
4.2.1.2 Periodo de otoño 2019.
Los resultados del análisis de Clorofila-a de Fitoplancton de otoño 2019 muestran que se generaron 2 Clados (grupos) (Figura Anexo I-5 y Figura Anexo I-6) (Mann-Whitney, U= 0,0, p = 0,007). El primer Clado o grupo estuvo compuesto por la estación CH-15 (Laguna Costera) la cual presentó el mayor valor promedio de Clorofila-a (21,8 mg/m3). El segundo Clado estuvo formado
1,2 1,1 3,2 1,5 7,6 8,6 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 CH-12 CH-12a CH-13 CH-13a CH-14 CH-15 (m g /m 3 ) CHORRILLO INVIERNO N° 2
por las estaciones CH-14, CH-13a, CH-13, CH-12 Y CH-12a con valores promedio de Clorofila-a bajos que variaron entre 1,56 y 4,54 mg/m3.
Figura Anexo I-5. Análisis de Conglomerados (UPGMA) para la concentración promedio de Clorofila-a en el
Fitoplancton en el Chorrillo Invierno N°2. Periodo de otoño 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
Tabla Anexo I-4. Rango de concentraciones de Clorofila-a medidos en el Fitoplancton presente en los grupos
de estaciones de monitoreo del Chorrillo Invierno N°2 durante el periodo de otoño 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
GRUPO ESTACIÓN RANGO DE CONCENTRACION DE CLOROFILA DE FITOPLANCTON (mg/m
3) Rango Promedio CH-12 Grupo 1 CH-13 1,56 – 4,54 2,78 CH-12a CH-14 CH-13a Grupo 2 CH-15 21,83 21,83
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Figura Anexo I-6. Concentración promedio de Clorofila-a medida en el Fitoplancton presente en los grupos
de estaciones de monitoreo de el Chorrillo Invierno N°2 durante otoño 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
4.2.2 Análisis de Clorofila en Perifiton
4.2.2.1 Periodo de verano 2019.
El análisis de conglomerados realizado con los valores de Clorofila-a del Perifiton obtenidos en verano 2019 mostró 3 Clados (grupos) (Figura Anexo I-7) (Kruskal Wallis, H = 7,204, p = 0,027). El primer Clado estuvo compuesto por la estación CH-12a con un valor promedio de clorofila-a de 1,9 µg/cm2. El segundo Clado estuvo conformado únicamente por la estación CH-15 (Laguna
costera) que presentó un valor promedio de clorofila-a de 0,3 µg/cm2 (Figura Anexo I-7 y Figura
Anexo I-8). Finalmente el tercer Clado lo integraron las estaciones 12, 13, 13a y
CH-14 las cuales presentaron valores promedio de Clorofila-a que variaron entre 0,5 y 0,68 µg/cm2.
2,4 1,6 2,3 3,1 4,5 21,8 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 CH-12 CH-12a CH-13 CH-13a CH-14 CH-15 (m g /m 3 ) CHORRILLO INVIERNO N° 2
Figura Anexo I-7. Análisis de Conglomerados (UPGMA) para la concentración promedio de Clorofila-a en
Perifiton en el Chorrillo Invierno N°2. a) Periodo de verano 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
Tabla Anexo I-5. Rango de concentraciones de Clorofila-a medidos en el Fitobentos presente en los grupos
de estaciones de monitoreo del Chorrillo Invierno N°2 durante el periodo de verano 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
GRUPO ESTACIÓN RANGO DE CONCENTRACION DE CLOROFILA DE FITOBENTOS (µg/cm
2) Rango Promedio Grupo 1 CH-12a 1,9 1,9 Grupo 2 CH-15 0,3 0,3 Grupo 3 CH-12 CH-13 0,5 - 0,68 0,61 CH-13a CH-14
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Figura Anexo I-8. Concentración promedio de Clorofila-a medida en el Perifiton presente en los grupos de
estaciones de monitoreo de el Chorrillo Invierno N°2 durante verano 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
4.2.2.2 Periodo de otoño 2019.
El análisis de conglomerados realizado con los valores de Clorofila del Perifiton obtenidos en otoño 2019 mostró 3 Clados (grupos) principales para agrupar los valores de concentración de Clorofila-a (FigurClorofila-a Anexo I-9) (KruskClorofila-al WClorofila-allis, H = 9,932, p = 0,007).
El primer Clado estuvo compuesto únicamente por la estación CH-12, la que presentó el mayor valor promedio de Clorofila a (23,2 µg/cm2). El segundo Clado estuvo formado por las estaciones
CH-15 (Laguna Costera), CH-14 y CH-13 con valores promedio de Clorofila-a que variaron entre 2,01 y 3,53 µg/cm2. El tercer Clado estuvo formado por las estaciones CH-13a y CH-12a con
valores promedio de Clorofila-a que variaron entre 5,20 y 5,65 µg/cm2 (Figura Anexo I-9 y Figura
Anexo I-10). 0,6 1,9 0,6 0,7 0,5 0,3 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 CH-12 CH-12a CH-13 CH-13a CH-14 CH-15 (µg /c m 2 ) CHORRILLO INVIERNO N° 2
Figura Anexo I-9. Análisis de Conglomerados (UPGMA) para la concentración promedio de Clorofila-a en
Perifiton en el Chorrillo Invierno N°2. a) Periodo de otoño 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
Tabla Anexo I-4. Rango de concentraciones de Clorofila-a medidos en el Perifiton presente en las estaciones
de monitoreo del Chorrillo Invierno N°2 durante el periodo de otoño 2019 (abril - mayo 2019). Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
GRUPO ESTACIÓN RANGO DE CONCENTRACION DE CLOROFILA DE FITOBENTOS (µg/cm
2 ) Rango Promedio Grupo 1 CH-12 23,2 23,2 Grupo 2 CH-15 2,01 – 3,53 2,9 CH-14 CH-13 Grupo 3 CH-12a 5,20 - 5,65 5,4 CH-13a
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Figura Anexo I-10. Concentración promedio de Clorofila-a medida en el Perifiton presente en los grupos de
estaciones de monitoreo de el Chorrillo Invierno N°2 durante otoño 2019. Programa de Cumplimiento (Res. Ex. N°10/ROL D-050-2016). Proyecto Mina Invierno. XII Región. Etapa de Operación. Primer semestre 2019.
5 CONCLUSIONES
Los resultados del análisis de la concentración de Clorofila-a proveniente de la columna de agua (fitoplancton) y del sedimento (Perifiton) del Chorrillo Invierno N°2 indican lo siguiente:
El análisis temporal de la concentración de Clorofila-a proveniente de la columna de agua como un indicador de los niveles de biomasa de origen autótrofo (Fitoplancton) muestra que se generó un aumento significativo de concentración de biomasa en la columna de agua en el tramo lacustre o de metabolismo autótrofo (estación CH5) durante el periodo de otoño respecto del periodo de verano, lo cual es explicado en función de probablemente una mayor disponibilidad de nutrientes que son depositados en este sector y que escurren a través de la sub-cuenca, proceso que está intensificado en otoño por sobre verano. Una mayor concentración del nutriente limitante generaría una mayor síntesis de biomasa de origen autótrofo en estos organismos fotosintetizadores suspendidos en la columna de agua del Chorrillo Invierno N°2. Sin embargo, los resultados de Clorofila-a medios en el sedimento del Chorrillo Invierno N°2 (Perifiton) muestra un patrón opuesto, ya que hubo mayor nivel de Biomasa en los tramos superiores con metabolismo reófilo que los tramos de menor cota con un metabolismo más autotrófico. Estos resultados serían explicados en base a que los niveles de turbidez de la columna de agua son menores en los tramos más reófilos y con ello, los niveles de radiación subacuática también son mayores generando con ello un ambiente lumínico más favorable para el ensamble Fitobentónico en los tramos superiores de la sub-cuenca. 23,2 5,2 3,5 5,7 2,0 3,1 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 CH-12 CH-12a CH-13 CH-13a CH-14 CH-15 (µg /c m 2 ) CHORRILLO INVIERNO N° 2
