Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería
1-1-2000
Protocolo hidrobiológico de evaluación ambiental PH-EA en áreas
Protocolo hidrobiológico de evaluación ambiental PH-EA en áreas
de aprovechamiento forestal Riosucio - Chocó
de aprovechamiento forestal Riosucio - Chocó
Mayerling Sanabria Buitrago Universidad de La Salle, Bogotá Alejandro José Calvo Cruz Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada
Sanabria Buitrago, M., & Calvo Cruz, A. J. (2000). Protocolo hidrobiológico de evaluación ambiental PH-EA en áreas de aprovechamiento forestal Riosucio - Chocó. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ ing_ambiental_sanitaria/1347
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RIOSUCIO - CHOCO
MAYERLING SANABRIA BUITRAGO
ALEJANDRO JOSE CALVO CRUZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
Bogotá D.C.
RIOSUCIO - CHOCO
MAYERLING SANABRIA BUITRAGO
ALEJANDRO JOSE CALVO CRUZ
Tesis presentada como requisito parcial para optar
al titulo de Ingenieros Ambientales y Sanitarios
Director
GUILLERMO RUEDA DELGADO
MSc. Biología
Codirector
MIGUEL GAMBOA
Ing. Forestal
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
Bogotá D.C.
Decano
_______________________________
_______________________________
Director
_______________________________
Jurado
_______________________________
Jurado
“El agua es diferente...
no tiene dirección sino hermosura
corre por cada sueño de color
toma lecciones claras de la piedra
y en esos menesteres...
elabora los deberes intactos de la espuma”
RESUMEN
Con el interés de desarrollar una Política Nacional Forestal que contribuya al manejo sostenible de los recursos forestales en el Pacífico Colombiano, La corporación autónoma para el desarrollo sostenible del Chocó, CODECHOCO, en coordinación con el Programa Ambiental para el Manejo de los Recursos Naturales del Ministerio del Medio Ambiente (PAMRN) diseñó el proyecto MONITOREO AMBIENTAL AL PERMISO DE APROVECHAMIENTO FORESTAL BALSA II, para el seguimiento ambiental de los ecosistemas relacionados al bosque de la asociación catival existentes en la zona denominada “la Balsa”, jurisdicción del municipio de Riosucio – Chocó. Este programa, propone como uno de sus componentes, la evaluación de los cuerpos de agua, iniciándose entonces para Colombia el proceso de valoración de la condición de la red hidrográfica, bajo el concepto ecológico de preservación del ecosistema acuático.
De acuerdo a lo anterior, y con el ánimo de desarrollar un procedimiento que contribuya como apoyo metodológico al Proyecto General Balsa II, se crea la propuesta de formular un protocolo de valoración ambiental que agrupe sistemática y lógicamente procedimientos rápidos, eficientes y útiles, para generar una línea de información estandarizada sobre las características fisicoquímicas, hidráulicas, biológicas y físicas de los sistemas dulceacuícolas asociados a la zona de explotación, así, a partir de este modelo se podrá determinar la presencia de tensores ambientales en dichos cuerpos de agua y se podrá definir finalmente, el estado del ecosistema acuático en cuanto a sus componentes y funcionalidad. Es decir, el protocolo unificará, desde el manejo de la información, preliminar, y las metodologías para el levantamiento de la información de campo y laboratorio, hasta el análisis ambiental que permitirá establecer comparaciones válidas a escala regional de los resultados obtenidos. Para esta evaluación se utilizó como herramienta de estructuración, formatos integrales de evaluación ambiental que serán ajustables a la información obtenida y agilizarán la interpretación de los resultados.
Además, se propone una metodología para la valoración ambiental de la red hidrográfica la cual incluye como criterios de evaluación la importancia de los indicadores seleccionados y la magnitud de las desviaciones que resultan de las estaciones de contraste con respecto a las de referencia; de allí, se calcula el índice PH-EA, del cual se origina una evaluación de comparación espacial que contribuirá a conocer el
ii
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a:
Guillermo Rueda Delgado MSc., por creer en nosotros y confiarnos el tema de investigación para su desarrollo, por su seguridad, por su dedicación desinteresada, sus oportunos y valiosos consejos, y sobre todo ...por todo lo aprendido a su lado.
Al Grupo de Investigadores de Balsa II, por ofrecernos su maravillosa amistad y hacernos sentir como en casa, a su coordinador, Cesar Mendoza, por su apoyo y confianza, por permitirnos compartir una de las mejores experiencias a nivel personal y laboral, ...y ...ante todo, por su valiosa amistad.
A la Corporación Autónoma para el Desarrollo Sostenible del Chocó, CODECHOCO, a su Director Lácides Mosquera y todos los funcionarios que nos ofrecieron su respaldo y completa colaboración durante nuestra estadía en el Departamento del Choco.
A Maria Teresa Trujillo, Miembro de la Unidad Coordinadora del Ministerio del Medio Ambiente, por su cooperación con el material relativo al Proyecto General Monitoreo Ambiental al Permiso de Aprovechamiento forestal Balsa II.
Al Laboratorio de Limnología y Zoología de la Universidad de los Andes, especialmente a Maria Paula, Carolina, Emilio, y todos los que participaron en la determinación taxonómica de las muestras biológicas colectadas.
A Hugo Cañas, Profesor y Funcionario del IDEAM por sus consejos y valiosa colaboración en el diligenciamiento de los formatos de captura para la información preliminar.
A Pedro Rubio y Napoleón Ordóñez, en la Subdirección de Agrología y Suelos del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), por su enorme colaboración e interés en el diligenciamiento de los formatos de Geomorfología y suelos.
A Amparo Bohórquez, Decana de la Facultado de Posgrados en la Universidad INCCA de Colombia, por su contribución con material literario pertinente a los indicadores Biológicos de calidad de Aguas.
A Santiago Gaviria, Gabriel Roldan, y Jhon Ramírez, Profesores de la Universidad de Antioquia, por sus valiosas sugerencias en cuanto a la toma de muestras biológicas en campo.
A la Universidad Tecnológica del Chocó (UTCH), por su cooperación en el desarrollo del curso -taller sobre Calidad de agua, especialmente a Mabel y Ramón, por su espíritu servicial durante nuestra estadía en Quibdó.
A la Sección Geográfica del Ministerio de Defensa, al Oficial Sargento Primero Pedro Sánchez y al Primero Alfair Morales, por facilitar el acceso a la información cartográfica de la zona de estudio.
A la Universidad Tecnológica de los Llanos, especialmente a Pablo Emilio Cruz por contribuir con el equipo para la toma de registros fotográficos de los Macroinvertebrados colectados.
A todos los miembros de la Fundación PUIQUI, especialmente a Juan, Clara, Mauricio, Diana, Luisa, Javier, Gloria, Nicolás, Liliana, Adriana por su apoyo e interés.... y por su invaluable amistad.
A nuestros Amigos, que estuvieron interesados siempre por la exitosa culminación del proyecto.
A nuestros Padres y familiares por su amor, su continuo entusiasmo y respaldo en el desarrollo de este trabajo.
iv
CONTENIDO
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
1
OBJETIVOS
4
MARCO TEORICO
5
1
. ANTECEDENTES DE LA ZONA DE ESTUDIO
6
1.1 EL DARIEN COLOMBIANO Y EL CHOCO BIOGEOGRÁFICO
6
1.2 DINÁMICA SUCESIONAL EN LA CUENCA BAJA DEL RIO ATRATO
8
1.3 EL BAJO ATRATO Y LA ASOCIACIÓN CATIVAL
10
1.4 PROCESO DE APROVECHAMIENTO FORESTAL DEL BOSQUE CATIVAL
12
2. CONSIDERACIONES GENERALES
14
2.1 CONCEPTUALIZACION DE LOS PROTOCOLOS
14
2.2 EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
15
2.3 INDICADORES E INDICES BIOLÓGICOS DE CALIDAD DEL AGUA
20
2.4 EVALUACON AMBIENTAL COMO ESTRATEGIA DE GESTION
27
SECCION 1
29
PROTOCOLO HIDROBIOLOGICO DE EVALUACIÓN AMBIENTAL PH-EA
3. PLANEACION
32
3.1 ESTUDIO PRELIMINAR
36
3.1.1 ASPECTOS GENERALES DE LA ZONA DE ESTUDIO
37
3.1.1.1 DEFINICIÓN ESPACIAL
37
3.1.1.1.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA
37
3.1.1.1.2 LIMITES NATURALES
38
3.1.1.1.3 INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA
38
3.1.1.2 GEOLOGIA GEOMORFOLOGÍA Y SUELOS
40
3.1.1.3 CLIMATOLOGIA
41
3.1.1.4 HIDROGRAFIA
41
3.1.1.5 FORMACIONES VEGETALES
43
3.1.1.6 INFORMACION BIOLÓGICA PREEXISTENTE
43
3.1.1.6.1 FUENTE
44
3.1.1.6.2 ESTIMACIÓN BIOLÓGICA
44
3.1.1.6.3 FACTOR EVALUADO
44
3.1.1.6.4 INDICE
44
3.1.1.6.5 APLICABILIDAD
44
3.1.1.6.6 OBSERVACIONES
44
3.1.1.7 ASPECTO SOCIOECONÓMICO
45
3.1.1.7.1 DEMOGRAFÍA
45
3.1.1.7.2 INFRAESTRUCTURA EXISTENTE
45
3.1.1.7.3 SANEAMIENTO BÁSICO
46
3.1.1.7.4 FACTOR CULTURAL
46
3.2 SISTEMA MUESTRAL
47
3.2.1 SELECCIÓN DE LAS VARIABLES DE MUESTREO
47
3.2.2 UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO
53
3.2.3 SELECCIÓN DE HABITATS DE MUESTREO
56
3.2.4 FRECUENCIA DE LOS MUESTREOS.
59
3.3 RECURSOS HUMANOS Y TÉCNICOS
60
3.3.1 PERSONAL DE TRABAJO
61
3.3.2 EQUIPOS Y MATERIALES
61
4. RECOLECCION DE MUESTRAS Y DATOS PRIMARIOS
63
4.1 SECUENCIA DE MUESTREO
63
4.2 PREMUESTREO
65
4.3 ORGANIZACIÓN LOGÍSTICA DEL MUESTREO
66
4.4 MUESTREO
67
5. MANEJO Y CONTROL POSTERIOR DE LAS MUESTRAS
76
6. TÉCNICAS DE LABORATORIO
79SECCION 2
83
APLICACIÓN DEL PROTOCOLO EN BALSA II
7. RESULTADOS
84
vi
7.3 INDICADORES SELECCIONADOS
96
7.4 ESTACIONES DE MUESTREO SELECCIONADAS
97
7.4.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES
98
7.5 RESULTADOS DEL MUESTREO
101
7.5.1 CARACTERIZACION GENERAL
102
7.5.2 CARACTERIZACION CLIMÁTICA
102
7.5.3 CARACTERIZACION FISICOBIOTICA
103
7.5.4 CARACTERIZACION FISICOQUÍMICA
104
7.5.5 CARACTERIZACION HIDROLÓGICA
105
7.6 RESULTADOS DE LABORATORIO
107
8. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS (PROPUESTA DE EVALUACIÓN AMBIENTAL) 112
8.1 PROCESO DE CATEGORIZACIÓN PARA LOS INDICADORES DE EVALUACIÓN 113
8.1.1 ADAPTACIÓN DE LA “MATRIZ DEL ECOSISTEMA”
113
8.2 CALCULO DE LOS VALORES DE IMPORTANCIA POR INDICADOR
118
8.3 CALCULO DE LA MAGNITUD Mx
120
8.3.1 PROCEDIMIENTO PARA EL CALCULO DE LA MAGNITUD Mx
120
8.4 EVALUACIÓN AMBIENTAL DE COMPARACIÓN ESPACIAL PARA EL PH-EA 120
8.4.1 CALCULO DEL INDICE PH-EA
123
CONCLUSIONES
128
RECOMENDACIONES
131
BIBLIOGRAFÍA
132
ANEXOS
INDICE DE CUADROS
CUADRO NO. 1 ETAPAS DE LA PLANEACIÓN
44
CUADRO NO. 2 VARIABLES DE MUESTREO
48
CUADRO NO. 3 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE VARIABLES DE MUESTREO
50
CUADRO NO. 4 PROCESOS DE SELECCIÓN DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO
53
CUADRO NO. 5 CRITERIO PARA LA SELECCIÓN DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO
55
CUADRO NO. 6 SIS HÍDRICOS MUESTREOS EN ÁREAS DE APROVECHAMIENTO FORESTAL 56
CUADRO NO. 7 UNIDADES FORMADORAS DE HABITATS
57
CUADRO NO. 8 PROCESOS DE SELECCIÓN DE HABITATS DE MUESTREO
58
CUADRO NO. 9 TENDENCIAS EN ESTABLECIMIENTO DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO 59
CUADRO NO. 10 LISTA DE CHEQUEO DE EQUIPOS Y MATERIALES PARA MUESTREO
61
CUADRO NO. 11 CRITERIOS PARA LE DESARROLLO DEL PREMUESTREO
65
CUADRO NO. 12 ORGANIZACIÓN DEL MUESTREO
66
CUADRO NO. 13 TÉCNICAS DE MUESTREO
67
CUADRO NO. 14 TIPOS DE MUESTREADORES PARA MACROINVERTEBRADOS
74
CUADRO NO. 15 MANEJO Y CONTROL POSTERIOR DE LAS MUESTRAS
77
CUADRO NO. 16 PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO
80
CUADRO NO. 17 ZONA DE BOSQUES NO APROVECHADOS
95
CUADRO NO. 18 ZONA DE BOSQUES APROVECHADOS
95
CUADRO NO. 19 INDICADORES SELECCIONADOS PARA BALSA II
96
CUADRO NO. 20 DESCRIPCIÓN FÍSICA DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO
98
CUADRO NO. 21 LISTADO TAXONÓMICO DE LOS MACROINVERTEBRADOS
108
CUADRO NO. 22 CLASIFICACIÓN Y CATEGORIZACIÓN DE INDICADORES
117
viii
INDICE DE TABLAS
TABLA NO. 1. VALORES DE INTERPRETACIÓN SHANON- WEVER
25
TABLA NO. 2. VALORES DE INTERPRETACIÓN ÍNDICE DE MARGALEFT.
26
TABLA NO. 3. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PUNTOS DE MUESTREO 102
TABLA NO. 4. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LOS PUNTOS DE MUESTREO 102
TABLA NO. 5. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-BIÓTICA DE LOS PUNTOS DE MUESTREO 103
TABLA NO. 6. RESULTADOS FISICOQUÍMICOS
104
TABLA NO. 7. CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA
105
TABLA NO. 8. INDIVIDUOS POR MUESTRA DE LAS MORFOESPECIES DE
HGHG
MACROINVERTEBRADOS COLECTADOS
109
TABLA NO. 9. DENSIDAD ABSOLUTA Y RELATIVA DE LA COMUNIDAD
,
MACROINVERTEBRADOS
110
TABLA NO. 10. MATRIZ DILIGENCIADA DEL ECOSISTEMA
115
TABLA NO. 11. DETERMINACIÓN DE IMPORTANCIAS POR INDICADOR
119
TABLA NO. 12 CALCULO DE LA MAGNITUD MX VEGA A2
121
TABLA NO. 13. CALCULO DE LA MAGNITUD MX PARA VEGA A1
121
INDICE DE GRAFICAS
GRAFICA NO. 1 DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA MATRIZ ECOLÓGICA
117
GRAFICA NO. 2 DISTRIBUCIÓN ESPACIAL PH-EA
117
GRAFICA NO. 3 GRADO DE DEPENDENCIA DE LOS INDICADORES
118
GRAFICA NO. 4 COEFICIENTE DE SEMEJANZA PARA A1
122
GRAFICA NO. 5 COEFICIENTE DE SEMEJANZA PARA A2
122
x
INDICE DE DIAGRAMAS
DIAGRAMA NO. 1 PROCESO DE EXPLOTACIÓN FORESTAL
13
DIAGRAMA NO. 2 PROGRAMA DE EVALUACIÓN HÍDRICA
19
DIAGRAMA NO. 3 ESTRUCTURA METODOLÓGICA DEL PROTOCOLO HIDROBIOLOGICO DE
EVALUACIÓN AMBIENTAL PH-EA
32
DIAGRAMA NO. 4 ESTRUCTURA METODOLÓGICA EN LA PLANEACIÓN DEL MUESTREO
35
INDICE DE FIGURAS
FIGURA NO. 1 MAPA DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCO
7
FIGURA NO. 2 ZONIFICACION ECOLÓGICA DE LA REGION DEL DARIEN
11
FIGURA No. 3 FAUNA BÉNTICA
23
FIGURA No. 4 DISEÑO DE MUESTREOS EN SISTEMAS LOTICOS Y SU EQUIVALENTE EN
SISTEMAS LENTICOS
54
FIGURA No. 5 ZONA DEL PERMISO DE APROVECHAMIENTO BALSA II
56
FIGURA No. 6 METODOS DE MUESTREO HIDROBIOLOGICO
75
FIGURA No. 7 LOCALIZACION ESPACIAL DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO
97
xii
INDICE DE ANEXOS
ANEXO NO. 1 DESCRIPCIÓN DE LOS ÍNDICES BIOLÓGICOS MAS UTILIZADOS
I
ANEXO NO. 2 FORMATOS PARA LA CAPTURA DE INFORMACIÓN PRELIMINAR
VIII
ANEXO NO. 3 FORMATOS PARA LA COLECCIÓN DE INFORMACIÓN EN CAMPO
XII
INDICE DE APENDICES
APÉNDICE A: PROCESO DE APROVECHAMIENTO
A
APÉNDICE B: MANUAL TÉCNICO PARA LA CARACTERIZACIÓN GEOLOGÍA,
GEOMORFOLOGÍA Y SUELOS
H
APÉNDICE C: FACTORES QUE CREAN O MODIFICAN EL COMPORTAMIENTO DEL CLIMA T
APÉNDICE D: VARIABLES QUE DESCRIBEN EL COMPORTAMIENTO SISTEMA FLUVIAL
V
1
INTRODUCCION
La explotación forestal en Colombia, está concentrada principalmente en los bosques homogéneos de la Amazonía y la Costa Pacifica, regiones en las cuales dicha actividad representa un aporte económico valioso para el país (Pizano, 1994); ante esta realidad el Ministerio del Medio Ambiente en conjunto con diversas organizaciones de cooperación internacional como el BIRF ( Banco Interamericano de Reconstrucción y Fomento), y con la iniciativa de brindar los criterios para un manejo sostenible, viene promoviendo proyectos que contribuyan a cuantificar el estado ambiental de los ecosistemas sometidos a procesos de aprovechamiento.
Por esta razón, con el ánimo de desarrollar una política nacional forestal que contribuya al manejo sostenible de los recursos forestales en el Pacífico Colombiano, se estableció el sistema de control ambiental que efectuará monitoreo a las áreas boscosas sometidas a aprovechamiento forestal. En ese sentido la Corporación autónoma regional para el desarrollo sostenible del Chocó CODECHOCO en coordinación con el Programa Ambiental para el Manejo de los Recursos Naturales (PAMRN) del Ministerio del Medio Ambiente diseñó el proyecto MONITOREO AMBIENTAL AL PERMISO DE
APROVECHAMIENTO FORESTAL BALSA II, para ofrecer un seguimiento ambiental a los ecosistemas
relacionados con la explotación forestal existentes en la zona denominada “la Balsa”, jurisdicción del municipio de Riosucio - Chocó perteneciente, según la ley Colombiana (Decreto 1791 de Octubre 4 de 1996 por el cual se establece el régimen de Aprovechamiento Forestal), a Bosques Protectores – Productores, es decir, con posibilidades de aprovechamiento dentro de parámetros de sostenibilidad del recurso.
El aprovechamiento se realizó sobre la asociación Catival, bosque que presenta características que favorecen los procesos de regeneración natural, donde la especie dominante es el Cativo (Prioria
(Brosium utile) y virola (Virola spp.). Esta asociación se desarrolla sobre suelos con propiedades químicas que le otorgan un alto grado de fertilidad, pero con características deficientes de drenaje.
Dicho programa de monitoreo efectuará seguimiento en aspectos tanto sociales económicos y culturales de las comunidades asentadas en la zona del permiso, como en los ecosistemas asociados al bosque catival donde se iniciará el proceso de valoración de la condición del agua, bajo el concepto ecológico de preservación del ecosistema acuático cuyo objetivo es mantener el ecosistema de estudio con sus componentes y funcionalidad (Prat 1998).
Dado que para Colombia, aun no se conoce, o no se tiene completamente cuantificada la velocidad y magnitud de los progresivos procesos degradativos generados por procedimientos de aprovechamiento inadecuados, y teniendo en cuenta que uno de los medios mas eficientes para la evaluación de los tensores ambientales en un ecosistema es la valoración de la condición biológica de las aguas (EPA , 841-0-97-002), se propone a continuación, una evaluación ambiental, que a partir de características hidrobiológicas, fisicoquímicas e hidráulicas del medio, contribuyan a establecer el estado ecológico y ambiental del recurso hídrico de la zona de estudio.
La eficiencia del método utilizado para la evaluación, radica principalmente en la integración de los agentes que componen el ecosistema acuático, es decir, al manifestarse desequilibrios físico-químicos, hidrológicos e hidráulicos en el recurso, se generan una serie de modificaciones, que involucran la dinámica y las características biológicas de un ecosistema acuático, revelándose entonces, especies sensibles a estos cambios; de ahí que dichas especies sean seleccionadas como buenos indicadores de calidad ambiental (ib it)
La formulación de esta evaluación, que incluye la determinación de un índice (PH-EA), estará enmarcada en la agrupación sistemática y lógica de procedimientos, que tienen por objeto generar una línea de información estandarizada sobre las características de los parámetros a evaluar (fisicoquímicos, hidráulicos, biológicos, físicos), para así, generar el modelo de análisis de comparación espacial que determine el estado de conservación y/o la presencia de tensores ambientales tanto en el cauce como en
3 eficientes y útiles, que manejen como herramienta de indicación, la valoración de aspectos fisicoquímicos y comunidades biológicas especialmente.
Además, fue necesario, actualizar la información bibliográfica disponible para conocer la situación ambiental de la zona que fue sometida a aprovechamiento forestal y así establecer los procedimientos básicos para seleccionar ecosistemas acuáticos útiles en la identificación de comunidades biológicas indicadoras, donde se seleccionó la comunidad de macroinvertebrados como la mas apropiada para ser utilizada en esta valoración.
A partir de esto, se reconocieron los indicadores más adecuados, que reflejaran las condiciones de la red hidrográfica posiblemente por la perturbación de pasadas actividades de aprovechamiento y saca de madera
Finalmente, para presentar la secuencia lógica del método de evaluación, se ajustó la información obtenida en los muestreos hidrobiológicos a formatos integrales de evaluación ambiental que agilizaron la interpretación de los resultados y contribuyeron a la formulación del protocolo propuesto.
EI protocolo por lo tanto, contribuirá, no solo como apoyo metodológico al Proyecto de Monitoreo Ambiental para el Permiso de Explotación Forestal Balsa II, sino también, sobre la base de crear estructuras metodologícas que permitan establecer una red de monitoreo, éste protocolo se convierta en el pionero para futuros monitoreos en otras áreas del país, ya que si bien, esta metodología es aplicable específicamente en proyectos de aprovechamiento forestal en zonas tropicales, podría tomarse como referencia para la estructuración de proyectos con objetivos similares a los planteados en este caso, por programas de monitoreo en las áreas del pacífico colombiano.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Generar un Protocolo Hidrobiologico de Evaluación, a partir de las características ambientales especificas de la zona de estudio, utilizando como herramienta de indicación, la valoración de comunidades biológicas y análisis fisicoquímicos e hidráulicos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Revisar la información bibliográfica disponible de la zona de estudio para establecer la situación ambiental en la zona de aprovechamiento forestal.
Establecer los procedimientos básicos para la identificación de las comunidades hidrobiológicas indicadoras de tensores ambientales en los ecosistemas acuáticos existentes en la zona de estudio.
Reconocer las metodologías básicas para la recopilación, aplicación y manejo de los resultados obtenidos en la fase de campo.
Ajustar la información obtenida a formatos integrales de evaluación ambiental que agilicen la interpretación de los resultados y su análisis correspondiente.
Evaluar los efectos ambientales generados sobre los sistemas hídricos más representativos de la zona de estudio, mediante un análisis de comparación
5
MARCO TEORICO
ANTECEDENTES DE LA ZONA DE ESTUDIO
CONSIDERACIONES GENERALES
1. ANTECEDENTES DE LA ZONA DE ESTUDIO
1.1 EL DARIEN COLOMBIANO Y EL CHOCO BIOGEOGRAFICO
En un principio, cuando las dos Américas (sur y norte) en su azarosa deriva, formaron el puente centroamericano, se dio paso entonces al mas prodigioso intercambio de fauna y flora cuya puerta para Sudamérica es el Darién Colombiano (Pizano 1994).
Como respuesta al fenómeno cíclico de las glaciaciones, la Región Biogeográfica del Chocó, en la vertiente del Pacífico Colombiano, es conocida a nivel mundial como territorio de enorme diversidad biológica, ecológica y cultural. Por tal razón, es señalada como una de las zonas estratégicas para la conservación y subsistencia de toda forma de vida en el planeta. (Casas, 1993)
Bajo este reconocimiento mundial, y con el precedente del valor ecológico de esta región, se diseñó el proyecto Balsa II para el monitoreo de los ecosistemas asociados al bosque de catival localizado en las llanuras inundables del bajo Atrato (zona sur – oriental del Darién Colombiano).
Las actividades del monitoreo incluyen la valoración del recurso hídrico, el cual mediante una evaluación integral de sus componentes generará información necesaria para establecer criterios de manejo sostenible que contribuyan al diseño de políticas y estrategias para el control y manejo de los recursos forestales del Pacífico Colombiano.
7 Figura No.1 (Mapa del Biopacífico Colombiano)
1.2 DINAMICA SUCESIONAL EN LA CUENCA BAJA DEL RÍO ATRATO
Inicialmente, en el delta del río Atrato, los herbazales son la vegetación predominante y su desarrollo se encuentra ligado con la presencia de humedad y la evolución del suelo. Estos, están constituidos por vegetación no arbórea que efectúa los intercambios energéticos en, o muy cerca del suelo al carecer de un estrato que impida el paso de la luz hacia ellos. (SIG-PAFC,1995)
Se consideran tres tipos de herbazales según su posición horizontal en la secuencia sucesional. Primero, la vegetación que no necesita suelo para prosperar (vegetación flotante); ella va creando las condiciones para atrapar sedimentos y permitir el desarrollo de la vegetación graminoide (Polygonum
acuminatum), que a su vez, se convierte en una trampa de sedimentos que hace que se forme un suelo inestable, pero que permite el enrraizamiento de especies como el arracacho (Montrichardia arborenscens), la cual forma extensas comunidades en toda la llanura de inundación del Río Atrato
Hoy por hoy, el Chocó biogeografico es reconocido como la región con la mas alta concentración de biodiversidad por unidad de área reportada en el mundo constituyendo para Colombia la mejor carta de negociación: el creciente factor de poder que representa, nacional e internacionalmente la riqueza biológica.(Biopacífico, 1994)
9 Posteriormente, en las áreas litorales que están en contacto con el agua del mar, aparece una comunidad de manglar; la cual cubre solo franjas estrechas, debido a la leve influencia de la marea dentro del golfo, y al caudal del río que vierte gran cantidad de agua dulce, dificultando el proceso normal de intercambio marino fluvial, lo cual impide la suficiente salinización del suelo, y por ende suprime el desarrollo normal de este tipo de ecosistema.
Ya en las zonas de la llanura de inundación que no tiene influencia marina, se observa el génesis del bosque de Catival, el cual debe considerarse como una asociación edáfico - hídrica en las distintas etapas de sucesión vegetal, la cual se inicia en las vegas bajas (A1) con suelos aún pantanosos de diferentes ciénagas y lagunas colmatadas, donde el cativo debe competir con las especies propias del pantano; para ello, su semilla está perfectamente adaptada para mantenerse a flote hasta cuando el nivel del agua permita que esta forme raices.
En las vegas altas (A2), donde el suelo ya ha tenido un proceso mas avanzado de desarrollo, y las inundaciones son menos prolongadas, el cativo se encuentra con una densidad mas alta aunque sin alcanzar las mayores tallas. En el encharcamiento temporal que presenta, se desarrolla un bosque alto de cativo el cual encuentra su medio optimo en cuanto a suelos y humedad, ya que al ser encharcamientos temporales, contribuyen a la distribución de la semilla, a la vez que activan e incrementan la regeneración natural, allí, el cativo alcanza su máximas tallas, que pueden ser hasta de 40 mts de altura y 1.40 metros de DAP.
Por ultimo, en los terrenos firmes de las vegas altas, situados en condiciones de mejor drenaje, el cativo comienza a enfrentar una competencia más fuerte de otra vegetación, ya que el factor de encharcamiento, que lo favorece, se hace menos manifiesto, siendo su regeneración natural mas pobre. Los bosques que allí predominan, son de composición heterogénea, con variedades de especies maderables, tanto duras como blandas, con gran potencial comercial tales como: Guino (Carapa
guianensis), Roble (Tabebuia rosea), Cedro (Cederla sp.),, Anime (Protium sp.), Caracoli (Anacardium
excelsum), Sande (Brosimun utile), Guasco (Eschweilara garagarae), Yarumo (Cecropia peltata L.) entre otros. (op. cit)
1.3 EL BAJO ATRATO Y LA ASOCIACION CATIVAL
En forma común y genérica, suele llamarse ASOCIACION CATIVAL a la comunidad vegetal, localizada en el piso basal tropical humedo, sobre suelos fertiles, y llanuras aluviales periodicamente inundadas por agua dulce cuya especie predominante es el árbol del Cativo (Prioria Copaifera Grisebach). Este ecosistema es considerado de gran valor estratégico, pues su peculiar tendencia a la homogeneidad de su paisaje, ofrece mejores posibilidades de producción sostenible de madera.
11 La asociación catival se ha reportado en Nicaragua. Costa Rica, Panamá, y Colombia; estos dos últimos países con mayores reservas forestales. En Colombia Fig 2, se ubica en las llanuras aluviales de los Ríos Atrato y Leon y sus afluentes, en la cuenca del golfo de Urabá al noreste del país, ocupando un área total aproximada de 363.000 hectáreas. (Linares 1988).
1.4 PROCESO DE APROVECHAMIENTO FORESTAL DEL BOSQUE CATIVAL
Bajo el permiso de aprovechamiento forestal en un área aproximada de 19.900 hectáreas, la empresa Maderas del Darien S.A., extrajo durante 12 años madera de una de las regiones mas ricas en cativo a nivel mundial, la zona conocida como "La Balsa" jurisdicción del Municipio de Ríosucio, para abastecer la mayor parte del mercado colombiano de triplex y aglomerado de madera.
Una vez autorizadas las actividades de aprovechamiento, la empresa inició con la "limpieza" y recaba de los caños naturales principales para establecer una red de canales artificiales que permitieran el fácil acceso a toda el área del permiso y posterior transporte de materia prima. La construcción, operación, rectificación y dragado de los canales para el transporte acuático de las trozas de madera produjo efectos sobre la condición y comportamiento natural de las aguas; esta situación representa la modificación de algunas de las características de los sistemas acuáticos sometidos a operaciones de explotación forestal, lo cual se verá representado en todo el ecosistema tropical. (Esteves 1988)
De los estudios realizados en cuanto a caracterización de las fuentes superficiales en la zona la “Balsa”, se registran los trabajos desarrollados por la firma ORTIZ SANTACRUZ Y CIA LTDA, (1988) y BLANDON, C & PEDRAZA, G., (1989). Cabe destacar dentro de sus anotaciones que las concentraciones de Oxigeno Disuelto encontradas, en general fueron bajas; también es importante resaltar el alto valor de la alcalinidad que podría estar indicando la existencia de factores que incrementan el contenido de bicarbonatos, probablemente provenientes del suelo por efectos de erosión originada por la pérdida de vegetación y la exposición de la superficie a los efectos de la escorrentía.
A continuación se presentan las operaciones del método de extracción establecido por la empresa durante su periodo de intervención en la zona. Ver Apendice A: Descripción del Proceso de Extracción
13
Diagrama No. 1 PROCESO DE EXPLOTACIÓN FORESTAL
*Los canales artificiales se encuentran distribuidos a lo largo de la zona de aprovechamiento y su establecimiento se realiza a medida que se avanza en las operaciones.
PLANIFICACION DEL APROVECHAMIENTO
APROVECHAMIENTO
TUMBA Y TROCEO EXTRACCION Y
TRANSPORTE MENOR
BOTADERO Área despejada aledaña al canal (acopio de trozas)
CARRILES PRINCIPALES DE EXTRACCION* TRANSPORTE* MAYOR
Operación de Embalse
Transporte* hasta el BOOM con remolques fluviales
Transporte* del BOOM al golfo de Urabá Preservación de la
2. CONSIDERACIONES GENERALES
2.1 CONCEPTUALIZACION DE LOS PROTOCOLOS
Se consideran como protocolos de evaluación para la calidad del agua, la agrupación sistemática y lógica de metodologías, con el objeto de generar una línea de información estandarizada sobre las características fisicoquímicas, hidráulicas, biológicas, físicas y microbiológicas1 del sistema
dulceacuícola en estudio, para desarrollar un modelo de evaluación que determine el estado de conservación ó la presencia de tensores ambientales tanto en el cauce como en su entorno.
El desarrollo de este de este tipo de protocolos se ha intensificado a nivel mundial, debido al incremento de las alteraciones de los cursos de agua y la sensibilidad a este problema por parte de las entidades ambientales competentes, lo que ha hecho que la mayoría de los países desarrollados pongan en marcha programas de monitoreo ambiental para el control y la vigilancia de la calidad de las aguas, mediante el desarrollo de numeroso métodos e índices a manera de protocolos, que tratan de interpretar la situación real, o grado de alteración de los ecosistemas acuáticos (Alba 1993).
Este incremento ha sido especialmente sobre los protocolos de evaluación hidrobiológica, pues son estos los que articulados con los protocolos de evaluación fisicoquímica e hidráulica, brindan una información valida en un intervalo de tiempo amplio, es decir, mientras que los análisis fisicoquímicos e hidráulicos representan un suceso puntual en el tiempo, los estudios hidrobiológicos permiten tener una visión retrospectiva de las condiciones ambientales del sitio de estudio (Ibit).
1
15 Es por ello que la preferencia hacia este tipo de metodologías viene en auge en los países europeos y de América del norte, principalmente por la alta confiabilidad que ofrecen sus resultados.
Los monitoreos ambientales en sistemas dulceacuícolas son los instrumentos más eficientes para proporcionar la bases en la evaluación de las alteraciones inducidas y para probar la validez de los impactos previstos. (Shimizu, 1998). En términos prácticos esta actividad es utilizada en:
o Inspección; como los casos de evaluación antes y después de una acción antropogénica (construcciones civiles, derramamientos accidentales de sustancias tóxicas, tratamientos de agua, etc.)
o Vigilancia a largo plazo; para la evaluación de problemas emergentes como eutroficación, acidificación, etc. y
o Control; para el cumplimiento de las normas legales.
Con relación a lo anterior, la EPA (Enviromental Protection Agency) ha diseñado protocolos de evaluación rápida (Rapid Bioassessment Protocols, RBPs), respondiendo a las necesidades de los diferentes estados americanos para desarrollar valoraciones biológicas en el análisis de sus sistemas hídricos como una alternativas rentable y eficiente, y que articulada con los modelos de análisis ya establecidos se pudiera interpretar los diferentes factores que inciden en la calidad del agua.
Para ello esta entidad ha introducido tres alternativas de evaluación: Comunidades de Bentos, Perifiton y de Peces, como herramientas de indicación de los sistemas hídricos en estudio, organizados a manera de protocolos que en conjunto representan el modelo de evaluación de la calidad de agua propuesto. Además se describen aspectos de gran importancia como la selección de los sitios de muestreo y la necesidad de realizar análisis fisicoquímicos como respaldo a la información generada en los diferentes protocolos, incluyendo el tratamiento de los datos generados mediante la aplicación de índices biológicos.
Actualmente, la utilización de los RBPs, viene con gran auge, en Estados Unidos y varios países de Europa, sin embargo las modificaciones a las condiciones locales son inminentes, si se quieren obtener
resultados valederos y con una estandarización aproximada (Kathman and Brinkhurst, 1991), ya que las variables que involucran, corresponde a la problemática especifica de la zona para la cual se han desarrollado y por ello no brindan resultados confiables en condiciones diferentes.
La existencia de protocolos para análisis fisicoquímicos en Colombia, ha sido encabezada por el IDEAM (Instituto de Hidrologia, Meteorología y Estudios Ambientales), al realizar la adaptación de las metodologías descritas en el Standard Methods, para diferentes parámetros fisicoquímicos, validándolas a las condiciones especificas de Colombia, y de esta manera poder acreditar su resultados y por ende el laboratorio de análisis que practique efectivamente dichas metodologías, a nivel nacional.
2.2 EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
Cuando se realiza un estudio de calidad de agua en una determinada zona, siempre se tiende a comparar los resultados con cánones de calidad supuestamente óptimos, principalmente criterios ficoquímicos y sanitarios (microbiológicos), establecidos por las entidades competentes bajo conceptos dependientes de parámetros que encierran una evaluación estática en el tiempo y puntual en el espacio y que no siempre representa el estado real del sistema.
Este es el caso de Colombia, en donde los Decretos 475/98 y 1594/84 abarcan una serie de parámetros fisicoquímicos y sanitarios que aun no incluyen el concepto de la valoración biológica como herramienta en la evaluación de la calidad de las aguas tanto potable como residual. Mientras que en los últimos años, varios países europeos han desarrollado y aplicado sistemas hidrobiológicos para clasificar la calidad de las aguas, centrándose en la cantidad de contaminación presente y la presencia o abundancia de comunidades vivas de organismos macro y microscópicos (Behar, et al, 1997). Esta situación se debe a que el concepto de calidad de las aguas ha sido cambiado rápidamente de un enfoque puramente fisicoquímico a otro que integre todos los componentes del ecosistema. Recientemente, el Parlamento europeo, mediante la Directiva Marco COM-97, ha aceptado el término “Estado Ecológico” como una
17 acuerdo con unas condiciones de referencia que deberán compararse con los datos de los diferentes ecosistemas de características similares sobre una cuenca en particular (Roldan, 2000) .
La norma europea establece como factores especiales para la determinación del estado ecológico de las aguas, las comunidades de organismos como indicadores de estado, claro está, que esta variable deberá ir acompañada de las mediciones fisicoquímicas correspondientes, al igual que de una descripción del estado en el cual se encuentran las respectivas riveras (ib it ).
Para Colombia, es de resaltar el gran interés hacia el conocimiento de la flora y la fauna acuática del país y la creación de una organización a nivel nacional que impulse la presentación de proyectos que incluyan como herramienta de valoración de la condición acuática sus comunidades biológicas, Asociación que se formó a partir del encuentro sobre “Biodiversidad Acuática Continental” llevado a cabo en la universidad de Antioquia en Junio de 1996.
Es por ello que esta acción deberá ir más lejos de encasillarse en una norma establecida (por lo menos a nivel nacional), en donde el verdadero enfoque de la valoración de la calidad del agua este sujeto al uso que va a tener el sistema dulceacuícola que se quiere estudiar, pueda ser: de uso potable, irrigación, transporte ó simplemente de agua corriente donde se mantenga el ecosistema con todas sus características funcionales. (Prat,1998), características que implican diferentes rangos de evaluación para el diagnostico ambiental. Son entonces los análisis hidrobiológicos metodologías que se acoplan perfectamente a estas necesidades, garantizando criterios extrapolables a cualquier uso, según sea el caso.
De esta manera, se introduce el concepto de la valoración biológica como una variable con gran potencial en la evaluación de la calidad de las aguas, sin embargo en algunos estudios simples (calidad de agua potable) no es necesario incluir dicho objetivo. La valoración biológica es entonces una propuesta eficiente y rápida que genera criterios para el control y mitigación del deterioro de la aguas, ya que en presencia de tensores ambientales son las poblaciones de organismos acuáticos los mayores receptores de dicha alteración; es decir, la composición de una comunidad de organismos no refleja simplemente condiciones instantáneas, sino la integración de las características del ambiente sobre cierto tiempo y por
esto revela factores que operan de vez en cuando y escapan fácilmente a un análisis, y aún, a análisis repetidos. (Margalef, 1960)
Por lo tanto, la evaluación de la calidad de las aguas es un proceso relativamente complejo, en donde habría que distinguir el nivel de precisión que requiere el estudio. Cuando se evalúa un sistema de agua para consumo humano se considera de objetivo simple, mientras que en evaluaciones de sistemas hídricos con diferentes usos, el objetivo tiende a ser complejo. (Prat,1998), de esta forma es necesario realizar un marco descriptivo del estudio en donde se determinen claramente los objetivos y el entorno a evaluar.
Prat (1998) define la calidad del agua en tres aspectos:
1. Las concentraciones, especies y tipos de sustancias orgánicas e inorgánicas presentes en el agua. 2. La composición y estado de la biota acuática.
3. Los cambios temporales y espaciales que se producen debidos a los factores intrínsecos y externos al sistema acuático de estudio.
Sin embargo, hace énfasis en que solo tendría sentido cuando se quiere evaluar la calidad ecosistémica del medio, es decir, cuando el objetivo de la evaluación sea mantener todo el ecosistema de estudio con sus componentes y su funcionalidad; objetivo en el cual pretende basarse esta investigación.
Para la valoración de la calidad de las aguas es necesario entonces, diseñar un programa de evaluación que comprenda los análisis necesarios, pues dependen del objeto del estudio y los usos del agua.
Para esta evaluación se establecerán cuatro objetivos importantes
1. Seleccionar el medio apropiado para muestrear
2. Determinar la variabilidad de los parámetros a medir con un estudio preliminar 3. Integrar la evaluación hidrobiológica junto con la de calidad de las aguas
19 Ante estos criterios, Prat,(1998), a manera de diagrama de flujo (Diagrama No. 2), presenta los elementos esenciales en un programa de evaluación hídrica.
DIAGRAMA No. 2 Diagrama De Evaluación Hídrica
Factores naturales Fuentes de contaminación Usos del agua
Legislación Objetivo de la evaluación Diseño de la evaluación Recursos humanos y técnicos Muestreos previos Resultados Trabajos de Laboratorio Rediseño de la evaluación Uso en la gestión
Control de la polución Evaluación de la calidad Publicación de las datos
Control de calidad de los datos ESTUDIOS HIDROLOGICOS Estudios de campo Tratamiento de los datos Interpretación de los datos
De esta manera se consiguen integrar los análisis físicos, químicos, biológicos, microbiológicos e hidráulicos con índices de evaluación que permitan gráfica y matemáticamente ejemplarizar la situación real del cauce en estudio.
Este documento propone entonces, suministrar una herramienta ágil en la evaluación de las aguas corrientes del bajo Atrato, teniendo en cuenta el concepto de la valoración biológica de los cuerpos de agua. Y además pretende servir como base para la recopilación, aplicación metodológica y manejo de resultados para evaluaciones ambientales de sistemas acuáticos.
2.3 INDICADORES E INDICES BIOLÓGICOS DE CALIDAD DEL AGUA
Como primer plano, es importante tener en claro que un índice ambiental no es lo mismo que un indicador ambiental. Los indicadores se refieren a medidas simples de factores o especies biológicas, bajo la hipótesis de que estas medidas son indicativas del sistema biofísico. Y en su sentido más amplio un índice ambiental es un número o una clasificación descriptiva de una gran cantidad de datos o información ambiental cuyo propósito principal es simplificar la información para que pueda ser útil a las entidades evaluadoras (Canter,1998).
En general, todo organismo es indicador de las condiciones del medio en el cual se desarrolla, ya que de cualquier forma su existencia en un espacio y momento determinados responde a su capacidad de adaptarse a los distintos factores ambientales (Pinilla 1998).
Odum (1982) Señaló que debían tenerse en cuenta las siguientes consideraciones cuando se manejan indicadores ecológicos:
1. En general, las especies que viven en medios con caracteristicas ecológicas poco fluctuantes (estenoicas) son mejores indicadoras que las comunidades de organismos tolerantes (eurioicas), ya que las especies estenoicas no suelen ser abundantes en una comunidad y son el reflejo del estado
21 2. Las especies grandes son mejores indicadores que las especies pequeñas, porque una biomasa más estable puede sostenerse con un determinado flujo de energía. El ritmo de reproducción de los organismos pequeños puede ser tan grande que el volumen de población de esa especie en un momento determinado puede no ser muy ilustrativo como indicador ecológico.
3. Antes de confiar en una especie individualizada o en grupo de especies indicadoras, deberían obtenerse suficientes pruebas de campo y, si es posible, pruebas experimentales de que ese factor que se ha escogido es verdaderamente limitativo. También se deberían conocer la capacidad de las especies para obtener compensaciones y/o adaptarse.
4. Las relaciones numéricas entre especies, poblaciones y comunidades enteras sirven a menudo de indicadores más seguros que especies aisladas, pues el todo refleja mejor las condiciones integrales que las partes.
En relación a lo anterior, el uso de organismos indicadores puede no ser de gran eficiencia cuando la intensidad del factor o de los factores que se pretenden apreciar, se mide directamente con facilidad, sin embargo queda justificado cuando el factor o agente que interesa medir no es acsequible, como ocurre cuando pertenece al pasado ó cuando sus efectos son difusos o desordenados (Margalef, 1960). Se dice entonces que los organismos acuáticos de las corrientes presentan adaptaciones evolutivas a determinadas condiciones ambientales y unos límites de tolerancia a una determinada alteración (Roldan, 1992) generando un proceso de migración e inmigración de comunidades de organismos tolerantes (euriocos) y no tolerantes (estenoicos), reflejado en las alteraciones en la calidad del agua, pues como enunció Roldan (1992), los indicadores biológicos se han asociado directamente con este concepto.
La utilidad de los bioindicadores en calidad de agua, es muy amplia a nivel mundial, y se ha propagado con gran rapidez a raíz de las eficiencias en la toma y análisis de resultados, que de una u otra manera reducen el tiempo y los costos de operación en el momento de los muestreos. El principal uso que se le ha dado, ha sido la detección de sustancias contaminantes, ya sean estos metales pesados, materia orgánica, nutrientes o elementos tóxicos. Además de otras serie de fenómenos que no son de origen antrópico y que se pueden determinar mediante este método, son: (Pinilla 1998).
- Saturación de oxígeno - Condiciones de anoxia
- Condiciones de pH
- Estratificación térmica y de oxigeno en la columna de agua - Turbulencia de agua
- Eutroficación natural
- Grado de mineralización del agua - Fenómenos de sedimentación - Transparencia del agua
- Cambios climáticos estacionales
Prat, 1998 considera entonces como indicador biológico ideal el que reúne el siguiente perfil:
• Facilidad de identificación taxonómica
• Facilidad de muestreo
• Distribución amplia
• Que exista una buena información ecológica
• Que sea sedentario
• Abundante
• De periodos de vida largos
• De tamaño grande
• Que se pueda cultivar en laboratorio
• Que sea poco variable genéticamente
• Que ocupe siempre el mismo nivel trófico
Además realiza una evaluación entre los muchos organismos considerados como indicadores, con el fin de identificar el grupo o grupos que reúnan la mayoría de las cualidades anteriores, dando como resultado, las comunidades de macroinvertebrados y algas como los organismos más propicios para ser indicadores de calidad del agua.
23 Las comunidades de macroinvertebrados bénticos y de perifiton, son entonces organismos que se adaptan a las exigencias de un indicador ambiental de calidad de las aguas, ya que son testigos de las condiciones fisicoquímicas del ecosistema.
En sentido general, los macroinvertebrados son todos aquellos organismos acuáticos que se pueden ver a simple vista, normalmente poseen un tamaño mayor a 0.5 mm. Dentro de estos se encuentran los poríferos, hidrozoos, turbelarios, oligoquetos, hirudíneos, insectos, arácnidos, crustáceos, gastropodos, y bivalvos (Roldan, 1992). La mayoría de ellos pasan su ciclo de vida larval en el agua, sobre y enterrados en el fondo de los lagos y ríos, sobre rocas y troncos sumergidos, adheridos a vegetación flotante o enraizada, algunos nadan libremente dentro del agua o sobre la superficie. Sus nichos y hábitats son temporales o permanentes , por lo cual su presencia, abundancia y distribución está limitada por las variables físicas y químicas del agua.
Fuente, Roldan 1992
El perifiton, se refiere tanto a los animales como a los vegetales que viven adheridos a tallos y hojas de plantas acuáticas enraizadas o que se adhieren a otras superficies, definiéndolo como una comunidad compleja de microorganismos vivos y muertos (algas, bacterias, hongos, animales, detritus orgánicos e inorgánicos) fijados a un sustrato orgánico o inorgánico. Estas comunidades desempeñan un papel fundamental en la dinámica de los ecosistemas acuáticos, en el cual son responsables del 70 a 80 % de la productividad total, interviniendo también en el reciclaje de nutrientes, dado que en él muchos organismos encuentran abrigo y otros alimentos. (Roldan, 1992)
Como se mencionó, los índices ambientales de calidad del agua, son deducciones numéricas a partir de rangos, gráficas y ecuaciones que establecen un número ó serie de números que enmarcan una descripción de calidad hídrica, generando criterios de evaluación reales y de fácil obtención.
La esencia de los índices de evaluación hidrobiológica, es agrupar las especies con caracteristicas similares de tolerancia y asociarlas a los diferentes estados de calidad de agua, para lo cual es necesario realizar un estudio detallado de las características biológicas de cada especie y determinar que realmente sí están actuando en respuesta a las modificaciones introducidas en su medio, y no a cambios naturales de cada especie, como cambios estacionales de vida. Un índice biológico muestra entonces, la sensibilidad o tolerancia de un grupo o grupos de especies a la contaminación o alteración de las condiciones del medio, y les asigna un valor tal que, sumando todos ellos se obtiene una indicación del grado de contaminación o perturbación de un cuerpo de agua (Manson 1984).
Existen numerosos índices de calidad del agua que se han desarrollado en los últimos años, por lo que es muy difícil abordar una descripción detallada de cada uno; tan solo se mencionarán los índices que se desarrollarán en este documento; una recopilación más amplia de los índices biológicos más utilizados se describe en al Anexo No 1
25 ü Índice de Diversidad de Shannon – Weiner
El índice de diversidad de Shannon –Weiner se emplea en comunidades o taxocenosis a las cuales se les han determinado las especies presentes y sus respectivas abundancias. La proporción de cada taxa cobra gran importancia en la determinación del índice.
Su medida determina la heterogeneidad de la comunidad; el valor máximo será indicador de una situación en la cual todas las especies son igualmente abundantes. Para su determinación se aplica la siguiente expresión:
∑
=⋅
−
=
′
s iN
Ni
Log
N
Ni
H
1S = Número de taxones o especies
Ni = Número de individuos de cada especie o taxón N = Número total de individuos
Para su interpretación se utiliza la siguiente tabla de interpretación
Tabla No. 1 (Valores de Interpretación del Indice de Shannon – Wiener)
ESTACION (Diversidad alfa)
REGION
(Diversidad beta o gama) CARACTERISTICA
<1 <2.1 Muy baja diversidad
>1 – 1.8 >2.1 – 2.6 Baja diversidad >1.8 – 2.1 >2.6 – 3 Diversidad media >2.1 – 2.3 >3 – 3.3 Alta diversidad
>2.3 >3.3 Muy alta diversidad
ü Índice De Diversidad De Margalef
El índice de diversidad de Margalef usualmente llamado de riqueza, se emplea en comunidades o taxocenosis a las cuales se les han determinado el número de especies y la abundancia total. No tiene en cuenta la abundancia particular de cada una de las especies o taxones.
( )
N
Ln
S
d
=
−
1
S = Número de especies o taxones N = Número total de individuosPara su interpretación se utilizan los siguiente rangos.
Tabla No.2 (Valores de interpretación del Índice de Margalef)
ESTACION (Diversidad alfa)
REGION
(Diversidad beta o gama) CARACTERISTICA
<1 <2.7 Muy baja diversidad
>1 – 2 >2.7 – 3.2 Baja diversidad >2 – 2.7 >3.2 – 5.5 Diversidad media >2.7 – 3 >5.5 – 7 Alta diversidad
>3 >7 Muy alta diversidad
ü Índice De Simpson
El índice de Simpson se refiere a la probabilidad de que los individuos de una comunidad infinitamente grande, tomados al azar, pertenezcan a la misma especie. Es una medida de la dominancia que se enfatiza en las especies más comunes y refleja la riqueza de las especies.
Se calcula de la siguiente manera:
∑
=
2Pi
D
óD
=
∑
(
ni
(
ni
−
1
) (
/
N
N
−
1
)
)
Pi =Abundancia proporcional (Pi=ni/N) Ni = Número de individuos de i-ésima especie
27 En otro contexto, actualmente se han adelantado programas de evaluación de calidad de las aguas utilizando como herramientas de indicación los coliformes totales y fecales en función de la longitud de los ríos y los habitantes aledaños al cauce en estudio. En Norte América, por ejemplo, los indicadores bacteriológicos se emplean para determinar si el agua potable está libre de microorganismos infecciosos. Las guías para la Calidad del Agua Potable de la Organización Mundial de la Salud indican que no es nada practico monitorear el agua para cada agente patógeno microbiano y que un enfoque más lógico sería detectar los microorganismos que por lo general se encuentren en las heces de los seres humanos y otros animales de sangre caliente, considerándolos como indicadores (Allen, 1998)
2.4 EVALUACIÓN AMBIENTAL COMO ESTRATEGIA DE GESTIÓN
La dificultad para valorar los daños generados en un ecosistema natural, se centra en que se debe encontrar una relación entre el estado de desarrollo de una comunidad ecológica, con sus factores influyentes.
Algunos autores consideran que los impactos ambientales negativos pueden ser vistos como tensores ambientales. Seyle (1956), define un tensor como cualquier factor o situación que fuerza a un sistema a movilizar sus recursos y a gastar mas energía para mantener su homeostasis, es decir, una tensión es considerada como respuesta del sistema al tensor (ib it).
Este tipo de apreciaciones han permitido la integración de estos procesos degradativos en el análisis sistémico, facilitando el camino para el desarrollo de metodologías que permitan su justa valoración.
Una evaluación ambiental, se refiere entonces, a la identificación y valoración de los efectos potenciales de proyectos, planes, programas o acciones relativas a los componentes físico-químicos, bióticos, culturales y socioeconómicos de un sistema (Canter, 1998). Este concepto incluye tanto los componentes o variables del medio como las relaciones y los flujos de energía entre ellos.
Teniendo en cuenta la particularidad de la valoración ambiental que se propone, donde no se formulará una evaluación de impacto generado por una actividad especifica en desarrollo (ya que el aprovechamiento se presentó aproximadamente 5 años atrás), sino mas bien se identificarán y presentarán las condiciones del ambiente biogeofisico después de la implementación de actividades de aprovechamiento pasadas, sobre una cualidad ambiental en particular como lo es el componente acuático, de esta manera, se podrán plantear alternativas de manejo para los recursos naturales basándose en conocimientos científicamente comprobables, elevando al máximo las posibilidades de supervivencia de todas las formas de vida(Edmunds y Letey, 1975) y así contribuir posteriormente con la formulación de políticas forestales adecuadas para ejercer esta actividad de manera sostenible, objetivo fundamental del proyecto general Balsa II.
29
SECCION I
PROTOCOLO HIDROBIOLOGICO DE EVALUACIÓN AMBIENTAL
(PH-EA)
Los estudios de monitoreos hidrobiológicos, permiten definir si la capacidad ambiental de un ecosistema dulceacuícola se está superando, o contrariamente, los tensores están siendo asimilados adecuadamente por éste (disolución, dispersión, mezcla, descomposición, biodegradación, oxidación u otros) (Ramírez y Viña, 1998), además suministra un sistema estandarizado de evaluación ambiental que determina las tendencias en la evolución de los diferentes parámetros ó variables (Prat, 1998). Es este planteamiento al cual, el proyecto Monitoreo Ambiental al Permiso de Aprovechamiento Forestal Balsa II, permite llegar y así determinar la verdadera incidencia de la explotación forestal de Bosque de Cativo (Prioria
copaifera), sobre los diferentes sistemas hídricos existentes en la zona de estudio.
Es así, como el desarrollo de estudios hidrobiológicos se consideran como procesos no aislados, contemplados dentro los lineamientos de un estudio ambiental macro, a partir del cual se especifica la profundidad requerida para dicha evaluación hidrobiológica.
Por lo tanto el soporte metodológico de este estudio, deberá estar sujeto a los lineamientos específicos de un monitoreo ambiental; es decir, permitir la eficiencia en el desarrollo de la evaluación a lo largo del tiempo con la fundamentación correspondiente para que en dado caso, cuando los procesos evolutivos impongan nuevas condiciones ambientales los resultados de la investigación no dejen de ser óptimos; y de esta manera poder observar periódicamente ecosistemas susceptibles de cambios (positivos o negativos), por las alteraciones inducidas en procesos de explotación forestal o demás actividades antrópicas y/o naturales.
La implementación de protocolos hidrobiológicos para muestreos de calidad del agua, es una de las tendencias más eficientes en el diagnostico y control de sistemas dulceacuícolas, que se ha venido comprobando mediante la validez científica que se le da, por parte de agencias ambientales para la
31 valoración biológica en la detección de alteraciones antropogénicas en ecosistemas acuáticos (Barbour et al, 1997).
A partir de ello, el Proyecto General Balsa II, contempla la elaboración y aplicación de un Protocolo Hidrobiológico de Evaluación Ambiental (PH-EA) adaptado a las condiciones de la zona, que brinde una línea de información complementaria a los componentes de fauna y vegetación, elementos del monitoreo. Mediante el diseño de métodos específicos como lo son: El Tratamiento de la Información Preliminar,
Los Procedimientos de Campo, y las Técnicas de Laboratorio, que tienen como objetivo principal sistematizar cada una de la labores correspondientes a la toma y análisis de la información primaria y secundaria.
Dichos métodos específicos se establecen a partir de procedimientos básicos a manera de Protocolo, como herramienta guía, útil y eficiente en la planeación y ejecución de los muestreos, permitiendo la obtención rápida de resultados, equiparables en todas las periodicidades de recolección de muestras, con resultados estandarizados y representativos de los sistemas acuáticos a monitorear. Contempla tres (3) Fases:
Fase 1: Planeación
Fase 2: Recolección de Muestras y Toma de Datos Primarios Fase 3: Manejo y Control de las Muestras
Diagrama No. 3 (Estructura Metodológica del Protocolo Hidrobiológico de Evaluación Ambiental PHEA) Tratamiento de Datos Interpretación de los Datos Alimentación al Monitoreo Evaluación Eficiencia de Muestreo Análisis de Laboratorio Resultados Fisicoquímicos Primarios Resultados de laboratorio Tratamiento de la Información Preliminar
Preparación de las Muestras Planeación del Muestreo Estudio Preliminar Variables de Muestreo
Ambientes a Muestrear (estaciones) Frecuencia de los Muestreos Recursos Humanos y Técnicos
Biológicos Hidráulicos Descripción Física Recolección de Muestras y Toma de Datos Primarios Control de Calidad en Campo Replaneación Evaluación Hidrobiológica Fisicoquímicos MONITOREO AMBIENTAL (Proyecto Balsa II)
Tendencias de Evolución de las variables ambientales de los ecosistemas
33
3. PLANEACION DEL MUESTREO
Planear un estudio de evaluación hidrobiológica, implica necesariamente un manejo óptimo de variables tanto fisicoquímicas como biológicas muy ligadas a los fenómenos naturales existentes en los ecosistemas dulceacuícolas. Por ello, es sin duda un tarea de gran cuidado, pues como muchos autores han citado, la naturaleza nunca es tan simple como nos gustaría que fuese, los mismos
Macroinvertebrados Bentónicos, son tradicionalmente conocidos como material de difícil trato (Shimizu, 1997); por esto, es necesario conocer claramente los objetivos de la evaluación, y así depurar la gran diversidad de variables ambientales que se podrían evaluar, permitiendo un desarrollo eficiente con resultados más claros.
De dicho objetivo depende la formulación de las actividades o etapas componentes de la planeación descritas brevemente en el siguiente cuadro.
Cuadro No. 1 (Etapas de la Planeación) 1 Estudio Preliminar:
Verificación de la información concerniente a la zona de estudio
2
Sistema Muestral: Esta compuesto por
ü Selección de las Variables de Evaluación: Son testigos de las modificaciones inducidas natural o antrópicamente.
ü Ubicación de las Estaciones de Muestreo Puntos geográficos predeterminados a partir de su representatividad en el mosaico de hábitats presentes en la zona de estudio ü Selección de Habitat de Muestreo. Son las unidades formadoras de hábitats Fluviales
que representan los puntos por estación para el muestreo.
ü Determinación de la Periodicidad de los Muestreos: La distribución temporal de los muestreos esta ligada en la mayoría de los casos al régimen anual de lluvias, sin embargo dependen también de las limitación de recursos logísticos.
ETAPAS DE LA PLANEACIÓN
3
Recursos humanos y Técnicos
ü Contar con el equipo y materiales apropiados para la zona a muestrar ü Mantener los equipos en buenas condiciones antes y después del muestreo ü Disponer del personal previamente capacitado para tomar las muestras
ü Evitar que el grupo de toma de muestras en campo sea numeroso para facilitar el procedimiento del muestreo .
En sí, la planeación de un protocolo de muestreo se resume en determinar cada uno de los elementos que compone un programa de muestreo, y organizarlos de una forma lógica, que al ejecutarse garanticen un desarrollo eficiente repetible y verificable. A manera de diagrama, se explicará a continuación la estructura de la planificación de los procedimientos en campo.
35 Diagrama No. 4 (Estructura Metodológica en la Planeación de los Muestreos)
PLANEACIÓN
Objetivosde la Investigación
Diseño de los Formatos de Captura
de Información en campo Selección Variables de Muestreo Selección Estaciones de Muestreo Frecuencia de los Muestreos SISTEMA MUESTRAL Hábitat de
Muestreo RECURSOS HUMANOS
Y TÉCNICOS Personal de Trabajo Equipos y Materiales
ESTUDIO PRELIMINAR Información
Secundaria Definición
del Área del Estudio
CONTROL DE PLANEACIÓN
De esta manera, se dejan implícitos en el anterior diagrama, los interrogantes que muchos científicos se preguntan al iniciar un estudio de evaluación hidrobilógica, y que son claves en la aplicación de métodos de muestreo, pues ninguna técnica de muestreo ni separación de organismos, produce automáticamente resultados útiles, sin tenerlos en cuenta, ellos son:
i. ¿qué muestrear? ii. ¿dónde muestrear? iii. ¿cuándo muestrear?
iv. ¿por qué muestrear? (Shimizu, 1997).
Iniciando con el objetivo o alcances de la investigación el cual responde al ¿por qué? muestrear, así mismo, la selección de la variables y de las estaciones, la frecuencia de los muestreos y los recursos humanos y técnicos, responden a ¿que?, ¿donde? y ¿cuando?, respectivamente
A continuación se explicarán cada uno de las etapas de la planeación.
3.1
ESTUDIO PRELIMINAR
La estabilidad y productividad de la vida en los ecosistemas acuáticos, está determinada por una red compleja de factores que van desde la penetración de la luz, el origen geológico, la morfología del cuerpo de agua y la posición latitudinal del mismo, hasta el efecto que el hombre ejerce sobre él a través de las prácticas culturales que realiza en su área de influencia (Roldan, 1992). Por tanto, es importante definir los elementos que obtenidos bajo información literaria contribuyan a formular un concepto claro y completo de la condición del sistema acuático, su dinámica y vulnerabilidad.
Es así, como se plantea la estructuración de un soporte de información que basado en estudios realizados describa la zona en estudio. Este análisis, presentado bajo un enfoque metodológico de línea
