PROYECTO SEMESTRAL ECOLOGIA GENERAL
COMPARAR LAS COMUNIDADES DE MACROINVERTEBRADOS ACUÁTICOS EN DOS TRAMOS DE MONITOREO EN EL RIO, QUEBRADA, LAGO…. Y SU RELACION BIOLOGICA CON LA CALIDAD
DEL AGUA OBJETIVOS
Valorar la calidad del agua de XXXX en dos tramos de monitoreo mediante la presencia de comunidad de macroinvertebrados acuáticos como bioindicadores de calidad hídrica.
Objetivos específicos. Elaborar las tablas de presencia de macroinvertebrados acuáticos de XXX a nivel de Ordenes, familias y Géneros/especies para los tramos de monitoreos estudiados.
Aplicar los índices de Diversidad de Shannon-Weaver y Sorensen, con el fin de establecer la calidad del agua en los tramos de monitoreo.
Evaluar la calidad del agua mediante la utilización de índices BMWP y ASTP que involucran la utilización de macroinvertebardos como bioindicadores de la calidad del agua.
Establecer recomendaciones para un uso y conservación de XXX, con el fin de tomar medidas para la protección ecológica y ambiental de este recurso natural.
2.1 MARCO HISTÓRICO
El uso de macroinvertebrados para valorar y determinar la calidad del agua, tiene cuando menos 100 años de antigüedad. De estas técnicas, los insectos acuáticos (entre un 70 -90% de la fauna de macroinvertebrados dulceacuícola) han sido el grupo más estudiado para evaluar la calidad del agua por muchos investigadores. Por ejemplo, los métodos biológicos para determinar la calidad de las aguas, han sido usados en Europa desde principios de siglo, sin embargo, sólo en la década de los 50 se tuvo mayor consideración en las respuestas que ofrecían plantas y animales como evidencia directa de la contaminación.
Los primeros intentos para usar los organismos vivos para medir el grado de deterioro de los cuerpos de agua corriente estuvieron dirigidos a detectar la contaminación orgánica de las aguas, que fue durante mucho tiempo el principal factor de perturbación. Así comenzaron a desarrollarse listas de especies presentes en sitios con diferente grado de alteración. Debido a lo engorroso y difícil que resultaba hacer comparaciones con estas listas generales de especies, las mismas se sustituyeron por listas de especies indicadoras, es decir por especies que pueden vivir bajo condiciones ambientales relativamente particulares. Con esta lista se construyeron diversos esquemas que agruparon las especies por categorías y estas se asociaron a condiciones con distintos grados de contaminación orgánica. El primero de estos esquemas fue el desarrollado por Kolwitz y Marson1 (1908), quienes introdujeron la idea de la saprobidad como una medida del grado de contaminación orgánica de un cuerpo de agua. Donde hay poca contaminación orgánica el nivel de saprobidad es bajo, y será alto donde existe una gran contaminación. La asociación del concepto de saprobidad y el de especies indicadoras permitió evaluar el grado de contaminación orgánica y la recuperación progresiva de diferentes sitios determinando la presencia de ciertos tipos de organismos.
1 KOLWITZ, R. Y M. MARSON. 1908. Okologie derpflanzlichen saprobien. Ver.Dtsch. Bot. Ges. 26a: 505-519. (Traducido al
inglés 1967. Ecology of plants saprobia. Pp. 47-52 in L.E. Kemp, W.M. Ingram y K.M. Mackenthum (eds.): Biology of Water Pollution. FEDERAL water Pollution Control Administration, Washington, D.C.
El esquema sapróbico divide el curso de un río en varias zonas: cataróbica de aguas muy limpias; oligosapróbica de aguas poco contaminadas; mesosapróbica de aguas medianamente contaminadas; mesosapróbica de aguas muy contaminadas y polisapróbica de aguas fuertemente contaminadas.2
Muchos de los métodos numéricos basados en la asignación de puntajes a la biota acuática, tienen su origen en los primeros trabajos desarrollados por Kolkwitz op cit (1908) quienes dieron a conocer el Sistema Saprobiótico Continental, que sentó las bases para el desarrollo de nuevos o esencialmente ajustes de éste3 (Beck 1955), como el Índice Biótico del río Trent (TBI) desarrollado por Woodiwis (1964) y modificado posteriormente por Ghetti (1986), denominado como Indice Biótico Extendido.
En 1995 Resh, V.H, desarrolló en Maryland USA métodos rápidos de evaluación de agua usando los macroinvertebrados acuáticos como bioindicadores para valorar las condiciones de hábitat y predecir la fauna esperada en un determinado sitio.
En 1996, Alba Tecedor4, adopta la utilización de los Macroinvertebrados acuáticos en los programas de evaluación de calidad de agua en España, utilizando para ello el índice de BMWP adaptado para la península Ibérica.
2.2 MARCO TEÓRICO
Macroinvertebrados acuáticos y calidad del agua. Dentro de los insectos, solamente el 3% de especies son acuáticas; sin embargo, cerca de la mitad de los órdenes poseen especies que cuentan con al menos una etapa que se desarrolla en ambientes dulceacuícolas5 (Merrit & Cummins 1996).
Los insectos acuáticos (entre un 70-90% de la fauna de los organismos dulceacuícolas) constituyen el grupo más estudiado para evaluar la calidad del agua por muchos investigadores (Hellawell6 1986, Rosenberg & Resh7 1993). La importancia de utilizar métodos de evaluación biológicos radica en que debido a que los métodos físico-químicos son puntuales en el tiempo, en la mayoría de los casos no reflejan el verdadero estado de salud de un río, aunque son metodologías complementarias.
Posteriormente con el avance de las técnicas ecológicas surgió el estudio de dos atributos de la comunidad biológica: la diversidad y la estabilidad. Se inició el enfoque en los cambios de los patrones de riqueza y abundancia de especies como una manera de evaluar el impacto de los tipos de perturbaciones ambientales, partiendo de la premisa ecológica de que la estabilidad de una comunidad incrementa con su complejidad8 (Lampert & Sommer 1997). Así se inicia durante la década de los años 60 una nueva etapa en el uso de macroinvertebrados bentónicos como
2 SANCHEZ Herrera M, Avendaño Sánchez M. J. 2005. Macroinvertebrados del Norte de Santander. En: Respuesta de la UFPS
Cúcuta, volumen 10, p.23
3
JACOB BECK AND JAMES J. GIBSON. The relation of apparent shape to apparent slant in the perception of objects. Rev. Journal of experimental psychology. Vol. 50 No. 2: 125-133. 1955
4
ALBA, Tercedor, J. &. Jiménez – Millán, F Evaluación de las variaciones estaciónales de la calidad de las aguas del río guadal feo, basado en el estudio de las comunidades de Macroinvertebrados acuáticos. LUCDEME III. ICONA, Monogra. 1987.48:1-91
5
Merritt R. W, Cummins K.W. “An Introduction to the Aquatic Insects of North America” Cap. 15, Colorado E. Y Polhemus J. T. Kendall Hunt Publishing Company. USA. 3th Edition1996.
6
Hellawell, J.M. Biological Indicators of Freshwater Pollution and Environmental Management. Elsevier Applied Science Publishers, London. 1986. 546 p.
7
Rosenberg, D.M. and V.H. Resh ( eds.) Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates. Chapman and Hall, New York. 1993. 488 p.
8
bioindicadores9(Segnini 2003). El uso de índices de diversidad como método de bioindicación comenzó a perder importancia debido a que se debilitaron las hipótesis de causa - efecto entre diversidad y estabilidad de los ecosistemas, a que las medidas de diversidad empezaron a ser cuestionadas y en especial a que los índices de diversidad son incapaces de diferenciar interacciones ecológicas que existen entre las especies de la comunidad. Por otra parte, como consecuencia al relativo desuso de las medidas de diversidad en la bioindicación de ecosistemas acuáticos surgen los índices bióticos (Segnini op cit, 2003). Estos utilizan técnicas cualitativas, integrando conceptos de saprobidad y diversidad así como la composición y adaptabilidad de los taxa mediante la determinación de la tolerancia de los organismos a los factores de perturbación, ponderando tanto la abundancia como la presencia/ausencia de acuerdo con la sensibilidad que presenta al factor que se quiere valorar. Estos índices han tenido una gran acogida en Europa y los más populares son el BMWP y el BMWP` o ASPT (Alba-Tecedor10& Sánchez-Ortega 1988), en los cuales a cada taxón se le asigna un puntaje de 1 a 10 de acuerdo con su tolerancia a la contaminación orgánica, la suma de todos los puntajes de todos los taxa presentes produce el valor del índice que permite ubicar la calidad del agua en una escala de cinco categorías (Segnini op cit., 2003).
Según el reglamento para la evaluación y clasificación de cuerpos de aguas superficiales, el índice para la determinación de la calidad del agua es el BMWP (Biological Monitoring Working Party modificado para muchas regiones o paises), desarrollado inicialmente en Gran Bretaña (Hellawell 1978, 1986), posteriormente modificado para España (Alba-Tecedor & Sánchez-Ortega 1988) y recientemente adaptado para Colombia11 (Roldán 2003). La ventaja de este índice radica en que para su utilización sólo se necesita conocer el nivel de familia de cada uno de los grupos presentes en el sistema acuático, lo cual es posible para la mayoría de macroinvertebrados acuáticos de Colombia, evitando un detalle técnico especializado; el cual es de gran importancia para las entidades encargada para la toma de decisiones para la conservación de los recursos naturales.
Pese a la comodidad del método; este sistema es cualitativo (Hawkes, 1997; Walley & Hawkes 1996, 1997), basado únicamente en la presencia de familias, sin tomar en cuenta la diversidad genérica presente. Estos géneros pueden tener diferentes tolerancias en polos opuestos (Alba-Tecedor & Sánchez-Ortega 1988, Roldán, 1993) pueden responder de manera distinta a factores de alteración diversos. Por otro lado, dado que es un índice cualitativo se pierde la información ecológica básica (distribución y abundancia) en el cuerpo de agua por lo que se pierde el enfoque ecológico integral, limitando el análisis de la variabilidad del ecosistema en si. La tolerancia de las especies está determinada por la contaminación orgánica en su mayoría (en algunos casos demasiado específico), siendo poco informativo cuando se responde a eventos de afectación con características diferentes a la contaminación de ese tipo por ejemplo, valores bajos de calidad por exceso de erosión o intervención en el cauce de un río y no necesariamente por contaminación orgánica.
El valor del índice (BMWP y ASPT) se obtiene por la suma de la puntuación correspondiente a cada familia que habita en el tramo objeto de estudio. Tiene la ventaja de que solo requiere la identificación a nivel de familia. Una vez calculado el valor del índice se puede conocer la situación del tramo estudiado según los siguientes tramos de valores: - Clase I se corresponde con un rango de valores ≥101 que significa desde aguas muy limpias a aguas no alteradas de modo sensible y que tipifican aguas con una buena calidad del agua. Se representa en color azul.
9
SEGNINI, S. El uso de los macroinvertebrados bentónicos como indicadores de la condición ecológica de los cuerpos de agua corriente.Ecotrópicos, 2003. Vol. 16(2): 45-63.
10
ALBA-TERCEDOR, J. & A. SÁNCHEZ ORTEGA. Un método rápido y simple para evaluar lacalidad biológica de las aguas corrientes basado en el de Hellawell (1978). Limnetica, 1988. Vol.4: 51-56.
11
- Clase II con un rango de valores de 61 a 100 que significa aguas con signos descontaminación y una calidad del agua aceptable. Se representa en verde.
- Clase III con un rango de 36 a 60 que significa aguas contaminadas y una calidad del agua dudosa. Se representa en amarillo.
- Clase IV con un rango de 16 a 35 que significa aguas muy contaminadas y calidad del agua crítica. Se representa en naranja.
- Clase V con un valor ≤15 que significa aguas fuertemente contaminadas y calidad del agua muy crítica. Se representa en rojo.
El índice IASPT (Iberian Average Score Per Taxon) es una modificación del ASPT (también para el Reino Unido) elaborado por los mismos autores del BMWP. Se calcula dividiendo el valor del BMWP por el número de familias presentes en la muestra. Su valor indica el valor medio de las familias contenidas en la muestra. Tampoco precisa de datos cuantitativos.
Calidad del agua. A pesar de que este parámetro es ampliamente conocido y utilizado a nivel mundial, en Colombia apenas empieza a aplicarse, específicamente en los departamentos de Antioquia, Valle y Cauca.
2.3 MARCO CONCEPTUAL
Los macroinvertebrados. Los macroinvertebrados son organismos que no tienen espina dorsal y que son visibles sin usar un microscopio. En la mayoría de los riachuelos, la energía disponible para los organismos se almacena en las plantas y se pone a disposición de la vida animal en forma de hojas y algas que comen los macroinvertebrados. A su vez, estos son una fuente de energía (alimento) para los animales más grandes tales como los peces, que son una fuente de energía (alimento) para los pájaros, los mapaches y los humanos.
Los Macroinvertebrados se han convertido paulatinamente en una herramienta practica para la determinación de la calidad biológica, esto se ha podido lograr gracias a la capacidad que tienen estos organismos de mantener una estrecha relación con las condiciones del entorno, es decir son sensibles a pequeñas alteraciones de parámetros físico-químicos del agua, esto representado en la disminución o aumento de la biodiversidad en un punto de muestreo. Sistemas de bioindicación. Las ventajas de la mayoría de estos índices, es que para su utilización sólo se necesita conocer a nivel de familia cada uno de los grupos presentes en el sistema acuático, lo que soluciona el gran problema de nuestro país respecto a la falta de especialistas, taxónomos de los estados inmaduros de insectos acuáticos.
Índices Ecológicos12. Estos índices tienen su fundamento en el hecho indiscutible de que las modificaciones de las propiedades del agua, por causas naturales o antrópicas, provocan un cambio en las comunidades. Se trata, entonces, de estudiar los efectos de la contaminación sobre un conjunto de organismos que viven en el agua. Es decir, el tradicional concepto de “especie indicadora” se tiende a sustituir por “comunidad indicadora”, si bien es cierto que tenemos que elegir como representantes de estas comunidades a especies que tengan todo su ciclo biológico en el agua o, por lo menos, que su desarrollo juvenil transcurra siempre en el agua. Además, es necesario conocer su comportamiento frente a los contaminantes, es decir, los “límites de tolerancia” de cada especie respecto a cada
contaminante o frente al conjunto de condiciones ambientales deterioradas. Las mejores especies indicadoras son las menos tolerantes (estenoicas) y las de menor velocidad de desarrollo, es decir, las que más tiempo están en el agua y, por lo tanto, las que mejor nos pueden “contar su historia ambiental".
En general, la contaminación de un ecosistema acuático se manifiesta en su comunidad de organismos por el desarrollo simultáneo de dos fenómenos: por un lado, aparecen y proliferan determinadas especies, pocas, selectivas de un determinado tipo de contaminación y, por otro, desaparecen más o menos rápidamente, y en cierto orden, la totalidad o gran parte de las especies de la comunidad inicial. El resultado final es la alteración de la composición y de la estructura de la biocenosis original.
Índices de diversidad13. Tienen una larga historia en estudios de contaminación, aunque su utilidad ha sido con frecuencia cuestionada, una contaminación intermedia puede estar asociada con el incremento de la diversidad antes de que las características del agua declinen hasta llegar a una contaminación severa. Cuando se usan índices de diversidad o similitud se calculan normalmente para un grupo taxonómico dado o un grupo estructural de tamaño determinado, en el caso de un ambiente acuático, tales grupos pueden ser macroinvertebrados, peces, diatomeas, etc. Margalef14 (1980), establece que un índice de diversidad es una relación entre el número de especies e individuos y que debe incluir la distribución de la abundancia.
La confección de los índices bióticos conlleva a la realización de un inventario de las especies presentes en un determinado lugar, de la manera más especifica posible, esto actualiza los conocimientos taxonómicos y de composición sobre la fauna acuática, que en algunos grupos no se conocía (Burillo, 1997).
Para los ecosistemas acuáticos, los Índices de Diversidad son básicamente una aproximación a la calidad biológica a través de la estructura de la comunidad, en cambio los Índices Bióticos son una aproximación a la contaminación del agua haciendo uso del concepto organismo indicador, aunque estos no representen la estructura de la comunidad. Macroinvertebrados Bentónicos. Se refiere a todos aquellos organismos que viven en el fondo de ríos y lagos, adheridos a piedras, rocas. Troncos, restos de vegetación y sustratos similares. El conocimiento de las características y abundancia de estos organismos bentónicos en un sistema acuático es fundamental para relacionarlos con las condiciones del medio. Las comunidades de macroinvertebrados bentónicos en zonas tropicales son muy similares a las comunidades de zonas templadas. El grupo más grande de los macroinvertebrados acuáticos en aguas continentales son los insectos, los cuales son valiosos indicadores, considerados los más diversos en contraste con los peces e insectos terrestres.
3. DISEÑO METODOLÓGICO 3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
En cuanto al estudio a realizar se caracteriza por ser una investigación descriptiva cuantitativa, debido que se busca evaluar la calidad del agua en dos tramos de monitoreo.
3.2 POBLACIÓN
Para la población se tendrá en cuenta el número de macroinvertebrados acuáticos presentes en cada uno de los tramos de monitoreo de XXX. Para tal fin se escogerá dos tramos subjetivamente, reconsiderando una distancia entre 400,
13
RAMÍREZ GONZÁLEZ, Gerardo. Limnología colombiana. Bogotá: Gente Nueva. 1998; p.40.
14
500 a 1000 metros entre puntos o no mayor de 2000 metros, con el fin de evaluar la calidad de agua para cada sitio y ver cono se comparte en este trayecto.
Para la selección de los puntos de estudio, se hará un recorrido por el plano indudable con el fin de establecer los lugares adecuados en donde se hará el estudio de los microenvertebrados y desarrollar la fase de experimentación e igualmente se georeferenciara cada punto con el fin de tener localizaciones exactas de cada sitio.
3.3 MUESTRA
Dado que el estudio involucra una parte biológica, se tendrá en cuanta:
i. la muestra se compone de toda la comunidad de macroinvertebardos acuáticos presentes en cada uno de los tramos monitoreado, es decir se contara la presencia de las familias y número de individuos que en las trampas de muestreos caigan.
ii. Los monitoreos se realizaran en cada área de 7:00 am a 11: 00 am. En este caso, también se podrá evaluar, la calidad del agua mediante parámetros fisicoquímicos.
3.4 VARIABLES E INDICADORES
Variables Indicador
1. Muestreos de macroinvertebrados 1.1. No. de Ordenes y Familias colectadas
1.2. No. de Individuos por especies o colectados por familia.
1.3. No. de especies colectadas en cada sitio de muestreo.
Variables Indicador
1. Calidad del Agua 1.1. Número de familias Indicadoras de calidad
1.2. Valor del Índice de Diversidad Shannon – Clases de contaminación
1.3. Valor Índice de Sorensen.
1.4 Evaluación mediante el Índice BMWP y ASPT
Variables Indicadores
ANALISIS FISICO QUIMICOS
Oxígeno Disuelto mg/l
pH Alcalino – acido –neutro
Fosfatos mg/l
Nitratos mg/l NO2
Temperatura del agua °C
4. METODOLOGÍA
4.1 SELECCIÓN DE LOS SITIOS DE MUESTREO
Los sitios de muestreo en los cuerpos de agua serán seleccionados con base en las características ecológicas en un gradiente desde menor alteración, asumiendo el menor impacto antropogénico hasta las zonas de intervención de carácter subjetivo. Para cada sitio de muestreo se identificarán los impactos ambientales de origen antropogénico mediante observación directa de las actividades humanas e indirecta utilizando las variables físicas y químicas (opcional).
Se seleccionará un mínimo de dos sitios por cada categoría de intervención para el desarrollo de las muestras de macro invertebrados bentónicos. Por cada punto de muestreo se recolectarán cinco réplicas con la intención de determinar apropiadamente la variabilidad intrínseca de cada punto.
4.2 RECOLECCIÓN DE MUESTRAS
Variables físico-químicas. Se colectará agua de cada sitio en recipientes de un litro, haciendo alícuota durante un periodo de tres horas. Se medirá el pH utilizando un kit para medición del potencial de hidrógeno en ríos marca merck®, se medirá la temperatura, Concentración de Fostatos, Nitritos y Nitratos, Amonio, porcentaje de Oxígeno Disuelto (OD) y Dureza Totales. Cada medición será realizada utilizando el kit de laboratorio compacto Merck®.1 . 1 1 1 5 1 . 0 0 0 1 ( O p c i o n a l ) .
Variables biológicas. Las variables biológicas a utilizar corresponde a Índice de Shannon Wever y Indice de Sorensen, BMWP y ASPT. En este caso, no es necesario tener un acercamiento de nombres genéricos y epítetos específicos (nombre de las especies), ya que a la hora de la clasificación taxonómica se basa en reconocer los diferentes taxas dentro de cada grupo a partir de morfoespecies existentes en cada tramo.
Macroinvertebrados. En cada sitio de muestreo se recolectarán tres réplicas multihábitat de macroinvertebrados bentónicos utilizando una red circular (0.02 m2, 250 µm de poro), disturbando los microhábitats en una sección transversal del ecosistema de un lado al otro de la rivera durante cinco minutos netos. Los individuos encontrados serán extraídos in situ y fijados en alcohol 80% v/v para su posterior identificación en el laboratorio Cada individuo será identificado hasta la máxima categoría taxonómica posible, Jerarquía Orden, Familia, Genero, Especie.
MATERIALES Lápices
Libreta de apuntes Cinta métrica Cámara fotográfica
Red para bentos (Macroinvertebrados) Pinza de punta fina
Alcohol al 70% Estéreomicroscopio o lupa Claves taxonómicas Agujas de disección Colorantes Bandejas Altímetro-GPS Otros…
4.3 ANÁLISIS DE DATOS
Identificación. Los macroinvertebrados colectados se vertiran en bandejas plásticas de 20x30x10cm, en esta se separan los organismos a simple vista en un grupo de cuerdo a su similitud morfológica. Posteriormente se agruparan cada uno de los grupos en recipientes plásticos para luego mediante la utilización de claves taxonómicas se inicia la identificación observando los organismos con lupa de 10x, 20x o mediante la utilización de Estereoscopios. En este sentido se determinara en los grupos mencionados.
Índice de Diversidad de Shannon-Weaver (H`). Está basado en los tres componentes de la estructura de la comunidad, a saber: riqueza, uniformidad y abundancia, y describe la respuesta de la comunidad a la calidad ambiental. La diversidad se toma como una medida de la calidad biológica del sistema acuático. El índice más conocido y usado universalmente es el de Shannon - Weaver que refleja igualdad.
Indice de diversidad de Shannon & Weaver (Η`) H = -∑ (ni/n) x ln (ni/n)
Donde: ni = número de individuos de la especie i n = número total de individuos de la muestra ln = logaritmo natural
Cuadro 1. Calidad de Agua basado en Índice de Diversidad de Shannon-Weaver según Wihm & Doris, 1968 y Staub et al, 1970.
Wilhm & Dorris, 1968 Staub et al , 1970
H´ Condición H´ Condición
> 3 Agua limpia 3.0 – 4.5 Contaminación débil
1 – 3 Contaminación moderada 2.0 – 3.0 Contaminación ligera < 1 Contaminación severa 1.0 – 2.0 Contaminación moderada
0.0 – 1.0 Contaminación severa Fuente: Wihm & Doris, 1968 y Staub et al, 1970 En: Segnini S., 2003.
Indice de Sorenson. Este índice esta baso en determinar la similitud de los sitios de monitoreo para localidades similares, arrojando resultados muy similes o desimiles, teniendo en cuenta la siguiente formula.
Iss = 2C / A + B * 100
C: especies compartidas ; A y B: especies de los sitios monitoreados
Bioindicación: Evaluación biológica de la calidad de las aguas con el índice B.M.W P. El tercer aspecto de análisis sobre las muestras recolectadas, que permite determinar el estado de equilibrio o de contaminación del ecosistema; es la utilización de Macroinvertebrados como indicadores ecológicos.
El uso del índice requiere identificar los Macroinvertebrados a nivel de familia. Tras la identificación de los ejemplares capturados se elabora una lista de inventario con las familias presentes, se busca la puntuación de cada familia en la tabla “BMWP” y se obtiene el valor del índice por la suma total de la puntuación correspondiente a cada una de ellas. El valor obtenido se hace corresponder con una determinada clase de calidad de agua según la siguiente tabla.
Tabla 4. Clasificación de las aguas y su significado ecológico de acuerdo con el índice BMWP Col y ASPT (modificado de Roldán 2003, en Álvarez 2006).
Clase Calidad Valor del BMWP
Valor del ASPT
Significado Color
I Buena > 150 >9-10 Aguas muy limpias Azul
101-120 > 8-9 Aguas no contaminadas
II Aceptable 61-100 > 6,5-8 Ligeramente contaminadas: se evidencian efectos de contaminación
Verde
III Dudosa 36-60 > 4,5-6,5 Aguas moderadamente contaminadas Amarillo
IV Critica 16-35 > 3-4,5 Aguas muy contaminadas Naranja
V Muy Critica < 15 1 - 3 Aguas fuertemente contaminadas,
situación critica
Rojo
Fuente: (modificado de Roldán 2003, en Álvarez 2006)
Los Índices bióticos y de calidad del agua. Se comparan gráficamente la variación de los diferentes índices calculados a lo largo del ecosistema para ver los efectos de las diferentes actividades antropicas que transcurren en su trayecto. Los Parámetros fisicoquímicos, las variables fisicoquímicas se les aplicara un análisis descriptivo a través de la estimación del promedio por sitios a lo largo de cada muestreo, el rango según el decreto 1594 de 1984.
Elaboración del mapa de calidad biológica. Teniendo en cuenta los resultados de la fase anterior se elabora el mapa de calidad biofísica, que l es el resultado de la sumatoria de todos los componentes e índices ecológicos. Clasificación de las aguas y su significado ecológico de acuerdo con el índice BMWP Col y ASPT (modificado de Roldán 2003, en Álvarez 2006):
A cada clase le corresponde un color, el cual determina el mapa de calidad biológica, así:
Valores entre 101 y 120 o mayor de 150, color azul; valores entre 61 y 100, color verde; entre 36 y 60, color amarillo, valores; entre 16 y 35, color naranja y valores menores de 15 de color rojo.
Tipo de bioindicadores. Desde el punto de vista de la contaminación, los macroinvertebrados se agrupan en tres categorías generales:
Clase I: son organismos indicadores de aguas claras, en su mayoría muy sensibles a los cambios. Entre ellos están en términos generales los grupos taxonómicos de los Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera, algunos Diptera, Odonata, Neuroptera. Como ejemplos tenemos los géneros, Helicopsyche, Anacroneuria, Laclania, Nectopsyche, Baetodes, Tetraglossa, Macrelmis, Atopsyche, y Moribaetis, entre otros
Clase II: son indicadores de aguas medianamente contaminadas. En general son tolerantes a la contaminación de tipo orgánico. Se encuentran en hábitat de poca contaminación. Dentro de éste grupo tenemos algunos Odonata, Trichoptera, Ephemeroptera, algunos dípteros, y coleópteros como, los géneros Hetaerina (Odonata), Gerris (Hemiptera, y Smicridea (Trichoptera), Tropistermus (Coleoptera), Dixella, Probezzia, Limnophora, Limnicola (Diptera), Helisoma y Succinea (Gastropoda).
Clase III: son organismos tanto estenoicos como eurioicos. Se encuentran en medios contaminados por materia orgánica. Se destacan la familia Chironomidae (Diptera), el Philum Mollusca y la clase Hirudinea como algunos caracoles ( Physa, Limnaea) y sanguijuelas respectivamente.
Clase IV: son Indicadores de aguas muy contaminadas por materia orgánica. Por ejemplo los grupos taxonómicos de la clase Annelida, con los géneros, Limnodrilus y Tubifex.
Características Ecológicas de Grupos de Macroinvertebrados
Orden Ephemeroptera. Son insectos acuáticos de vida corta en su estado adulto, que viven regularmente en aguas corrientes, limpias y bien oxigenadas (Roldán, 1988). En general se consideran indicadores de aguas limpias o de buena calidad biológica (Clase I). Se encuentran adheridos a rocas, troncos, material vegetal en descomposición, en la arena o en la vegetación de orilla. Su alimento consiste en algas y tejido vegetal y son la base de alimentación de otros insectos y peces.
Son muy sensibles a los cambios físicos y químicos del agua. En aguas limpias se pueden encontrar más de 14 géneros.
Orden Odonata. Llamados también libélulas. Su periodo de larva pude durar hasta tres años. Viven en pozos, charcas, márgenes de los ríos y lagos, en aguas limpias o en aguas mesotróficas. Sus larvas son generalmente depredadoras y cumplen un papel importante como control biológico. Algunos son buenos indicadores de aguas limpias y otros de aguas medianamente contaminadas (Clase II). En los ecosistemas acuáticos tropicales su número puede ser mayor de 50 géneros. Viven sobre la vegetación, material en descomposición, rocas, arena y grava, entre otros.
Viven en aguas rápidas, bien oxigenadas, debajo de las piedras, troncos, ramás, y hojas (Roldán, 1988). Son buenos indicadores de aguas limpias (Clase I). Son muy sensibles a los cambios físicoquímicos, principalmente de oxígeno, temperatura y conductividad. Sólo un género (Anacroneuria) es el más representativo en los ecosistemas tropicales. Orden Hemiptera. Denominados también “chinches de agua” viven en zonas de remanso en los ríos, embalses, lagos, charcos y ciénagas. Son depredadores. Se encuentran en la vegetación de orilla y sumergente, sobre la superficie del agua (patinadores) y en grava. La mayoría son indicadores de aguas limpias. Sobrepasan los 40 géneros.
Orden Trichoptera. Algunos géneros se caracterizan por la construcción de casas o refugios durante su etapa larval. Sus larvas viven en los sistemas acuáticos en aguas limpias y oxigenadas, en sustratos de grava, donde adhieren sus casas, material vegetal y algas. Algunas larvas son depredadoras. Son buenos indicadores de aguas limpias y medianamente contaminadas.
Orden Coleóptera. La mayoría se encuentran en el agua en forma de larvas y adultos y son comunes en aguas lóticas y lénticas. El hábitat más común son troncos, hojas en descomposición, vegetación sumergente, grava, piedras, arena, vegetación acuática. Pueden ser herbívoros, carnívoros o detritívoros. Su distribución altitudinal es muy amplia y son indicadores de aguas limpias. Constituyen la mayor diversidad en los ecosistemas acuáticos. Orden Diptera. Son los más complejos en su determinación taxonómica. Sus larvas carecen de patas toráxicas. Se encuentran en ríos, arroyos y lagos. Son herbívoros y carnívoros. La mayoría de sus géneros se encuentran en forma de larva. Viven en zonas de arena, materia orgánica en descomposición, sobre piedras, vegetación y grava. Algunos son indicadores de aguas limpias (Clase I), aguas medianamente contaminadas (Clase II) y contaminadas (Clase III). Orden Neuroptera o Megaloptera. Viven en aguas corrientes limpias debajo de piedras, troncos y vegetación sumergida; son grandes depredadores. En general se pueden considerar indicadores de aguas oligotróficas o levemente mesotróficas.
Orden Lepidóptera. Los lepidópteros acuáticos son quizás el grupo más desconocido en el trópico. Se conocen como habitantes de las rocas y se alimentan de algas y particularmente de diatomeas. Viven en aguas muy oxigenadas de curso rápido, bajo telas sedosa tejidas sobre las superficies de rocas sumergidas. Se pueden considerar indicadores de aguas limpias.
Ordenes Mesogastropoda, Basommatoptora y Stylommatoptora. Pertenecen a la clase Gastropóda. Cerca de las tres cuartas partes de moluscos son gastrópodos. El conocimiento de los moluscos acuáticos en Sudamérica aún es
escaso. La mayoría de los gastropódos son herbívoros, que se alimentan de algas y residuos vegetales. Viven por lo general en ambientes con muchas sales, especialmente de carbonato de calcio. En general se les pude considerar como indicadores de aguas duras y alcalinas. La mayor parte de los taxones requieren altas concentraciones de oxígeno pero algunas pueden sobrevivir en grandes números en lugares con vegetación acuática y restos orgánicos. Orden Gordioidea. Los gordiáceos (gusanos) viven en aguas limpias, adheridos a la vegetación y debajo de piedras en las orillas de los ríos y arroyos. Se encuentran tanto en los trópicos como en las zonas templadas.
Se conocen más de 100 taxones de gordiáceos de agua dulce, todos pertenecientes al orden Gordioidea. Debido a la falta de estudio para Suramérica, aún no existen claves adecuadas para su clasificación. Se ha determinado un género (Neochordodes) en la parte alta del río Medellín (Instituto Mi Río, 1997).
Orden Glossiphoniiformes. Las sanguijuelas tienen tamaños que varían desde 5 mm hasta 45 cm de longitud. Su cuerpo es aplanado y se caracterizan por poseer una ventosa anterior que rodea la boca y otra posterior o caudal, las cuales utilizan para fijarse fuertemente al sustrato. Algunas se alimentan de residuos orgánicos, pero la mayoría son carnívoras y se alimentan de caracoles, insectos, lombrices de agua y otros pequeños invertebrados. Viven por lo general en aguas quietas o de poco movimiento, sobre troncos, plantas, rocas o residuos vegetales. Toleran bajas concentraciones de oxígeno y altas concentraciones de materia orgánica, por lo que se consideran indicadores de aguas contaminadas por efecto de la contaminación orgánica (Clases II y III).
Orden Haplotaxida. Los oligoquetos son un grupo complejo y poco conocido en nuestro medio. Los oligoquetos acuáticos tienen la misma estructura que los terrestres. Su alimentación consiste principalmente en algas filamentosas, diatomeas y detritus de plantas y animales. La mayoría de los oligoquetos viven en aguas contaminadas, sobre el fondo fangoso y con abundante cantidad de detritus. Pueden vivir en condiciones extremas como a varios metros de profundidad donde el oxígeno escasea y en ríos contaminados con materia orgánica y aguas negras, constituyéndose por esto en indicadores de contaminación acuática (Clase III). La familia más representativa de este orden es Tubificidae, con los géneros Tubifex y Limmnodrilus. Viven en hábitat con mucha materia orgánica en descomposición. Son detritívoros y juegan unos papeles importantes como mineralizados de la materia orgánica. Son indicadores de aguas contaminadas.
Tabla 3. Puntos asignados a las diferentes familias de macroinvertebrados acuáticos para la obtención del BMWP/Col1 (modificado de Roldán, 2003 por Álvarez, 2006).
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