Titulo Titulo Limnología básica del lago cárstico turístico Cenote

Hidrobiológica 2009, 19 (2): 177-180
NOTAS
Agosto 2009
Limnología básica del lago cárstico turístico Cenote Azul en Quintana Roo, México
Titulo
Titulo
Basic limnology of the karstic tourist lake Cenote Azul in Quintana Roo, Mexico
Adrián Cervantes-Martínez, Mariela Mezeta-Barrera
y Martha Angélica Gutiérrez-Aguirre
Universidad de Quintana Roo, Cozumel, Quintana Roo, C.P. 77642. México
e-mail: [email protected]
Cervantes-Martínez A., M. Mezeta-Barrera y M.A Gutiérrez-Aguirre. 2009. Limnología básica del lago cárstico turístico Cenote Azul en Quintana Roo, México. Hidrobiológica
19 (2): 177-180.
RESUMEN
Se presenta una descripción de la limnología básica del Cenote
Azul, un sistema cárstico del sur de Quintana Roo, México.
El análisis se realizó a dos niveles, temporal y espacial, en la
región limnética. El sistema se clasificó como monomíctico,
cálido tropical. Los niveles de concentración de oxígeno disuelto,
clorofila a y visibilidad al disco de Secchi, indican condiciones
oligotróficas. Las variaciones del pH, de la concentración de
oxígeno disuelto superficial (0-30 m) y de la temperatura se
encuentran dentro de los límites señalados como aceptables en
los criterios ecológicos y de calidad del agua para la protección
de la vida acuática.
Palabras clave: Cenotes, productividad, estratificación,
oligotrófico, monomíctico.
ABSTRACT
A description of the basic limnology of the Cenote Azul, a
karstic system from Quintana Roo, Mexico is presented. The
analysis was done at temporary and space level, in the limnetic
region. The system was recognized as tropical and monomictic.
Oligotrophic conditions were found with high dissolved
oxygen concentrations, transparency, and low chlorophyll a
concentrations. The pH, oxygen concentration at superficial level
(0-30 m), and temperature, are within the ecological criteria of
water quality for protection of the aquatic life.
Key words: Cenotes, productivity, stratification, oligotrophic,
monomictic.
Los suelos de la península de Yucatán son de origen marino
formados por rocas sedimentarias del Terciario, con predominio
de rocas calizas, por lo que el relieve cárstico es característico.
En esta zona son típicos los sistemas originados por disolución, conocidos regionalmente como cenotes (del vocablo maya
“dzonot” que significa oquedad con agua) y que constituyen la
principal fuente de agua dulce en la península. A excepción del
río Hondo, en Quintana Roo no existen importantes corrientes
superficiales de agua, sino que predominan los sistemas subterráneos (Cervantes-Martínez et al., 2002).
Existe poca información en cuanto a las características
físicas, químicas y biológicas de los cenotes de Quintana Roo;
de hecho hay sistemas inexplorados, sobre todo en el sur del
estado. Los estudios existentes para el área, se han concentrado en el análisis taxonómico de la fauna dulceacuícola, así
como en algunas descripciones geomorfológicas y geoquímicas
(Schmitter-Soto et al., 2002). Debido a lo anterior, nos propusimos
como objetivo de este trabajo describir la variabilidad espacial
y temporal de algunos parámetros físicos y químicos del Cenote
Azul (actualmente de uso turístico, con baja densidad de visitantes), durante un ciclo anual para hacer su caracterización
fisicoquímica. Adicionalmente, analizamos el estado trófico del
sistema, en función de la concentración de clorofila a.
El estudio se realizó en la región limnética del cenote el cual
es abierto, de forma circular, con una profundidad máxima de 65 m
y un diámetro de 200 m, y se encuentra ubicado a 18° 38´ 48¨ LN y
88° 24´ 42¨ LO, aproximadamente a 30 km de la ciudad de Chetumal,
Q. Roo, México. Los vientos dominantes durante la mayor parte del
año son los alisios que soplan desde el sureste, excepto en invierno
cuando dominan los procedentes del norte (Schmitter-Soto et al.,
2002). Las muestras de agua se recolectaron mensualmente (mayo
de 2004 a abril de 2005), cubriendo 3 estaciones climáticas: secas
(febrero a mayo), lluvias (junio a octubre) y nortes (noviembre a
enero). Se registraron in situ la temperatura, el pH, el oxígeno
178
Notas
b
a
0
2
2.5
31
31
32
4
30
29
28
28
29
30
2
28
28
29
29
12
50
M
J
J
A
S
O
28
D
E
NORTES
LLUVIAS
c
N
0.5
28
F
M
A
0
SECAS
Conductividad (ms/cm-1)
d
2.4
Oxígeno (mg/l)
0
5
Abr
29
Feb
29
1
Mar
29
40
29 30
Ene
29
28
28
28
Dic
30
30
30
29
Oct
31
Nov
31
20
Sep
14
1.5
Jul
30
30
Ago
31
Jun
31
10
May
8
Clorofila a (mg/l)
Profundidad (m)
6
2.5
2.6
2.7
10
-5
-5
Profundidad (m)
-15
-25
-35
-45
-55
PROF STD LI STD N
0.38
0.69
0
0.43
0.96
1
0.35
0.83
2
0.66
0.35
3
0.86
4
0.34
5
0.28 0.70
0.37
0.84
6
0.50
7
0.84
0.55
0.82
8
0.45
0.76
9
0.49
0.74
10
11
0.77
0.35
0.33
0.77
12
0.94
0.40
13
0.50
14
0.77
0.84
0.77
15
0.58
0.77
20
0.69
1.50
25
1.52
0.68
30
0.47
1.73
35
1.65
0.65
40
45
1.33
0.66
0.59
2.40
50
STD S
0.96
0.91
1.22
1.09
1.19
0.87
0.78
1.21
0.86
1.17
1.01
1.31
1.16
0.83
0.88
1.11
1.32
0.62
0.19
0.70
0.87
1.41
1.50
Profundidad (m)
-15
-25
-35
-45
-55
PROF
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
20
25
30
35
40
45
50
STD LI
0.025
0.022
0.014
0.014
0.015
0.013
0.016
0.016
0.018
0.018
0.022
0.023
0.027
0.025
0.024
0.026
0.023
0.015
0.018
0.024
0.023
0.018
0.045
STD N
0.042
0.042
0.038
0.038
0.036
0.036
0.036
0.038
0.031
0.031
0.031
0.032
0.031
0.036
0.036
0.031
0.036
0.032
0.032
0.020
0.023
0.015
0.015
STD S
0.024
0.019
0.019
0.020
0.024
0.025
0.025
0.025
0.025
0.027
0.029
0.024
0.024
0.025
0.025
0.029
0.017
0.010
0.010
0.010
0.014
0.013
0.013
Figura. 1 a-d. Perfiles de distintos parámetros fisicoquímicos del Cenote Azul (mayo de 2004 – abril 2005). a) Diagrama espacio-tiempo
de temperatura, b) Concentración promedio vertical/mes de la clorofila a. c) Perfil de concentración de oxígeno disuelto, d) Perfil de
conductividad. En las figuras c-d los cuadros muestran la desviación estándar de las determinaciones por profundidad (= PROF.), desviación
estándar por profundidad en lluvias (STD Ll), en nortes (STD N) y en secas. (STD S).
disuelto, la salinidad y la conductividad del agua, en un perfil vertical con la ayuda de una sonda digital Horiba-10. El perfil se marcó
inicialmente a cada metro hasta los primeros 15 m de profundidad;
después, se distanció el muestreo cada 5 m, hasta llegar al fondo.
Hidrobiológica
179
Notas
La medición de cada parámetro se calibró con base en las técnicas analíticas propuestas en las Normas Oficiales Mexicanas
y en estándares establecidos por las normas de calidad de agua
(Anónimo, 2005). Con los datos obtenidos realizamos una evaluación de las características físicas y químicas del sistema, así como
la clasificación térmica del sitio. El análisis se realizó a dos niveles,
uno temporal (considerando el promedio de los parámetros/temporada) y otro espacial (en el gradiente vertical).
Se midió la visibilidad del disco de Secchi y finalmente, se
determinó la concentración de clorofila a, en muestras de agua
colectadas cada 5 m (desde la superficie y hasta los 20 m). La concentración del pigmento se obtuvo con el uso de filtros Millipore
de membrana de fibra de vidrio, con apertura de poro de 0.45 µm
y un espectrofotómetro modelo Spectronic 21d. Se consideró el
promedio vertical de la clorofila a/mes, durante un período anual
como un indicador del estado trófico del sistema (OCDE, 1982).
La temperatura promedio anual (29.2 ± 0.9 ºC) indicó que
el lago es cálido-tropical (Lewis, 1996), resultado semejante al
reportado para otros cenotes de la región (Flores-Nava, 1994).
El cenote presentó temperaturas máximas a nivel superficial
durante secas y lluvias; mientras que las mínimas se registraron
en nortes. El sistema estuvo térmicamente estratificado durante
las estaciones de secas y de lluvias (con una termoclina entre
los 14 y los 30 m); mientras que durante la estación de nortes
la columna se mezcló (Fig. 1a). Debido al patrón de mezcla y
estratificación descrito, el sistema se consideró monomíctico
cálido, tal y como ha sido reportado para lagos mexicanos con
áreas pequeñas pero profundos, como es el caso de Alchichica
(Alcocer et al., 2000). La mayor diferencia térmica se registró
durante la estación de lluvias (hasta 4.1 ºC, entre el epi y el
hipolimnion) (Fig. 1a). El menor promedio de visibilidad al disco
de Secchi se presentó durante las estaciones de lluvias (10.7
± 1.02 m) y secas (11.4 ± 4.4 m). Considerando el efecto de la
visibilidad sobre la estructura térmica de los lagos (Mazumder
& Havens, 1998), probablemente una mayor turbiedad influye
en la entrada de calor en la columna de agua, así, una mayor
cantidad de calor es atrapada superficialmente por efecto del
material en suspensión, produciendo un mayor gradiente vertical
de temperatura durante la estación de lluvias. Por otro lado, la
mezcla se pudo favorecer con el descenso de la temperatura y
la mayor intensidad de los vientos nortes, comportamiento típico
del trópico húmedo mexicano.
El promedio mensual de clorofila a osciló de 0.005 a 1.79
mg m-3 por lo que de acuerdo con la clasificación de OCDE
(1982) el cenote puede considerarse un sistema oligotrófico.
La concentración más alta de clorofila a/mes se encontró en la
época de lluvias y la menor en la de nortes (Fig. 1b). El valor más
alto coincidió con los niveles más básicos de pH (8.0 a 8.2) en la
región superficial del sistema durante las lluvias, sin embargo,
los valores bajos de clorofila a, sugieren que los cambios en
Vol. 19 No. 2 • 2009
los valores de pH responden a las características típicas de
sistemas carbonatados (Schmitter-Soto et al., 2002), con aguas
básicas en la superficie y una tendencia de neutralidad (pH =
7.4) hacia el fondo
A nivel superficial, las mayores concentraciones de oxígeno
disuelto se registraron durante las estaciones de secas y lluvias
(entre 8 y 8.8 mg l-1, mientras que las mínimas en la de nortes, con
alrededor de 6 mg l-1; Fig. 1c). Exclusivamente en la capa oxigenada del cenote (hasta los 50 m), el promedio anual del oxígeno
osciló cerca de los 6.10 ± 0.90 mg l-1. Se ha observado que los sistemas cársticos profundos del sur de Q. Roo se caracterizan por
tener aguas bien oxigenadas a lo largo de la columna (CervantesMartínez et al., 2002). Sin embargo durante la época de lluvias en
el Cenote Azul, el nivel de oxigeno se redujo prácticamente hasta
la anoxia (promedio de 0.4 mg l-1) después de los 50 m (Fig. 1c).
La conductividad mostró que el sistema es dulceacuícola,
sin haloclina (Fig. 1d), lo cual aparentemente es típico de los
cenotes del sur de Q. Roo cercanos a la costa, es decir a no
más de 25 ó 30 km de distancia al mar (Cervantes-Martínez
et al., 2002).
Concluímos que el Cenote Azul es un sistema monomíctico cálido; la distribución vertical de oxígeno disuelto y pH se
corresponden bien con el patrón de estratificación térmica;
sobre todo en el período de mayor precipitación anual. Durante
esa temporada se encontró además la mayor biomasa fitoplanctónica (evaluada a través de la concentración de clorofila a). Las
variables asociadas al contenido iónico del sistema, mostraron
que el agua es dulce, sin presencia de haloclina. La variación del
pH, la concentración de oxígeno disuelto superficial (0-30 m) y la
temperatura se encuentran dentro de los límites señalados como
aceptables en los criterios ecológicos y de calidad del agua para
la protección de la vida acuática (Anónimo, 1989). Este estudio
provee información básica para el conocimiento limnológico de
los lagos de disolución de Quintana Roo.
AGRADECIMIENTOS
A Manuel Elías-Gutiérrez (ECOSUR Chetumal) y Efraín Pech por
su apoyo en el campo para la toma de datos.
REFERENCIAS
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Notas
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337-381.
Recibido: 4 de diciembre de 2008.
Aceptado: 9 de junio de 2009.
Hidrobiológica