Dinámica fisicoquímica y fitoplanctónica del embalse Guajataca, Puerto Rico

Abstract

Artificial reservoirs, as well as the natural lakes, are threatened by the contamination, fertilization (nutrients) or the gradual eutrophication of their waters, with the subsequent loss of water quality. Therefore, during an evaluation of water availability, it is not only necessary to know water quantity, but also its physical, chemical and biological characteristics, and determine an optimal use. The purpose of the following investigation was to evaluate the physicochemical and phytoplanktonic characteristics of the Guajataca reservoir, with the purpose of knowing the spatial, temporal, and vertical dynamics of the water quality, the phytoplankton community present in the photic zone, the chlorophyll-a concentrations, and the trophic state of the reservoir. Monthly samplings were conducted during the day (09:00), from March 2004 until February 2005, in two sampling stations: the inlet and near the dam. Water transparency was determined by means of the Secchi disk. For each station, punctual profiles were made, at each meter, from the surface until the maximum depth, measuring: temperature (ºC), dissolved oxygen (O2 mg/l), pH [H+] and conductivity (μS/cm/25ºC). Within the photic zone of the two stations, samples were collected in the water column with a horizontal-type Van Dorn bottle with capacity of 2 liters. A liter was used for chemical analyses (total nitrogen, total phosphorus, turbidity, suspended solids), while the other one was used to study the phytoplankton. Algal biomass was estimated by means of the chlorophyll-a acetone extraction method. Phytoplankton was fixed in 4% formalin, concentrated by centrifugation to 100 ml, and later counted with the aid of a 1 ml Sedgwick-Rafter sedimentation chamber. Low transparency values were registered, probably due to the high content of organic and inorganic matter in the water. A stable thermal stratification was observed during most of the year, what allowed us to classify the reservoir as warm monomictic. Dissolved oxygen dissolved in the surface was relatively high; however, anoxic conditions were present in the hypolimnion during the whole period of study. The reservoir presented a low salinity, reflected in its low conductivity values. The water pH was slightly alkaline. Moderate nutrient concentrations were detected, especially of available phosphorus; therefore, when applying the Carlson index the reservoir was classified as mesotrophic. The relationship NT:PT, was higher than 9, indicating that phosphorus was the limiting nutrient in the reservoir. The values for suspended solids and turbidity were very low, so these parameters probably do not interfere with the productivity of the reservoir. Chlorophyll-a concentration reflected the annual variation in phytoplankton, its concentration being higher during summer, when solar radiation was also higher. The diversity and abundance of the phytoplankton was relatively low, as a total of 22 taxa, belonging to 20 genera and 6 classes, were registered. Euglenophyta was the dominant group along the year, contributing 43.9% of the total biomass. The dinoflagellates (Pyrrophyta) were the second most important group with 34.9% of the biomass, and Chlorophyta was the group with 10.71%. The phytoplanktonic community was structured (distributed), basically, in accordance to nutrient and light availability. Their behavior closely followed the climatic variations, particularly of the pluvial regime.

Los embalses artificiales, al igual que los lagos naturales, están amenazados por la contaminación y la fertilización (nutrientes) o eutroficación paulatina de sus aguas, con la consiguiente pérdida de calidad. Por ello, en la evaluación de la disponibilidad del agua, no sólo es necesario saber qué cantidad está a nuestro alcance sino, además, deben conocerse sus características físicas, químicas y biológicas, y determinar así un uso óptimo. El propósito de la siguiente investigación fue evaluar las características fisicoquímicas y fitoplanctónicas del embalse Guajataca con el fin de conocer: la dinámica espacial, temporal y vertical de la calidad del agua, la comunidad de fitoplancton presente en la zona fótica, los valores de clorofila a y el estado trófico del embalse. Se realizaron muestreos mensuales diurnos (09:00), desde marzo de 2004 hasta febrero de 2005, en dos estaciones de muestreo: cola y presa del embalse. La transparencia del agua se determinó mediante el disco de Secchi. Para cada estación se hicieron perfiles puntuales, a cada metro desde la superficie hasta la máxima profundidad, y se midió: temperatura (ºC), oxígeno disuelto (O2 mg/l), pH [H+] y conductividad (μS/cm/25ºC). En la zona fótica de las dos estaciones se tomaron muestras en la columna de agua con una botella horizontal tipo Van Dorn con capacidad de 2 litros. Un litro se destinó para el análisis químico (nitrógeno total, fósforo total, turbidez, sólidos suspendidos) y el otro se utilizó para estudiar el fitoplancton. La biomasa algal se estimó mediante la extracción de clorofila-a con acetona. El fitoplancton colectado se fijó con formalina al 4% y se concentró por centrifugación en 100 ml de muestra para su posterior conteo con una cámara de sedimentación de 1 ml de capacidad tipo Sedgwick - Rafter. Se registraron bajos valores de transparencia, debido a la alta cantidad de materia orgánica e inorgánica presente. Se registró una estratificación térmica estable durante la mayor parte de año, lo que permitió clasificar el embalse como cálido monomíctico. El oxígeno disuelto en la superficie estuvo relativamente alto, sin embargo, se presentaron condiciones de anoxia en el hipolimnion del embalse durante todo el periodo de estudio. El embalse v presentó una salinidad baja, reflejada en sus bajos valores de conductividad. Las aguas presentaron un pH ligeramente alcalino. Se detectaron medianas concentraciones de nutrientes, especialmente de fósforo disponible, por lo que al aplicar el índice de Carlson, el embalse pudo ser clasificado como mesotrófico. La relación NT:PT, fue superior a 9, indicando que el nutriente potencialmente limitante en el embalse fue el fósforo. Los valores de sólidos suspendidos y turbidez fueron muy bajos, por lo tanto estos parámetros no interfieren en la productividad del embalse. La clorofila a reflejó la variación anual de la biomasa del fitoplancton siendo mayor su concentración en verano, cuando hubo mayor disponibilidad de nutrientes y radiación solar. La diversidad y abundancia del fitoplancton fue baja; se registraron un total de 22 taxones pertenecientes a 20 géneros y 6 clases. Euglenophyta fue el grupo dominante a lo largo del año, contribuyendo con un 43.9% al total de la biomasa. Los dinoflagelados (Pyrrophyta) fueron el segundo grupo en importancia, con un 34.9% de la biomasa algal, y el tercer grupo fue el de las Chlorophyta con un 10.71%. La comunidad fitoplanctónica se estructura, básicamente, en relación a la disponibilidad de nutrientes y luz, y su comportamiento sigue estrechamente las variaciones climáticas, particularmente del régimen pluvial.