VARIACIÓN ESPACIO-TEMPORAL DE NUTRIENTES DE LA ENSENADA DE LA PAZ, B.C.S., MÉXICO.

Trabajo recibido el 23 de enero de 1987 y aceptado para su publicación el 16 de diciembre de 1987.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

Las lagunas costeras y estuarios poseen la más alta productividad primaria y secundaria en ecosistema naturales, debido a sus numerosas fronteras y naturaleza abierta, que proveen ricos aportes de nutrientes, aunado a una serie de productores primarios organizados en una programación estacional, con abundancia y diversas fuentes de producción primaria, y a una gran proporción de consumidores de amplio espectro (Yáñez-Arancibia, 1978 y 1980). Los procesos de interacción sedimento-agua son importantes en el reciclamiento de los nutrientes para un aprovechamiento óptimo de los mismos. Los ríos y el drenaje terrestre acarrean grandes cantidades de nutrientes que son suplementados con material acarreado Por lluvias y fijación de nutrientes (Mee, 1978).

En las lagunas costeras, se presentan tanto ambientes oxidantes como reductores, por lo que en forma normal se llevan a cabo procesos de denitrificación y redisolución de precipitados de fósforo. De esta manera, los nutrientes almacenados en los sedimentos son liberados a la columna de agua y puestos a disposición de los organismos; los manglares, algas y pastos marinos son importantes productores primarios, y la degradación microbiana de sus productos genera otra importante fuente en el reciclamiento de los nutrientes.

La principal fuente de nitrógeno en el mar, la constituyen los nitritos, nitratos y amonio; estas tres formas de nitrógeno son utilizados por los vegetales para sintetizar sus proteínas (Harvey, 1955). La única forma mineral de fósforo presente en el mar, es como fosfatos, los cuales se asimilan tanto en la luz como en la obscuridad.

Los compuestos estudiados en este trabajo son los micronutrientes inorgánicos; una fuente importante de éstos, así como de los sedimentos alóctonos, la constituyen el material suspendido acarreado por vientos y por el aporte de agua dulce (Day y Yáñez-Arancibia, 1981) de gran importancia en las interacciones fisico-quírnicas y biológicas M ecosistema (Schelske y Odum, 1962).

La Ensenada de La Paz (Fig.1), se encuentra localizada al Sur de la Bahía de La Paz, en el Estado de Baja California Sur, entre las coordenadas geográficas 24°11 y 24°06' de latitud norte, y 110°19'. y 110°25' de longitud oeste. Está separada de la Bahía, por una barrera arenosa de origen marino, llamada "El Mogote", de aproximadamente 11 km de longitud en el sentido este- oeste, 2.7 km en su parte más amplia.

Figura 1. Localización M Área de Estudio; Red de estaciones Hidrológicas.

La Ensenada de La Paz, de acuerdo con Lankford (1977), pertenece al grupo III-A (Barred Inner Shelf). Está formada por una barrera arenosa carente de escurrimientos; la batimetría del fondo puede ser modificada por tormentas, corrientes que puedan segmentar la barrera y formar varias lagunas; la energía es baja a excepción de los canales de mareas.

Su comunicación con la Bahía de La Paz, es a través de un canal de mareas de aproximadamente 1 km de ancho (Sainz, 1984), presenta un régimen de mareas del tipo semidiurna mixta con una amplitud media de 1.02 m y velocidades de corrientes hasta 0.46 m/seg en la boca (Félix Pico, 1976).

La salinidad aumenta hacia el interior de la Ensenada, debido a la poca profundidad de sus aguas, a la alta tasa de evaporación, la escasa precipitación pluvial y a los escurrimientos de agua dulce prácticamente nulos, salvo en ciclones u otros temporales, debido a lo cual presenta características antiestuarinas (Espinoza, 1977).

En Primavera y Verano, la temperatura aumenta regularmente hacia el interior del cuerpo de agua, con valores que van de 20° a 30°C, y de 26° a 29°C, respectivamente. Se observa, por lo general, una diferenciación de zonas con temperaturas mayores hacia el sur donde existen amplias áreas someras, y menores al norte donde hay mayor profundidad (Espinoza, 1977).

Se colectaron muestras de agua tanto de superficie como de fondo con una botella muestreadora tipo Niskin de 1.8 litros de capacidad; se separaron alícuotas de 200 ml para la determinación de nutrientes, las cuales se mantuvieron a -10°C hasta su análisis en el laboratorio, y aproximadamente 300 ml para la determinación de oxígeno disuelto, fijándose el O2 con 1 ml de MgSO4 y 1 ml de yoduro alcalino, conservándose así hasta su análisis en el laboratorio.

La concentración de nitritos se realizó de acuerdo con el método propuesto por Benschneider y Robinson (Rosales, 1979).

La determinación de nitratos se efectuó de acuerdo con el método de Strikland y Parsons (Rosales, 1979), el cual se basa en la reducción cuantitativa de nitratos a nitritos en una columna de cadmio.

El amonio se cuantificó siguiendo el método propuesto por Solórzano (Rosales, 1979), el cual se basa en la reacción del amoníaco con hipoclorito para formar monocloramina en una solución ligeramente alcalina.

Para los fosfatos se utilizó el método de Greenfield y Kalber modificado por Murphy y Riley (Rosales, 1979); las reacciones involucradas en este análisis se desconocen, por lo que es necesario llevar a cabo la técnica bajo las mismas condiciones que han sido determinadas empíricamente.

El método de Winkler, modificado por Carrit y Carpenter (Rosales, 1979), que consiste en formar en la muestra una cantidad de iodo-equivalente al oxígeno presente, se utilizó para la determinación del oxígeno disuelto.

Se encontró un gradiente de concentración de nutrientes entre las muestras superficiales y las de fondo, con excepción de los fosfatos, que en términos generales, presentaron valores muy similares tanto en la superficie como en el fondo (Tablas 1 a la 8). Tales diferencias en los compuestos nitrogenados pueden deberse a la interacción sedimento-agua, mecanismo muy importante en el reciclamiento de nutrientes en cuerpos costeros semicerrados y poco profundos.

En las aguas superficiales de las estaciones 2, 4, 5, 9 y 10, se encontraron menores concentraciones de nitritos, nitratos y amonio, que en las muestras del fondo; dichas estaciones tienen como característica particular que se encuentran situadas sobre el canal de mareas de la Ensenada y en sus bordes NE y SW (Fig.2); probablemente la velocidad de corrientes que se alcanza en pleamar sea un factor importante para esta distribución vertical.

Para las estaciones 6, 7, 8 y 11, se presenta el caso contrario, es decir, las concentraciones superficiales son mayores que las del fondo. Estas estaciones están situadas en áreas más someras de la Ensenada; las estaciones 6 y 7 reflejan el efecto de la descarga de aguas municipales y la 8 y 11 posiblemente, el aporte del estero de Zacatecas.

Con el objeto de determinar la distribución estacional de cada uno de los parámetros analizados, se elaboraron mapas con las isolíneas correspondientes, utilizando para ello el método de interpolación lineal entre cada una de las estaciones muestreadas. (Fig. 3 a la 12).

En el caso del amonio resulta interesante observar (Fig. 3 y 7), que las mayores concentraciones están situadas en la zona de la descarga municipal, tanto en Primavera como en Verano, y dado que los muestreos se realizaron en marea entrante, se observa claramente la intrusión de aguas de la Bahía con menores concentraciones de este compuesto.

TABLA 1 CONCENTRACIÓN DE AMONIO (UG.AT.I-1) DE SUPERFICIE DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

TABLA 2 CONCENTRACIÓN DE AMONIO (UG.AT.I-1) DE FONDO DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

TABLA 3 CONCENTRACIÓN DE FOSFATOS (UG.AT.I-1) DE SUPERFICIE DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

TABLA 4 CONCENTRACIÓN DE FOSFATOS, (UG.AT.-1) DE FONDO DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

TABLA 5 CONCENTRACIÓN DE NITRITOS (UG.AT.l-1) DE SUPERFICIE DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

TABLA 6 CONCENTRACIÓN DE NITRITOS (UG.AT.I-1) DE FONDO DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

TABLA 7 CONCENTRACIÓN DE NITRATOS (UG.AT.I-1) DE SUPERFICIE DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

TABLA 8 CONCENTRACIÓN DE NITRATOS (UG.AT.l-1) DE FONDO DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

Figura 2. Batimetría de la Ensenada de La Paz (m) modificado de Sainz-Hernández (1984).

La distribución de isolíneas de fósforo presentan un patrón muy regular que solamente se ve alterado por los aportes de la descarga de aguas negras (Fig. 4 y 8).

Como los valores de oxígeno disuelto para la superficie y el fondo resultaron prácticamente similares, es decir no se observó gradiente vertical alguno, su análisis se hace utilizando el promedio de concentración en ambos. Durante la época de Primavera, se registraron valores altos, cercanos a la saturación, y para el Verano la concentración de oxígeno disuelto descendió, lo cual puede estar relacionado con el aumento de temperatura en la columna de agua (Fig. 11 y 12).

El comportamiento de nitritos y nitratos es opuesto, ya que mientras que para los primeros, el gradiente es de la boca hacia el interior de la Ensenada, para los segundos, lo es del interior de la misma hacia la boca, lo cual sugiere aporte de nitritos (contaminación orgánica reciente) por parte de la descarga de aguas municipales, por un lado, y por el otro, aporte de la forma más oxidada de nitrógeno por parte de la Bahía.

Figura 3. Distribución de amonio durante el mes de mayo (ug.at.I-1). Figura 4. Distribución de fosfatos durante el mes de mayo (ug.at.l-1).

Figura 5. Distribución de nitritos durante el mes de mayo (ug.at.I-1). Figura 6. Distribución de nitratos durante el mes de mayo (ug.at.l-1).

Figura 7. Distribución de amonio durante el mes de septiembre (ug.at.I-1). Figura 8. Distribución de fosfatos durante el mes de septiembre (ug.at.l-1).

Figura 9. Distribución de nitritos durante el mes de septiembre (ug,.at.I-1). Figura 10. Distribución de nitratos durante el mes de septiembre (ug.at.l-1).

Figura 11. Distribución de oxígeno durante el mes de septiembre (ml.l-1). Figura 12. Distribución de oxígeno durante el mes de mayo ml.l-1

Con el fín de observar y analizar la distribución espaciotemporal de los nutrientes y el oxígeno disuelto en la Ensenada, se elaboraron gráficas al respecto (Figs. 13 a la 21). Para el caso del oxígeno disuelto (Fig.13) se observa que su distribución está fuertemente influenciada por agua de la Bahía de La Paz, ya que hay una intrusión de sus aguas con un contenido de O2 entre 4.6 y 4.0 ml/l, que se inicia durante los meses de abril y mayo, y para agosto y septiembre llegan al interior de la Ensenada (estación 11; km 12 desde la boca). Se puede concluir que la distribución del oxígeno disuelto en la Ensenada de la Paz, se encuentra significativamente influenciada por aguas de la Bahía siendo ésta mayor durante el Verano.

Figura 13. Distribución estacional de oxígeno promedio (ml.l-1)

La distribución espacio-temporal de fósforo (Figs. 16 y 17), tanto de superficie como de fondo, muestra un patrón más o menos homogéneo, sobre todo para aguas superficiales, ya que aparentemente están bien representadas las aguas de la Bahía y de la Ensenada.

En las Figs. 18 y 19 resalta el hecho de que las más altas concentraciones de nitratos tanto en Primavera como en Verano se presentan entre las estaciones 1 y 2, lo cual sugiere un aporte de la Bahía a la Ensenada de dicho nutriente, fenómeno que resulta aún más claro en las Figs. 6 y 10 donde están dibujadas las isolíneas para la concentración de nitratos; los niveles de este compuesto, en general son bajos, teniendo sus máximos valores en la boca y canal de marcas, lo que hace suponer a las aguas de la Bahía como ricas en nitratos.

Figura 14. Distribución estacional de amonio de fondo (ug.at.I-1). Figura 15. Distribución estacional de amonio superficial (ug.at.I-1).

Figura 16. Distribución estacional de fosfatos de fondo (ug.at.I-1). Figura 17. Distribución estacional de fosfatos de superficie (ug.at.I-1).

Figura 18. Distribución estacional de nitratos de fondo (ug.at.I-1). Figura 19. Distribución estacional de nitratos de superficie (ug.at.I-1).

Figura 20. Distribución estacional de nitritos de fondo (ug.at.I-1). Figura 21. Distribución estacional de nitritos de superficie (ug.at.I-1).

Los registros de nitritos en el área de estudio fueron bajos, quizás debido a que los procesos que lo producen, tales como nitrificación y degradación bacteriana, probablemente no sean un factor importante en el reciclaje del nitrógeno en esta zona, dado que el ambiente presenta buena oxigenación y penetración de luz; sin embargo, en las Figs. 20 y 21, se ve con claridad la influencia de la Bahía sobre la Ensenada, con respecto a este factor.

La distribución estacional de amonio (Fig. 14 y 15) presenta sus mayores concentraciones hacia el interior de la Ensenada, principalmente durante el Verano; sin embargo, se registraron algunos valores elevados frente a la población de La Paz, lo cual puede deberse a algunos drenajes clandestinos en la zona.

Es importante resaltar el valor de la Ensenada como un ecosistema de alta productividad, hecho que se refleja en los valores de clorofila "a" encontrados por Lechuga (1977), cuyo único factor limitante podría ser la turbidez (Lechuga, 1977).

La Ensenada recibe la descarga de aguas municipales de la Ciudad de la Paz, influencia que hasta el momento de este estudio no fue notoria en forma sustancial, ya que si bien es cierto que en la estación 6 ubicada justamente frente a la descarga se encontraron valores altos de amonio, éstos no representan ninguna alteración debida al emisor de aguas negras ahí situado, sino que solamente sirven como indicador de su presencia. El volúmen aproximado del vaso de la Ensenada es de 120 6 x 10 m³ , el cual comparado con el total de aguas negras descargado durante todo el año (2.3 x 10 6) o con el volumen promedio diario, hace evidente que la influencia de la descarga de aguas municipales sobre la calidad de las aguas de la Ensenada es mínima o de carácter puntual (estación 6) (García, 1977).

TABLA 9 CONCENIRACIÓN PROMEDIO DE OXÍGENO (ml.l-1) SUPERFICIE Y FONDO DURANTE EL PERIODO PRIMAVERA-VERANO

De acuerdo con Félix Pico (1976), el tiempo necesario para que se renueve toda el agua es de seis ciclos de marca o aproximadamente tres días, de lo cual se desprende, que las aguas negras descargadas son rápidamente diluídas dado su reducido volumen y poco tiempo de permanencia.

Durante el período de estudio la concentración de amonio se comportó en forma normal, es decir, no se observaron concentraciones muy elevadas que pudieran producir efectos negativos en el ecosistema, ni tan bajas que limitaran el desarrollo de las especies fitoplanctónicas presentes.

Las bajas concentraciones de nitritos hacen pensar que los procesos que les originan no son un factor importante en este ecosistema, y el posible aporte de nitratos desde la Bahía hasta la Ensenada, sugiere un intercambio de nitrógeno entre ambos ecosistemas: la Ensenada exporta a la Bahía a la forma reducida (amonio), e importa de la misma forma oxidada de nitrógeno (nitratos).

TABLA 10 AMONIO SUPERFICIAL (ug.at.I-1).

TABLA 11 AMONIO DE FONDO (ug.at.I-1).

TABLA 12 NITRITO SUPERFICIAL (ug.at.I-1).

TABLA 13 NITRITO DE FONDO (ug.at.I-1).

TABLA 14 NITRATO SUPERFICIAL (ug.at.I-1).

TABLA 15 NITRATO DE FONDO (ug.at.I-1).

TABLA 16 FOSFATO SUPERFICIAL (ug.at.I-1).

TABLA 17 FOSFATO DE FONDO (ug.at.I-1).

TABLA 18 OXÍGENO DISUELTO (ml.l-1)

Los análisis de nutrientes se efectuaron en la Estación Mazatlán del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM, con el apoyo y asesoría de R. Escalona, a quien por este conducto, hacemos llegar nuestro sincero agradecimiento. Asimismo, agradecemos a Rochin Ramírez, la transcripción del manuscrito original.

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