VARIACIÓN DE LOS PARÁMETROS HIDROLÓGICOS EN LAS ÉPOCAS DE SEQUÍA Y LLUVIAS (MAYO Y NOVIEMBRE DE 1974) EN LA LAGUNA DE TÉRMINOS, CAMPECHE, MEXICO

Trabajo recibido el 29 de marzo de 1977 y aceptado para su publicación el 13 de junio de 1977.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

Entre las lagunas costeras de México, la Laguna de Términos reviste gran importancia debido a su potencial biológico pesquero; además de ser una zona que aún en la actualidad ha sido muy poco afectada por las diversas actividades humanas.

El interés del presente estudio radica en la condición que presenta la citada laguna, la cual puede ser considerada como un modelo de un área en etapa de preindustrialización. Esta condición natural innalterada permite utilizarla como patrón de comparación con otras lagunas costeras del Golfo de México, en donde la influencia de las actividades humanas no permiten determinar con certeza los valores básicos de los parámetros biológicos y físico-químicos en su condición original.

No obstante, la importancia que reviste la zona de la Laguna de Términos como potencial pesquero, al presente han sido realizados sólo algunos trabajos con énfasis en aspectos biológicos y geológicos y entre los más importantes se pueden mencionar:

Estudio biológico preliminar (Zarur-Menez, 1961) ; batimetría, salinidad y distribución de los sedimentos (Yáñez, 1963) ; sistemática y distribución de los, foraminíferos recientes (Ayala-Castañares, 1963) sistemática y distribución de los micromoluscos recientes (García-Cubas, Jr., 1963) ; sistemática y distribución de las diatomeas (Silva-Bárcenas, 1963) ; taxonomía y distribución del plancton (SuárezCaabro, 1965) ; ecología, distribución y taxonomía de los ostrácodos recientes (Morales-Frías, 1965) ; estudio de los peces Cichlidae (Toral, 1971) ; abundancia, tamaño y distribución de camarones (Signoret, 1974) hidrología y plancton (Gómez-Aguirre, 1974).

Desde el punto de vista de la calidad de las aguas, existe información limitada sobre este aspecto de la ecología de la Laguna de Términos (Mandelli y Botello, 1975).

La presente investigación fue motivada por el deseo de conocer la calidad de las aguas de la Laguna de Términos y áreas costeras adyacentes a lo largo de un ciclo anual. Este trabajo brinda la información de los resultados preliminares sobre la variación de los parámetros físico-químicos durante los meses en donde existen condiciones extremas naturales que representan los períodos de sequía y lluvias.

La Laguna de Términos, se encuentra localizada en el litoral del Golfo de México, entre los meridianos 91° 15' y 92° 00' de longitud oeste y los paralelos 18° 25' y 29° 00' de latitud norte, con una longitud de 70 km y 28 km de ancho, estando limitada al norte por la Isla del Carmen.

Tiene en general poca profundidad y se localiza en el límite de una zona de sedimentación de carbonato de calcio biogénico en la parte este y una zona de deposición de detritus terrígenos aportados por ríos y sus tributarios en la parte oeste (Phleger et al., 1971).

Se comunica con el mar por la boca de Ciudad del Carmen, situada entre el extremo occidental de la Isla y la Punta de Xicalango que corresponde al lado NO de la boca y por la boca de Paso Real que es la entrada NE de la Laguna de Términos.

En la boca de Paso Real, existe un delta bien desarrollado en la parte interior de la laguna. Por otra parte, en la boca del Carmen el delta interior se encuentra muy poco desarrollado, no así en la porción oceánica (Fig. l) .

El clima del área es tropical, la temperatura máxima es de 36°C y la temperatura mínima es de 17°C registrándose los valores más bajos durante los tres meses de invierno.

La precipitación pluvial alcanza valores entre 120 y 200 cm anuales, siendo el período de mayor precipitación entre los meses de junio y noviembre. Los vientos dominantes presentan dirección NE y SE, sin embargo durante el invierno se presentan tormentas tropicales y huracanes donde predominan los vientos del cuadrante norte.

Las mareas por lo general son irregulares, con un máximo de 70 cm en las sicigias. Durante la época de lluvias las mareas son más fuertes, la pleamar en las mareas lunares se origina alrededor del medio día y por lo general sólo se registra una marea en las 24 horas. Valores extremos de mareas se han registrado con relación a la fuerza de los vientos dominantes.

Tres grandes ríos descargan sus aguas en la Laguna de Términos y son:

El río Palizada que forma parte de la red hidrológica de los ríos Mexcalapa, Grijalva y Usumacinta.

El río Chumpán que se forma en la planicie costera por los ríos San Joaquín y Salsipuedes. El río Candelaria cuya cuenca se localiza en la Península de Yucatán y una pequeña porción en la República de Guatemala. El aporte anual de estos ríos dentro de la Laguna de Términos no es conocido.

Fig. 1. Toponimia y batimetría de la Laguna de Términos.

Por el oriente desembocan el río Sabancuy, los arroyos Colax, Lagartero y Chivojá y el estero Chivojá Grande; por el sur los ríos Mamantel, Candelaria y sus afluentes que desembocan en la Boca de los Pargos, el Chumpán que desemboca en la boca de Balchacah, el Chepe que desemboca en la Laguna del Este, que a su vez desemboca en la Laguna de Términos, el Palizada que desemboca en la misma laguna del Este, lo mismo que los arroyos de Las Peñas y Marentes; finalmente por el occidente, las lagunas y esteros de Pom, Atasta y Puerto Rico, todas ellas comunicadas entre sí.

La zona de estudio fue dividida en 12 sectores comprendidos cada uno dentro del área que corresponde a 10 minutos de latitud y 10 minutos de longitud (Fig. 2) . A cada sector se le individualizó con letras de la A a la L. En el área lagunar incluyendo las bocas de Ciudad del Carmen y Paso Real se establecieron 27 estaciones de muestreo, planeadas y distribuidas para obtener datos representativos de la hidrografía lagunar.

Los muestreos se efectuaron en los meses de marzo, mayo, julio, septiembre y noviembre de 1974 y febrero de 1975.

En cada estación se tomaron muestras de agua con botellas Van Dorn, a 3 niveles: inmediatamente debajo de la superficie, profundidad media y fondo. Como se indica en la introducción, en este trabajo solamente se analizan y comparan los datos obtenidos en los meses de mayo y noviembre.

La laguna fue muestreada por zonas cubiertas en cuatro días sucesivos de trabajo y para el desplazamiento se utilizó una embarcación rápida tipo BOSTON WHALER con un motor de 50 HP fuera de borda.

Después de cada estación, las muestras de agua obtenidas se transfirieron a recipientes de polietileno y se almacenaron en cajas térmicas de poliuretano, para conservar su temperatura hasta su llegada a la Estación del Carmen.

La temperatura de las muestras se hizo con un termómetro de cubeta de ± 0.2° C de aproximación; inmediatamente después de la recolección de cada muestra.

En cada una de las estaciones fueron tomados datos de profundidad y transparencia del agua por medio de un disco de Secchi.

En el laboratorio las muestras se filtraron a través de filtros de fibra de vidrio con un diámetro de poro de 2µ empleando un sistema Millipore (Marvin et al., 1972).

Las muestras filtradas se fraccionaron, utilizándose una parte para la determinación de salinidad, pH y alcalinidad. El resto de las muestras fue subdividida en tres porciones y se congelaron a -10 °C para su análisis posterior de nutrientes.

A la fracción destinada para el análisis del nitrógeno en forma amoniacal previamente a su congelación, se le agregó 4 ml de una solución de fenol al 10%, en 100 m1 de la muestra, siguiendo las recomendaciones de Degobbis (1972).

La salinidad se determinó por medio de un salinómetro de inducción portátil marca BECKMAN Modelo RS - 7B.

El pH y la alcalinidad de las muestras de agua de mar se determinó con un potenciómetro marca BECKMAN modelo Zeromatic II, siguiendo el método recomendado por Strickland y Parsons (1968).

La alcalinidad total se calculó considerando el pH inicial, la temperatura y la salinidad de las muestras según Strickland y Parsons (1968) y basándose en el método original desarrollado por Anderson y Robinson (1946).

Después del tratamiento analítico correspondiente todas las muestras de nutrientes, fueron leídas en un espectrofotómetro marca PERKIN ELMER Modelo 124 Double Beam.

El amoniaco se determinó siguiendo el método desarrollado por Solórzano (1969) . Los nitratos y nitritos se analizaron según el método de Strick1and y Parsons (1968) . El fósforo reactivo fue analizado según Strickland y Parsons (1968) y los silicatos empleando la técnica de Schwartz (1941).

Fig. 2. Estaciones de muestreo en la Laguna de Términos

En los muestreos de mayo y noviembre se colectaron 81 muestras para analizar nutrientes y otros parámetros físico-químicos. En las tablas 1 y 2 se resumen el rango y promedio de los valores obtenidos después de 810 análisis químicos en cada muestreo.

El agua marina proveniente del Golfo de México, penetra a través de la Boca de Paso Real y se diluye en la laguna por el agua dulce transportada por los ríos. Los valores de salinidad para este mes muestran su máximo en la Boca de Paso Real con 38.21%₀, extendiéndose hasta el lado este de la Boca del Carmen.

La salinidad decrece de la Isla hacia tierra firme, presentándose valores intermedios en la parte central de la laguna y los valores más bajos de 30.00%₀. en el área afectada por la descarga de los ríos. Se observa una ligera estratificación horizontal con poca o ninguna estratificación vertical (Figs. 3 y 4) . La temperatura del agua se mantuvo uniforme con una ligera estratificación térmica, excepto en el sector este en un área de circulación aparentemente pobre (Fig. 5).

El cuerpo entero de agua dentro de la laguna presentó buena oxigenación, debido a la acción de los vientos. Los valores observados son cercanos o mayores a la saturación en todos los casos, con un rango de 86 al 150% y un valor promedio de 99.6% de saturación. En la figura 6 se observan los perfiles verticales del oxígeno disuelto durante mayo de 1974.

Los valores de pH de la columna de agua en la sección central y oeste de la laguna se mantuvieron entre 8.10 y 8.25. Los valores de alcalinidad expresados en mg/l de CaCO3 para las mismas áreas variaron entre 139 y 165 mg/l, con un valor medio de 152 mg/l.

TABLA 1 CARACTERISTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LAS AGUAS DE LAGUNA DE TÉRMINOS MAYO 13-17, 1974

Fig. 3. Isohalinas de superficie (S) y fondo (F), mayo de 1974.

Fig. 4. Isopletas de salinidad en secciones longitudinales, mayo de 1974.

Fig. 5. Isopletas de temperatura en secciones longitudinales, mayo de 1974.

Fig. 6. Isopletas de oxígeno disuelto en secciones longitudinales, mayo de 1974.

TABLA 2 CARACTERISTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LAS AGUAS DE LA LAGUNA DE TÉRMINOS NOVIEMBRE 25-30 1974

Las muestras colectadas en la sección este de la laguna, presentaron valores ligeramente más altos, el pH con un rango de 8.20 a 8.38 y la alcalinidad con valores de 155 y 161 mg/1 de CaCO3.

Los valores para amoniaco fueron muy variables presentándose desde muy bajos del orden de 0.01 hasta valores de 23.50 µg at/1 con un promedio total de 4.48 µg at/1. Las muestras colectadas cerca del delta invertido de la boca de Paso Real y del sector sureste de la laguna mostraron los valores más altos. Asimismo, el nitrógeno amoniacal fue la fuente más abundante de nitrógeno inorgánico en la columna de agua.

Estos nutrientes se mantuvieron generalmente bajos, aún en regiones de concentración relativamente alta de nitrógeno amoniacal. Los valores variaron de 0.01 hasta 1.55 µg at/1 con un promedio de 0.28 µg at/ 1.

Los valores de sílice disuelto en las muestras colectadas en mayo de 1974, variaron entre 1.49 y 30.61 µg at/1 con un promedio de 19.73 µg at/1. Como era de esperarse los valores más altos se presentaron en las áreas de descarga de los ríos y los valores más homogéneos para las secciones central y noroeste de la laguna.

El valor promedio de los fosfatos dentro del área lagunar fue de 0.10 µg at/l. En general los valores se mantuvieron bajos en toda la laguna, con valores ligeramente altos en las estaciones localizadas al Suroeste de la Boca del Carmen, debido a la influencia del Río Usumacinta.

Para esta época del año debido a la acción de las lluvias y el aporte de agua dulce de los ríos, se observa un gran decremento en la salinidad de las aguas de la laguna en comparación con el muestreo del mes de mayo.

El rango de valores va desde 0.20%₀, hasta 30.50%₀ con un valor promedio de 21.39°/oo.

Aunque la salinidad es baja, los valores más altos para esta época se mantienen en el lado de la laguna pegada a Isla del Carmen, lo cual comprueba el origen oceánico de esta masa de agua (Phleger y Ayala-Castañares, 1971).

Por lo contrario los valores más bajos para este parámetro se localizan en las áreas afectadas por la descarga de ríos. Se puede observar una buena estratificación horizontal y vertical con la formación de parcelas de masas de agua con diferente salinidad (Figs. 7 y 8) .

En la temperatura del agua, también se observa un decremento de aproximadamente 5°C respecto a la época de sequía, lo cual es el reflejo de las condiciones meteorológicas que imperan en esta época. En la figura 9, se muestran los perfiles verticales de la temperatura del agua durante noviembre de 1974.

Los valores obtenidos para noviembre de 1974, reflejan un incremento en la concentración de oxígeno disuelto, así como en los valores de saturación de la columna de agua. Esto corresponde con las bajas temperaturas en la superficie del agua. Los vientos del Norte presentes en esta época, influyen provocando un mayor oleaje y mezcla aumentando la probabilidad de que la superficie de las aguas se encuentre saturada o sobresaturada de oxígeno, con un rango de valores de 199 a 162% y un pro-medio de 147% de saturación (Fig. 10).

Se observa un ligero aumento del pH con relación a las muestras de mayo de 1974; el rango de valores va de 7.95 a 8.45 y un promedio de 8.28, siendo nuevamente la sección este de la laguna la que presenta los valores más altos. La alcalinidad presenta valores ligeramente más bajos que en mayo de 1974 con un rango de 199 a 162 y un promedio de 148 mg/CaCO3.

En esta época se nota una clara tendencia a una reducción en la concentración del nitrógeno amoniacal, aunque no obstante sigue siendo la fuente de nitrógeno inorgánico más abundante. Asimismo, se observa una distribución por áreas de dicho nutriente dentro de la laguna, localizándose los valores más altos en la sección oeste. El rango de valores va de 0.22 a 3.35 µg at/1 con un promedio de 1.26 µg at/1 (Fig 11).

Debido a la época de lluvias y al aporte de ríos los valores de estos nutrientes durante el mes de noviembre presentan valores ligeramente mayores si son comparados con la época de sequía (febrero-mayo). Al mismo tiempo, la concentración más alta de NO2- y NO3- en la columna de agua se localizó en la sección oeste de la laguna. Los valores variaron de 0.02 a 3.64 µg at/1 con un promedio de 0.62 µg at/1 (Fig. 12) .

En esta época se presenta una alta concentración de Si-S02 al igual que en mayo de 1974. Los valores varían de 9.98 a 38.38 µg at/1 con un promedio de 18.23 µg at/l. Dentro de estos, los valores más altos corresponden a la sección este y oeste, las cuales son afectadas por la descarga de los ríos y mezcla de la columna de agua debido a la acción de los vientos, no así en la sección central la cual presenta los valores mínimos y la cual está directamente afectada por el flujo de agua marina costera a través de la boca. de Paso Real (Fig. 13).

En este periodo la concentración de fosfatos aumentó con respecto a mayo de 1974. Esto es debido a la época de lluvias, a la descarga de los ríos y al aporte terrestre producido por la lixiviación de suelos de cultivo en zonas cercanas a la laguna. Sin embargo, las concentraciones de fósforo reactivo se mantuvieron bajas a través de toda la laguna, con valores relativamente altos en los sitios con influencia de descarga de ríos. El rango de valores fue de 0.08 a 0.64 µg at/1 y el promedio de 0.26 µg at/1 (Fig. 14).

Fig. 7. Isohalinas de superficie (S) y fondo (F) , noviembre de 1974.

Fig. 8. Isopletas de salinidad en secciones longitudinales, noviembre, de 1974,

Fig. 9. Isopletas de temperatura en secciones longitudinales, noviembre de 1974.

Fig. 10. Isopletas de oxígeno disuelto en secciones longitudinales, noviembre de 1974.

Fig. 11. Histogramas de la distribución por áreas de Nitrógeno amoniacal, mayo y noviembre de 1974.

Fig. 12. Histogramas de la distribución por áreas de Nitrógeno de nitritos y nitratos, mayo y noviembre de 1974.

Los datos de salinidad demuestran la existencia de una corriente marina de aguas con alta salinidad proveniente del Golfo de México, la cual penetra dentro de la Laguna de Términos a través de la boca de Paso Real, mezclándose con agua dulce aportada por los tres grandes ríos, originándose de esta manera una masa de agua de baja salinidad, la cual descarga hacia el Golfo de México a través de la boca del Carmen situada en la sección oeste de la laguna. También los patrones de distribución de la salinidad reflejan una gran influencia de la marca, la descarga de los ríos y la acción de los vientos dominantes como agentes primarios de cambio. De este estudio se concluye que el aspecto mas importante de la hidrología fue la variación de la salinidad en este cuerpo de agua, las condiciones variaron de marinas en la sección sur, hasta salobres en las secciones este y oeste, considerando a la región central como una área de transición.

Fig. 13. Histogramas de la distribución por áreas de Sílicedisuelto, mayo y noviembre de 1974.

Fig. 14. Histogramas de la distribución por áreas de Fosfatos, mayo y noviembre de 1974.

La temperatura está afectada principalmente por las condiciones meteorológicas imperantes en cada época, así como también por la acción de los vientos provenientes del Norte y del Sureste que son los dominantes a través del año.

Los nutrientes presentan variaciones estacionales en cuanto a su concentración dentro de la laguna, relacionándose principalmente con la regeneración interna de éstos.

Los valores más altos de nitrógeno inorgánico en forma de amonio se presentaron en la sección este de la laguna debido a la presencia de abundante materia orgánica flotante, proveniente de los estratos superiores del sedimento, la cual es consumida y transformada por acción de microorganismos hasta formas nitrogenadas simples.

También contribuyó a este hecho la pobre circulación de esta área, lo cual no permite una mayor distribución de los compuestos de amonio.

La estación de lluvias aporta una cantidad adicional de nutrientes principalmente amonio, el cual es transportado a la laguna por la descarga de los ríos.

Los resultados obtenidos a través de este estudio muestran que la Laguna de Términos se mantiene como un medio ambiente estuarino oligotrófico, ligeramente alterado por actividades humanas, (Mandelli y Botello, 1975). Sin embargo es de preveerse que en un futuro cercano, el incremento de las actividades agrícolas y el desarrollo urbano e industrial pueden presentar áreas localizadas de contaminación con la consecuente alteración del ecosistema lagunar.

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