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Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
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Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío p p 57- 80 Armenia, Año 2007 ISSN 1794-631 X
Análisis Fisicoquímico y Biológico
Comparado en Dos Quebradas
de Alta Montaña NeotropicalCarlos A. García-Alzate1, César Román-Valencia2, James A. Vanegas-Ríos2 y Dahiana K. Arcila-Mesa2.
Universidad del Quindío, Programa Académico de Biología, Laboratorio de Ictiología, A. A. 2639, Armenia, Quindío, Colombia.
RESUMEN
Se analizaron características físicas, químicas y biológicas (fitoplancton, zooplancton, macroinvertebrados y peces) de las quebradas Doña Juana y Villa Paola afluentes de tipo secundario del río Quindío, Alto Cauca. Se encontró que el oxígeno y el porcentaje de saturación fueron altos. La quebrada Doña Juana mostró un coeficiente de variación bajo en pH, conductividad, y durezas (cálcicas, magnésicas y totales); la acidez fue alta en lluvias, mientras los sólidos altos en sequía. La quebrada Villa Paola mostró valores altos de sólidos, durezas (cálcicas, magnésicas y totales) y Demanda Química de Oxigeno (DQO). El déficit de oxígeno cambió fuerte y negativamente en la quebrada Villa Paola (coeficiente de variación, C. V., dos veces más altos al comparar con la quebrada Doña Juana). Se registraron cuatro clases y 10 órdenes de macroinvertebrados, cinco divisiones, 14 familias y 15 géneros de fitoplancton, y seis clases, 11 familias y 13 géneros de zooplancton, dos órdenes, tres familias y cinco especies de peces; los que difieren en presencia, frecuencia y abundancia entre quebradas. Estos drenajes se comportan como ecosistemas oligotróficos de alta montaña neotropical. Palabras Clave: Quebradas, limnología, Colombia, Quindío, Neotrópico.
ABSTRACT
A limnological analysis (phytoplankton, zooplankton, macroinvertebrates and fishes) from Doña Juana and Villa Paola creeks, secondary tributaries of Quindío river, Alto Cauca was studies. The results of the physic-chemical variables showed that the oxygen is high. The Doña Juana creek showed a low variation coefficient pH, conductivity, and hardness (calcium, magnesium and total); the acidity was high in rains and solids in dry season. The Villa Paola creek showed high values of solids, hardness (calcium, magnesium and total) and Chemical Demand of Oxygenate. The deficit of oxygen had a change negatively strong in the Villa Paola creek (variation coefficient C. V. twice higher than the Doña Juana creeks). Four classes and 10 macroinvertebrates orders, five divisions, 14 families and 15 phytoplankton genera and six classes, 11 families and 13 zooplankton genera, and two orders, three families and five species of fish were registered; with differences between creeks. These drainages are ecosystems oligotrophic of Neotropical high mountain Andean.
Key words: Creeks, limnology, Colombia, Quindío, Neotropical.Critical period hypothesis, mother tongue, second language, bilingualism
1 Correo electrónico: [email protected] Correo electrónico: [email protected]
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INTRODUCCIÓN
os análisis limnológicos se orientan
a determinar características
fisicoquímicas del agua y de las
comunidades asociadas. Se parte del
principio de que a cada tipo de ecosistema
acuático esta asociada una comunidad
particular de organismos (Roldán, 1992, 1996;
Lampert y Sommer, 1997; Wetzel y Likens,
2000). Los aspectos biológicos han adquirido
una creciente importancia en el estudio de los
ecosistemas acuáticos, porque las variables
fisicoquímicas dan una idea puntual sobre
la calidad del agua, pero no informan sobre
las variaciones en el tiempo (Alba-Tercedor,
1996; en Caicedo y Palacio, 1998), ya que las
características de las comunidades acuáticas
(por ejemplo macroinvertebrados, peces,
fitoplancton y zooplancton) actúan como
testigos del deterioro ambiental de las corrientes
superficiales (Caicedo y Palacio, 1998). En el
neotrópico existe una apreciable degradación
por procesos agropecuarios e industriales y
por el vertido de aguas negras domésticas
(provenientes de sistemas de tratamiento o en
su defecto de la intervención antrópica) sobre
los drenajes naturales, lo que causa variaciones
drásticas en sus condiciones fisicoquímicas y
biológicas (Roldán, 1992; Román-Valencia y
Muñoz, 2001; Román-Valencia et al., 2003;
Román-Valencia y Perdomo, 2004), Además,
otro factor que modifica los ambientes acuáticos
y terrestres es el turismo. El aumento de su
transformación posee consecuencias negativas
para los peces y la biodiversidad ribereña en
general (Palacio–Núñez, et al. 2007).
La mayoría de las investigaciones que señalan
aspectos físico-químicos y biológicos en la
cuenca media del Cauca (lagos, represas, ríos
y quebradas) se han desarrollado por: Machado
y Roldán (1981); Correa et al. (1981); Matthias
y Moreno (1983); Caicedo y Palacio (1998);
Sierra et al. (2004); Urrego y Ramírez (2000);
Arboleda y Ramírez (2002); Ramírez y
Alcaraz (2002); Gallo-Sánchez et al. (2004);
Hernández-Atilano et al. (2005). También
existen algunos trabajos sobre bioindicación
con macroinvertebrados (Rincón, 1996, 2002;
Medellín et al., 2004). Para la cuenca alta del
río Cauca se resaltan los trabajos hechos por
Cardona et al.(1998); Román-Valencia y Muñoz
(2001); Román-Valencia et al. (2003); Román-
Valencia y Perdomo (2004); Román-Valencia y
Ruiz (2005); Román-Valencia et al. (2005). En
ésta perspectiva, el objetivo de éste artículo es
analizar y comparar la estructura fisicoquímica
y biológica en dos drenajes del alto Cauca.
MATERIALES Y MÉTODOS
Zona de estudio. El trabajo se realizó en las
quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes
del río Quindío, cuenca del Río La Vieja, alto
Cauca (Colombia) entre los 1758 (4° 27’ 4”
N y 75° 44’ 12” O) y 1734 (4° 37’ 51” N y
los 75° 36’ 10” O) msnm respectivamente.
La quebrada Villa Paola se caracteriza por
presentar vegetación de Bromeliáceas,
Melastomatáceas, Aráceas, Musáceas, Pináceas
(Pinus), Mirtáceas (Eucalyptus) y Gramíneas
(en especial Guadua angustifolia). Sus aguas
presentan color cristalino y marrón, con
sustrato pedregoso-arenoso. La quebrada Doña
Juana se caracteriza por una vegetación de
Melastomatáceas, Aráceas, Musáceas, Pináceas
(Pinus), Mirtáceas (Eucalyptus), Cupresáceas y
Gramíneas (G. angustifolia). Además, presenta
sustrato abundante en arena y detrito, con piedras
de diferentes tamaños, dando lugar a zonas de
corrientes rápidas, lentas y remansos. Ambos
drenajes están rodeados de potreros y fincas
agrícolas, son una unidad litológica similar por
estar ubicados sobre la formación geológica del
abanico del Quindío, comparten sedimentos
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volcánicos con depósitos piroclasticos, lahares y
acumulaciones fluviales; además de fragmentos
de rocas angulares y subangulares (González y
Nuñez, 1991); caracterizados por sedimentitas,
es decir aluviones recientes de inicios del
cuaternario, influenciados por procesos de
origen endógeno, estos han dado lugar a
zonas de fuertes depresiones o inclinaciones
topográficas, producto del levantamiento de la
Cordillera Central y la actividad de los sistemas
de fallas que recubren la región. Tal es el caso
del sistema Silvia-Pijao, San Jerónimo, Navarco
y los volcanes presentes en el pie de monte de
la cordillera Central en Colombia (Botero et
al., 2005), los cuales han ejercido una gran
influencia sobre la dinámica hidrogeológica de
la zona de estudio.
Fase de campo y laboratorio. La toma de
datos se llevó a cabo entre el 31 de marzo y 1
de abril (época de sequía) y el 6-7 y 20-21 de
mayo de 2006 (época de lluvias). Se obtuvieron
los datos pluviométricos (suministrados por el
IDEAM) de la estación La Vieja (4° 38’ N y 75°
34’ O) ubicada a 1895 msnm, en el municipio de
Salento, departamento del Quindío, Colombia.
Las determinaciones de las variables
fisicoquímicas se hicieron in situ como sigue:
coloración y sustrato por observación directa;
oxígeno disuelto, porcentaje de saturación
de oxígeno y temperaturas con oxímetro
OXI196-Microprocesador; humedad relativa
con termohigrometro; pH con potenciómetro
PIN POINT-BNC (registradas cada hora);
ancho y profundidad con decámetro; velocidad
de corriente con cronómetro y una bola de
icopor, donde se registró el tiempo que tarda
en recorrer esta bola una distancia conocida.
La dureza (total, cálcica y magnésica),
alcalinidad, demanda química de oxígeno (D.
Q. O), demanda bioquímica de oxígeno (D. B.
O), cloruros, sólidos (totales, suspendidos y
disueltos), alcalinidad y acidez se determinaron
de acuerdo con la metodología recomendada
por la APHA (1998) y Wetzel y Likens (2000),
en el laboratorio de aguas de la Universidad
del Quindío. Además, se utilizaron dos botellas
DBO: una oscura y otra sin interferencia de luz
(botella clara) para registrar el oxígeno disuelto
y el porcentaje de saturación cada hora en el
ciclo nictemeral. Se colectaron muestras de
agua en botellas de un litro, para registrar el
fitoplancton y zooplancton presente. Estas se
fijaron in situ con formol al 4% y se preservaron
con lugol, luego se transportaron al laboratorio
de biología de la Universidad del Quindío,
donde se determinaron con descripciones y
claves de Lackey (1956), Kudo (1966), Bicudo
y Bicudo (1970), Uhlerkovich y Schmidt (1974)
y Needham y Needham (1978). Además, se
muestrearon macroinvertebrados acuáticos con
nasa acuática y captura directa. La muestra
se determinó in situ; aquellos organismos
que necesitaron ser verificados se fijaron
en alcohol al 70 % en frascos debidamente
rotulados. Posteriormente, con ayuda de claves
y descripciones (Needham y Needham, 1978;
Correa et al., 1981; Roldán, 1996; Wetzel y
Likens, 2000; Posada-García y Roldán-Pérez,
2003) se determinaron hasta género cuando fue
posible. La colecta de peces se realizó con redes
de arrastre como aparejo entre dos personas
haciendo arrastres a favor de la corriente, en
contra y de orilla a orilla tratando de abarcar todo
los biotopos de la quebrada: remanso, corriente,
o ambos. La determinación se realizó in-situ;
los ejemplares que no se pudieron determinar en
campo se fijaron en formol al 10% y trasladaron
al laboratorio de Ictiología de la Universidad del
Quindío (IUQ) para su posterior determinación
con base en claves, descripciones y registros
(Román-Valencia 1995, 2003, Román-Valencia
y Ruiz-C. 2007, Ruiz-C y Román-Valencia
2006 a, b).
Análisis de datos. Para los datos fisicoquímicos
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obtenidos cada hora, se utilizó una ANDEVA
de dos factores (factor uno igual a variación
nictemeral o temporal; y factor dos igual a
variación entre quebradas o épocas) cuando los
registros fueron representativos (mayores a 20).
La media aritmética se utilizó como medida
de tendencia central. Además, se calculó el
coeficiente de variación (C. V.) como medida de
dispersión relativa, acompañada de la amplitud
(valor máximo y mínimo). Con los datos
pluviométricos sé hizo un análisis multianual
mensual. En el caso del oxígeno disuelto de
las quebradas y de las botellas DBO se calculó
el déficit de oxígeno (D. O. = Oxígeno final-
Oxígeno inicial) tanto para la botella clara como
la oscura, para medir producción y consumo del
mismo.
Se hizo un conteo de macroinvertebrados,
fitoplancton y zooplancton. En el caso de los
dos últimos se utilizó la técnica de registro por
gotas observadas, lo que permitió organizar
los datos en individuos por ml (ind/ml). Los
datos biológicos (fitoplancton, zooplancton,
macroinvertebrados) se procesaron para
obtener los índices de diversidad alfa y beta.
Para macroinvertebrados se calculó el promedio
general de la diversidad alfa, al unificar la
información obtenida hasta familia. En cambio
para fitoplancton y zooplancton se calcularon la
diversidad por división y el promedio general
a partir de los datos de familias, mientras para
peces se calcularon índices de diversidad alfa.
Los índices calculados fueron los de Shannon-
Wiener (H’) en bits/ individuo, dominancia
de Simpson (D), equidad de Pielou (E) y
riqueza especifica de Margalef (M). En todos
los casos se utilizó el logaritmo en base dos.
Además, se calculó el índice de Cody (BC2)
para medir la diversidad beta (Humphries et
al., 1995) y la abundancia relativa (A. R.). Para
comparar los valores arrojados por los índices
de diversidad se utilizó una prueba t-student de
dos muestras, solo para los datos de diversidad
alfa de fitoplancton y zooplancton. El nivel de
significancia utilizado para las pruebas fue de 5
%. Por conveniencia se reportaron los valores
estadísticamente significativos. Todos los
análisis estadísticos se procesaron en el paquete
Statistix 7,0 bajo Windows.
RESULTADOS
Variables fisicoquímicas. La pluviosidad de la
estación La Vieja en el municipio de Salento en
2006 mostro precipitaciones promedio de 189,2
mm (Fig. 1). El análisis mensual multianual
de 2006 presentó una tendencia bimodal, con
incrementos fuertes a finales de abril y noviembre
(Fig. 1). Es decir, entre febrero y abril se registró
una tendencia a aumentar la precipitación (de
75 a 258 mm respectivamente), al igual que
entre septiembre y noviembre (de 68 a 354 mm
respectivamente). Así los datos de sequía y
lluvias del año de estudio se ajustaron al registro
multianual de la precipitación pluvial.
Quebrada Doña Juana. Las variables
fisicoquímicas, con excepción del déficit de
oxígeno, registraron un bajo coeficiente de
variación (tabla 1). El oxígeno disuelto y el
porcentaje de saturación de la botella DBO
clara registraron en promedio para sequía 7,6
mg/l y 93,2 % respectivamente, mientras en
lluvias se presentó una ligera disminución (7,0
mg/l y 87,6 %). Para la botella DBO oscura se
presentó el mismo fenómeno de disminución
entre épocas (tabla 1). En la curva de oxígeno
disuelto y porcentaje de saturación de las
botellas DBO no se observó marcada variación,
se obtuvieron resultados similares para los
periodos muestreados (Fig. 2a). La temperatura
máxima y mínima mostró en ambas épocas una
disminución hacia las horas de la noche (Fig.
2b). Según el ANDEVA no existen diferencias
significativas en la temperatura máxima
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entre épocas y entre horas (F= 0,727, p=
0,393; F= 8,449, p= 0,995, respectivamente).
Sin embargo, en la temperatura mínima se
registraron diferencias significativas en la
variación nictemeral (F= 8,894, p= 0,002),
aunque entre épocas se observó lo contrario (F=
30,541, p= 0,134). El pH presentó tendencia por
debajo de neutro (5,4-7,1) en época seca (Fig.
2c). La conductividad en lluvias (C. V. = 1,9 %)
registró poca variación en sequía (C. V.= 10,5)
(Fig. 2c), aunque en ambos casos, el promedio
bajó (Sequía 38,7 μS/cm; Lluvia 39,8 μS/cm).
La temperatura del agua tuvo en época seca
un promedio de 17,3 ºC (C. V.= 6,1 %) y en el
período de lluvia fue de 18,2 ºC (C. V.= 3,9 %)
(tabla 1). Sin embargo, en sequía se registró
una tendencia a disminuir con la llegada de la
noche (Fig. 2d). No se observaron diferencias
significativas entre los cambios de horas y
épocas (F= 2,130, p= 0,144; F=22,891, p=
0,407). La humedad relativa en ambas épocas
tuvo una tendencia a aumentar con la llegada
de la noche (Fig. 2e). El ANDEVA no mostró
influencia significativa de las épocas (F=
31,442, p=0,087) aunque sí señaló influencia de
las horas (F=12,565, p= 0,004). El porcentaje de
saturación (en la época seca) mostró tendencia
a aumentar durante la noche (18:00 hr. 104,0 %
- 2:00 hr.= 117,0 %) (Fig. 2f). Sin embargo, los
coeficientes de variación no son altos (C. V.=
16,4 %; C. V.= 17,3 %, respectivamente). En la
época lluviosa el oxígeno disuelto y porcentaje
de saturación estuvieron en promedio entre 7,5
mg/l y 91,3 %.
Las durezas (totales, suspendidas y disueltas),
los cloruros y la D. Q. O. presentaron leves
cambios entre épocas (tabla 1). Sin embargo,
fueron bajos. La alcalinidad fue más alta en
lluvias que en sequía (sequía 22,9 mg/l CaCO3;
lluvias 73,8 mg/l CaCO3). La acidez registró
igual tendencia (sequía 5,6 mg/l CaCO3;
lluvia 64,0 mg/l CaCO3). Los sólidos totales
y disueltos, fueron más altos en sequía que en
lluvias (sequía 43 mg/l, lluvia 17 mg/l y 41 en
sequía, lluvia 6 mg/l respectivamente) (tabla
1). En general, se observan registros bajos (a
excepción de la alcalinidad y la acidez).
Quebrada Villa Paola. A excepción del déficit
de oxígeno, se registraron coeficientes de
variación bajos (tabla 1). El oxígeno disuelto
y el porcentaje de saturación de oxígeno de las
botella DBO Winklers en sequía obtuvieron
poca variación (C. V. < 12 %) (Fig. 3a). Igual
ocurrió con las botellas DBO en lluvias (tabla
1) (Fig. 3b). El ANDEVA mostró influencia
significativa entre épocas para el porcentaje de
saturación y el oxígeno disuelto de las botellas
DBO (Botella oscura: F= 8,166, p= 0,004; F=
16,666, p= 0,000; Botella clara: F= 24,827, p=
0,359; F= 9,782, p= 0,001, respectivamente). El
oxígeno disuelto y el porcentaje de saturación en
sequía oscilaron entre 7,5-8,6 mg/l y 79,5-89,8
%, mientras en lluvias lo fue entre 5,6-7,6 mg/l
y 76,2-101,2 % (Fig. 3c) (tabla 1). Se encontró
influencia significativa de las épocas sobre el
oxígeno disuelto y la saturación de oxígeno (F=
23,000, p= 0,000; F=5,260, p= 0,021). El pH
en lluvias estuvo cercano a la neutralidad (6,3),
aunque disminuyó con la llegada de la noche
(5,8). La conductividad (en lluvias) registró
poca variación en el ciclo nictemeral (C. V.
= 1,3 %) (Fig. 3d). La temperatura máxima y
mínima registró en ambas épocas disminución
en la noche (Fig. 3e). Según el ANDEVA sólo
en la temperatura máxima se registró diferencia
significativa entre épocas (F= 12,565, p= 0,005).
La temperatura del aire (sequía: C. V.= 17,6 %;
lluvia: C. V.= 7,4 %) en ambos períodos fue un
poco más alta que la temperatura del agua (sequía
y lluvias: C. V.= 4,9 %) (Fig. 3f). El ANDEVA
mostró diferencias significativas para el factor
época (temperatura superficial: F= 37,964, p=
0,018; temperatura aire: F= 36,362, p= 0,027).
Los cloruros (sequía 20,0 mg/l; lluvia 21,1
mg/l) y la alcalinidad (sequía 25,2 mg/l CaCO3;
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lluvia 29,4 mg/l CaCO3) fueron bajos y no
presentaron altas diferencias entre épocas (tabla
1). La D. Q. O. fue baja, aunque en sequía (48,1
mg/l O2) fue mayor que en lluvias (28,9 mg/l).
La acidez, los sólidos y durezas totales, cálcicas
y magnésicas fueron mas altas en lluvias que en
sequia (tabla 1).
Comparación de las variables fisicoquímicas
entre las quebradas. El ANDEVA mostró
diferencias significativas entre quebradas
y durante el ciclo diurno-nocturno para la
temperatura del aire (F= 9,095, p= 0,028, F=
51,658, p= 0,000). El oxígeno disuelto de ambas
quebradas fue distinto, con tendencia a ser
mayor en la quebrada Doña Juana para ambas
épocas (tabla 1). Lo contrario ocurrió con la
conductividad, que fue más alta en la quebrada
Villa Paola con relación a la quebrada a Doña
Juana (53,0 y 46,8 μS/cm, respectivamente).
Las durezas de la quebrada Villa Paola fueron
más altas que las de la quebrada Doña Juana.
En general el déficit de oxígeno de la botella
DBO clara y oscura mostró una fuerte variación
en la quebrada Villa Paola (C. V. dos veces más
altos que la quebrada Doña Juana). Las demás
variables fisicoquímicas no registraron cambios
significativos (tabla 1).
Déficit de oxígeno. En sequía la quebrada
Doña Juana presentó variaciones más fuertes
en la botella clara (C. V.= 974,9 %) que en el
oscuro (C. V.= 828, 8 %) (Fig. 4a). Al comparar
el déficit de oxígeno entre las quebradas Doña
Juana (sequía) y Villa Paola (sequía y lluvia) se
obtuvo que la primera osciló entre 4,9 y 1,3 mg/l
(C. V. = 926,3 %). Sin embargo, la quebrada
Villa Paola en ambas épocas registró un C.
V. mayor (sequía 3419,8 %; lluvia 2173,7 %)
(Fig. 4b). En la quebrada Villa Paola, durante
las lluvias se obtuvo un déficit de oxígeno que
osciló en la botella clara y oscura alrededor de
los -0,1 mg/l (Fig. 4c). En sequía se observó un
déficit de oxígeno que osciló en botella clara y
oscura alrededor de los –0,1 y 0,1 mg/l (Fig.
4d). Además, en ambas épocas ésta quebrada
registró déficit de oxígeno simétrico en cuanto
al comportamiento nictemeral de las Botellas.
En general, para las Botellas en las quebradas
Doña Juana y Villa Paola se registró tendencia
a disminuir el déficit de oxígeno (valores
negativos) y fluctuar con mayor intensidad entre
las 17:00 ó 18:00 hr. (Fig. 4).
Macroinvertebrados. Se encontraron diez
órdenes y cuatro clases (tabla 2). En la quebrada
Villa Paola se registró mayor abundancia de
Hemiptera (Sequía 100 % y Lluvia 21 %) y
Diptera (Sequía 0 % y Lluvia= 39,8 %). A
su vez las familias predominantes en ambas
épocas fueron Naucoridae (47,0 %), Vellidae
(8,4%), Simuliidae (8,2 %), Tipulidae (7,0%)
y Gerridae (5,3%). En la quebrada Doña Juana
los Hemiptera (Sequía 40,8% y Lluvia 36,9%)
y Trichoptera (Sequía 16,3 % y Lluvia 23,1
%) fueron los más representativos. Los grupos
con mayor abundancia relativa (ambas épocas)
fueron Naucoridae (19,5 %), Hydropsychidae
(16,6 %), Vellidae (15,3 %), Gerridae (10,2 %)
y Ptilodactilydae (6,8 %).
En cuanto a la diversidad alfa, la quebrada
Villa Paola registró una riqueza de 0,50. La
dominancia fue alta (0,82), mientras la equidad
de Pielou (0,31) y la diversidad de Shannon-
Wiener fueron bajas (1,0 bits/ind.). En la
quebrada Doña Juana se registró una riqueza
de 0,6. En Villa Paola la dominancia fue alta
(0,78), la equidad (0,33) y diversidad (0,87 bit/
ind.) bajas. El índice de diversidad beta entre
quebradas arrojo 0,40.
Fitoplancton. Esta comunidad estuvo
representada por cinco divisiones, 19 familias
y 15 géneros (tabla 3). En Doña Juana se
encontraron 1,73 ind./ml en sequía y 25,88
ind./ml en lluvias, mientras que en la quebrada
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Villa Paola se hallaron 97,20 ind./ml en sequía
y 15,00 ind./ml en lluvias. En la quebrada Villa
Paola las divisiones más abundantes fueron
Cyanophycea (Sequía 74,7 %, Lluvia 54,2 %),
Bacillarophycea (Sequía 5,3 %, Lluvia 29,1
%) y Chlorophyta (Sequía 20,1 %, Lluvia 0
%). A su vez, los grupos más representativos
en las dos épocas fueron Chroococcaceae
(37,0 %), Bacillariaceae (14,9 %), Characeae
(9,5 %) y Rhodophyceae (8,3 %). Los géneros
más abundantes en ambas épocas fueron
Coelosphaerium (37,0 %) y Nitzschia (14,9 %).
Chlorophyta fue la división más representativa
en la quebrada Doña Juana con 82,6 % en sequía
y 15,9 % en lluvia, seguida por Bacillarophycea
con 11,3 % en sequía y 81,8 % en lluvias. A
su vez las más representativas en ambas épocas
fueron Characeae con 38,6 %, Mixophiceae con
17,0 % y Bacillariaceae con 12,9 %.
Zooplancton. Esta comunidad estuvo
representada por seis clases, 11 familias y 13
géneros (tabla 4). En Doña Juana se encontraron
7,70 ind./ml en sequía y 6,15 ind./ml en lluvias,
mientras que en la quebrada Villa Paola se
encontraron 29,40 ind./ml en sequía y 0,63 ind./
ml en lluvias. Para la quebrada Villa Paola el
taxón más abundante fue Rhizopoda (Sequía 60,0
%, Lluvia 0 %), seguido por Amoebae (Sequía
22,0 %, Lluvia 0 %) y Granuloreticulocea
(Sequía 12,0 %, Lluvia 0 %). De esta forma, los
de mayor abundancia relativa en ambas épocas
fueron Vorticellidae (13, 0%), Reticulocidae
(8,0 %) y Biomixidae (6,0 %). Los géneros
con mayor representatividad fueron Vorticella
(13,0 %) y Biomyxa (6,0 %). En la quebrada
Doña Juana el taxón más representativo fue
Rhizopoda (Sequía 49,5, Lluvia 0 %), seguido
por Amoebae (Sequía 37,8, Lluvia 0 %) y
Ciliophora (Sequía 13,5, Lluvia 0 %). La más
abundantes en ambas épocas fueron Amoebidae
(25,0 %), Actinocomidae (18,9 %), Arcellidae
(14,9 %) y Vorticellidae (5,4 %). A su vez los
géneros más representativos en ambas épocas
fueron Ammoebas (25,0 %), Chlamydophris
(25,0 %) y Acanthocystis (18,92 %).
La diversidad alfa para fitoplancton y
zooplancton se consigna en la tabla 5. Con
respecto al fitoplancton, en sequía la quebrada
Doña Juana registró alta dominancia (0,62)
y baja equidad (0,37). En lluvias ocurrió
lo contrario (D= 0,22, E= 0,85). En ambos
épocas la diversidad fue baja (Sequía 0,87;
Lluvia = 0,83) y la riqueza alrededor de 0,90.
En la quebrada Villa Paola se registró igual
tendencia de valores de diversidad alfa entre
épocas (tabla 5). Con respecto al zooplancton
en la quebrada Doña Juana, en promedio, la
diversidad alfa se constituyo así: H’= 0,30 bit/
ind., D= 0,45, E= 0,88 y M= 0,54. A su vez para
Villa Paola la diversidad alfa arrojó que H’=
0,45 bit/ind., D= 0,57, E= 0,46 y M= 0,45. La
prueba t-student para analizar la diversidad alfa
de ambas comunidades de zooplancton arrojó
diferencias significativas entre sequía y lluvia
en Villa Paola, en cuanto al índice de Simpson
(t= 2,321). Sin embargo, no hay de diferencias
significativas entre la diversidad alfa de ambas
quebradas (tabla 6). La diversidad beta para
fitoplancton y zooplancton en ambas quebradas
arrojo un valor de 0,56.
Peces: Se registraron dos órdenes que incluyen
cinco géneros y cinco especies, con un total de
150 individuos. La quebrada Villa Paola albergó
una especie más que Doña Juana y un mayor
número de ejemplares (82 en total) (tabla 7).
Hemibrycon sp. fue la especie más abundante
y común entre los afluentes; 86 individuos
en total. La diversidad y dominancia para los
dos drenajes fueron bajos (H’= 1,09, D= 0,44
en Villa Paola y H’= 1,08, D= 0,33) en Doña
Juana. Los demás componentes de la diversidad
alfa arrojaron: E= 0,68 y M= 0,90 en Villa Paola
y E= 0,79 y M= 0,71 en Doña Juana. No se
observaron diferencias para la diversidad alfa
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
64
entre épocas y para los dos afluentes.
DISCUSIÓN
Las variables fisicoquímicas fueron óptimas para
caracterizar el ambiente acuático. El análisis de
precipitación pluvial multianual mensual permitió
inferir que el presente estudio fue realizado en
sequía y lluvias. Según Blanco et al. (2003) los
cambios en precipitación y temperatura del aire
en las cuencas hidrográficas tienen efectos sobre
la vegetación, el suelo y el agua, que en éste
caso producto de las perturbaciones climáticas
pudo causar el desajuste en la abundancia
y frecuencia de lluvias y temperaturas, con
las épocas propuestas de lluvia y sequía. Las
variables fisicoquímicas (excepto déficit de
oxígeno) de las quebradas Villa Paola y Doña
Juana registraron bajos coeficientes de variación,
posiblemente debido a su posición geográfica y
localización topográfica en ambientes de alta
montaña neotropical, donde las variaciones son
muy leves. Además, en el neotrópico algunas
variables tienen un margen muy estrecho de
fluctuaciones (Roldán, 1992). Se registró el
oxigeno disuelto de la botella clara en ambos
drenajes fue un poco más alto que la oscura;
esto podría tener explicación en el hecho de
que las quebradas no presentaron una estructura
boscosa ribereña lo suficientemente densa como
para regular la entrada de luz al cuerpo de agua,
tal como lo demostraron Román-Valencia et al.
(2005). En el caso de la quebrada Doña Juana se
registró una disminución en el oxígeno disuelto
de las Botellas DBO en lluvias, coincidente con
la idea anterior, pues en esta época la radiación
solar disminuye y por ende la temperatura que
finalmente afecta la actividad fotosintética
(Roldán, 1992; Blanco et al. 2003). Se comprueba
con la ANDEVA para las botellas DBO en la
quebrada Villa Paola, influencia significativa de
las épocas sobre el oxígeno, los cuales pueden
responder a un complejo juego de factores.
Durante el ciclo nictemeral se obtuvieron en las
quebradas Doña Juana y Villa Paola tendencias
a la disminución de las temperaturas del agua
máxima, mínima y del aire con la llegada de
la noche. También hubo tendencias a valores
más altos en la temperatura superficial y a un
aumento de la humedad relativa en la noche.
Según Roldán (1992), Urrego y Ramírez (2000)
y Román-Valencia et al. (2005) el enfriamiento
convencional nocturno es un fenómeno común,
que se relaciona a su vez con el aumento de la
humedad relativa. Además, la temperatura del
agua tiende a fluctuar menos y ser más baja que
las otras temperaturas ya que posee un alto calor
especifico, que junto con los procesos de mezcla
(causados por la velocidad de la corriente) y el
sustrato crean una resistencia a los rayos solares
(Urrego y Ramírez, 2000; Román-Valencia
et al., 2005). Un comportamiento atípico se
registró en el pH para ambas quebradas (Figs.
2 y 3), ya que a finales de la tarde (17: 00 hr.)
se registró disminución notable, posiblemente
a causa de dos eventos: 1) lluvias durante el
muestreo generaron procesos de escorrentía y
lixiviado que llegaron a los drenajes elementos
ácidos producto del tipo de vegetación ribereña
(Pinus y Eucalyptus, los cuales acidifican los
suelos) y 2) las quebradas en ese momento
tuvieron un déficit en el sistema buffer provisto
de bicarbonatos, carbonatos y CO2 (Roldán,
1992; Horne y Goldman, 1994). Inclusive
es posible que la estructura boscosa ribereña
evite que la carga de nutrientes y fertilizantes
(origen agrícola), producto de la escorrentía
y el lixiviado, fuera de mayor impacto sobre
el comportamiento nictemeral (Chapin et al.,
2002). La conductividad de las quebradas Doña
Juana y Villa Paola, estuvieron dentro de los
rangos reportados para ecosistemas de alta
montaña neotropical (Roldán, 1992). El oxígeno
disuelto y al porcentaje de saturación para ambas
quebradas se hallaron dentro de los rangos
óptimos para el desarrollo de las comunidades
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
65
acuáticas (Roldán, 1992). Además, su aumento
en la noche se debe a que en esos momentos
la temperatura del agua permitió la solubilidad
de este gas (Roldan, 1992). Caso especifico de
la influencia de las épocas sobre las quebradas
fue el que ocurrió en Villa Paola, donde el
ANDEVA mostró diferencias significativas,
lo cual indicó que en sequía y lluvia se alteran
de forma distinta el oxígeno de los cuerpos de
agua. La D. B. O. se registró en ambos afluentes
menor que la D. Q. O, debido a que el número
de compuestos oxidados químicamente es
mayor a los oxidados biológicamente, como
lo explica Roldán (1992). Los sólidos y las
durezas en época lluviosa de la quebrada Villa
Paola fueron altos. Las aguas de éstas quebradas
pueden clasificarse como moderadamente
duras, mientras que las de quebrada Doña Juana
fueron blandas. En ambas quebradas la acidez
fue menor a la alcalinidad, lo cual es producto
del sistema buffer en el cual el pH, la alcalinidad
y la acidez están regulados por la concentración
de CO2. Con respecto al cambio de éstas
variables entre épocas Blanco et al. (2003)
plantearon que con la disminución de las lluvias
y el incremento de la temperatura se reduce el
crecimiento de la vegetación terrestre y aumenta
la evapotranspiración y la mineralización de los
suelos, lo que conlleva a una disminución del
flujo de materia orgánica (caso contrario para
lluvias). El déficit de oxígeno registrado para
ambas quebradas mostró que en la quebrada
Villa Paola se presentó un mayor consumo
de oxígeno (Fig. 4) identificado en valores
negativos. Además, se registraron fluctuaciones
altas en el ciclo día-noche. Según Roldán (1992)
el consumo de oxígeno, para valores negativos,
es más pronunciado en un hábitat acuático
durante la noche, cuando la luz está ausente y
la actividad fotosintética es casi nula. Es decir,
que la quebrada Villa Paola fue un sistema
más productivo; sus altos déficit de oxígeno
reflejaron altas tasas de producción. Además, los
valores de oxígeno estuvieron cercanos al límite
de calidad (5 mg/l). Los Sólidos y durezas altas
y alto déficit de oxígeno indican un cuerpo de
agua en proceso de eutroficación. La quebrada
Doña Juana, por su parte, se conserva dentro de
valores típicos de un sistema oligotrófico. En
general, las variables fisicoquímicas reportadas
en éste trabajo corresponden con lo reportado
para quebradas del alto Cauca (Román-Valencia
y Muñoz 2001; Román-Valencia et al., 2003;
Román-Valencia y Ruiz, 2005; Román-Valencia
et al., 2005).
La comunidad de macroinvertebrados para
ambas quebradas estuvo dentro de lo registrado
para otros drenajes (Rincón, 2002; Londoño
et al., 2005). Hemiptera fue el grupo más
representativo; según Roldán (1992) y Rincón
(2002) este grupo comparte el mismo hábitat
de Odonata, e indica desde aguas limpias hasta
medianamente contaminadas. Sin embargo,
existió una diferencia notable entre los dos
sistemas acuáticos, ya que en la quebrada Doña
Juana fueron más abundantes los Trichoptera
(Hydropsychidae), mientras que en Villa
Paola predominaron los Diptera, en especial
los Simuliidae y Tipulidae. Este fenómeno
resalta el posible proceso de eutroficación
que sufre el ecosistema de Villa Paola. La
diversidad de ambas quebradas con respecto
a los macroinvertebrados fue baja comparado
con otros estudios reportados para quebradas
neotropicales (Roldán et al., 2001; Rincón,
2002). La diversidad beta arrojó poca diferencia
entre las especies que se pierden y las que se
ganan en cuanto a macroinvertebrados en ambos
drenajes.
La comunidad fitoplanctónica anotada aquí
coincide con otros estudios para el neotrópico
(Ramírez y Alcaráz, 2002; Sierra et al., 2004
Hernández-Atilano et al., 2005). Sin embargo,
para Chroococcaceae (Coelosphaerium) no
se encontró ningún estudio especifico. Roldán
(1992) señala que los Chroococcaceae del
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
66
género Coelosphaerium prefiere ambientes
productivos, más comunes en lagos. La
quebrada Villa Paola registró más abundancia
de Cyanophyceae y Bacillarophyceae, mientras
que en Doña Juana predominó Chlorophyta.
Estas últimas son propias de ecosistemas
de alta montaña donde tienen un desarrollo
óptimas cuando hay disponibilidad de luz y
sustrato (Roldán 1992). El género Nitzschia
(diatomea) fue abundante en Villa Paola,
mientras que en Doña Juana fue Volxox. Según
Roldán (1992) y Roldán et al. (2001) éstos dos
géneros son típicos en Colombia. Las diatomeas
(Bacillarophyceae) fueron representativas en
ambas quebradas lo cual coincide con lo hallado
por Roldán et al. (2001). Las diatomeas se han
utilizado ampliamente como indicadoras de las
condiciones del medio acuático. Su importancia
radica en la capacidad que tienen para registrar
rápidamente cambios con influencia de las
características físicas y químicas; por ejemplo
el género Nitzschia es abundante cuando el pH
es mayor a seis (Díaz-Quirós y Rivera-Rondón,
2004).
El zooplancton presente (Rhizopoda
principalmente en ambas quebradas) modifica
la estructura de la comunidad fitoplanctónica de
géneros como Nitzschia y Volvox, a través del
consumo diferencial de algunas especies que le
son más fáciles de ingerir por su tamaño y forma.
La diversidad alfa de fitoplancton y zooplancton
fue baja, debido a la dominancia entre los
ecosistemas (cercanos a uno). Según Townsend
et al. (1997) y Blanco et al. (2003) se acepta que
en ambientes de aguas con corrientes de baja
velocidad la ausencia de agentes que causan
remoción física de especies lleva al monopolio
del espacio por parte de unas pocas. Sin embargo,
la riqueza del zooplancton fue apreciable para
considerar una eficiente optimización de las
condiciones físicas y químicas del agua. La
diversidad beta en ambas comunidades fue de
0,56, lo cual es bajo. Este fenómeno de alguna
forma lo corroboró el resultado de la prueba
t-student, la cual muestra que no se presentaron
diferencias entre los promedios de la diversidad
entre ambos drenajes.
La comunidad de peces coincide con registros
previos (Román-Valencia 1993; 1995). La
abundancia relativa representada por las
especies de carácidos encontradas hacen
pensar que las quebradas no se encuentran
fuertemente intervenidas por acción antrópica
(distinto a lo arrojado por el análisis de las
variables fisicoquímicas); ya que los caracidos
son los primeros en cambiar su estructura
comunitaria al presentar algún cambio en las
condiciones fisicoquímicas de los cuerpos de
agua (Lowe-McConnell, 1987). La abundancia
de Hemibrycon sp. coincidió con lo reportado
por Román-Valencia et al. (2005) para dos
afluentes de la zona de estudio. El reporte de
Cetopsorhamdia boquillae en la quebrada Villa
Paola es indicador biótico de la eutrofización, ya
que esta especie se caracteriza por presentarse en
este tipo de ambientes, con abundante materia
orgánica en descomposición e insectos (Román-
Valencia y Giraldo, 2006). Por lo tanto, las
quebradas Villa Paola y Doña Juana son cuerpos
de agua oligotróficos, aunque la quebrada Villa
Paola tiende hacia la eutroficación. La diversidad
alfa de ambas quebradas fue baja mientras que
la diversidad beta indicó que las dos quebradas
son parecidas en cuanto a su composición de
familias y géneros.
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
67
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71
Tabla 1. Variables fisicoquímicas de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río Quindío, alto Cauca,
Colombia. Se presentan coeficiente de variación (C. V.). Promedio en paréntesis * Datos no significativos.
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
72
Tabla 2. Comunidad de macroinvertebrados acuáticos de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río
Quindío, alto Cauca, Colombia. A. R.= Abundancia relativa
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
73
Tabla 3. Comunidad fitoplanctónica de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río Quindío, alto Cauca,
Colombia. A. R.= Abundancia relativa
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
74
Tabla 4. Comunidad zooplanctónica de las quebradas Villa Paola y Doña Juana, afluentes del río Quindío, alto
Cauca, Colombia. A. R.= Abundancia relativa
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
75
Tabla 5. Diversidad alfa de la comunidad fitoplanctónica y zooplanctonica en estaciones de muestreo: diversidad de
Shannon-Wiener (H´), dominancia de Simpson (D), equidad de Pielou (E) y riqueza de Margalef (M)
Tabla 6. Prueba t-student para índices de diversidad de Shannon-Wiener (H´), dominancia de Simpson (D), equidad
de Pielou (E) y riqueza de Margalef (M)
Estación Quebrada Villa Paola Quebrada Doña Juana Quebrada Doña Juana vs
Lluvias vs. Sequia Lluvias vs. Sequia Quebrada Villa Paola
Indice t p t p t p
H 1,543 0,136 0,838 0,410 0,563 0,578
D 2,321 0,022 0,380 0,700 -0,973 0,346
E 0,205 0,838 1,231 0,203
M 1,269 0,217 1,315 0,201
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
76
Tabla 7. Abundancia absoluta (AB) y relativa (AR) de peces de las quebradas Villa Paola y Doña
Juana, Río Quindío, Alto Cauca.
Leyenda de figuras:
Figura 1. Datos pluviométricos de la estación La Vieja, Salento, Colombia. Año 2006. Datos de
IDEAM.
Figura 2. Comportamiento nictemeral de variables fisicoquímicas de la quebrada Doña Juana,
afluente del río Quindío, alto Cauca, Colombia. a. Botellas DBO oscura y clara en época seca, b.
Temperatura máxima y mínima en época de sequía y lluvia, c. pH en época seca y conductividad
en sequía y Lluvia d. Temperatura del agua en sequía y temperatura ambiental en sequía y lluvia,
e. Humedad relativa en época seca y lluviosa, f. Oxígeno disuelto y el porcentaje de saturación de
oxígeno en época seca.
Figura 3. Comportamiento nictemeral de variables fisicoquímicas de la quebrada Villa Paola,
afluente del río Quindío, alto Cauca, Colombia. a. Botellas DBO oscura y clara en época seca,
b. Botellas DBO oscura y clara en época lluviosa, c. Oxígeno disuelto y porcentaje de saturación
de oxígeno en sequía y lluvias, incluye la humedad relativa en lluvias, d. pH y conductividad en
lluvias, e. Temperatura máxima y mínima en lluvias, f. Temperatura superficial y del aire en época
seca y lluviosa, en esta el eje secundario de Y (parte derecha) representa los datos correspondientes
a temperatura del aire en ambas épocas.
Figura 4. Comportamiento nictemeral del déficit de oxígeno en las quebradas Villa Paola y Doña
Juana, afluentes del río Quindío, alto Cauca, Colombia. a. Botellas DBO clara y oscura en la
quebrada Doña Juana durante sequía, b. Oxígeno disuelto medido en las quebradas Doña Juana
(sequía) y Villa Paola (sequía y Lluvias), c. Botellas DBO clara y oscura en la quebrada Villa Paola
durante lluvias, d. Botellas DBO clara y oscura en la quebrada Villa Paola durante sequía.
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
77
Figura 1.
Revista de Investigaciones No. 17 - Universidad del Quindío
78
f
Figura 2.
a b
dc
e
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79
Figura 3.
f
a b
dc
e
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80
Figura 4.
a b
dc