Caracterización de laguna costera Ría de Celestún, Calkiní, Campeche
INTRODUCCIÓN
La zona de manglares es de gran importancia no sólo humana, sino climática, para sobrevivencia de fauna y flora. México está catalogado como uno de los primeros sitios con mayor superficie de manglares (Rodríguez-Zúñiga et al., 2013). De acuerdo con Spalding et al. (2010) México representa el 5% del total mundial de manglares (Rodríguez-Zúñiga et al., 2013). La superficie de manglar en México es de 905,086 ha (CONABIO, 2020) sin embargo, a pesar de los esfuerzos por conservarlos, aún hay pérdidas muy grandes de estos ecosistemas.
La importancia de la conservación de los manglares va más allá de solo proteger a las costas de los huracanes. Tener barreras naturales contra oleaje fuerte y erosión de las playas, también significa mantener un nivel de pesquería estable durante el año debido a las especies que se apoyan en estos ecosistemas para reproducirse, son ecosistemas que absorben grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera, reduciendo la concentración de gases de efecto invernadero (GEI). Según estudios realizados por Herrera-Silveira, también ayudan a combatir los efectos del aumento del nivel del mar.
Conocer los servicios ecosistémicos que ofrecen estos sistemas de manglares y acuáticos (esteros, lagunas, etc.) nos permite entender la importancia de la preservación para la humanidad y el equilibrio ecológico e hidrológico en el mundo.
UBICACIÓN
Ecosistema: Laguna costera
Ubicación: Real de salinas, Calkiní, Campeche. Ría de Celestún.
GPS: 20°49'01.9"N 90°23'33.4"W
La laguna costera del presente estudio se encuentra en la llamada Ría de Celestún, ubicada al Oeste de la Península de Yucatán entre las coordenadas 20°49'01.9"N 90°23'33.4"W, en el estado de Campeche y con centro el pueblo abandonado de Real de Salinas en el municipio de Calkiní, con una extensión de 28 km2 (Herrera-Silveira, 1997).
A unos 5 km aproximadamente al sur del puerto yucateco de Celestún y a unos 105 km al norte de la capital del estado de Campeche, este pueblo era a principios de siglo XIX un gran productor de sal y de un árbol perteneciente a la familia de las leguminosas Haematoxylum campechianum o Palo de Campeche, Palo de tinte y logwood en inglés (Andrews, et al. 2006).
Con un tipo de clima Aw- Tropical de sabana, con rangos de humedad semiáridos (BS1), en este tipo de clima, las estaciones de sequía duran entre seis y ocho meses al año (FAO y UNESCO, 1976); la laguna tiene rangos de precipitaciones que van desde los 600 a los 800 mm/año (CONABIO, 2020); la temperatura anual promedio es de 26.4°C (Worldclim, 2020).
Los principales procesos hidrológicos que se manifiestan en la laguna, y que forman parte del ciclo hidrológico son: (i) la precipitación, la cual es muy importante como transportador de nutrientes; (ii) la evaporización, que ocurre en el océano y dentro de la laguna; (iii) la transpiración de las plantas, liberando vapor de agua e intercambiando gases a través de sus estomas; y (iv) la condensación, que concentra el agua para luego precipitarla.
Con base en los datos de Worldclim (2020) la precipitación media anual alcanza los 755.75 mm/año. Worldclim es una base con mediciones de condiciones climatológicas mensuales alrededor del mundo de temperaturas (mínimas, máximas y medias), precipitación, radiación solar, presión de vapor y velocidad del viento durante los años 1970-2000, a una resolución aproximada de 1 km2 (Fick y Hijmans, 2017).
En la Figura 2 vemos el patrón anual de precipitación en la laguna de estudio, obtenido usando los valores mensuales promedios Worldclim (2020). La temporada de mayor precipitación se da entre los meses de junio a octubre sumando 594 mm de los 755.75 mm de total del año (78.59%). En particular, el mes de septiembre presenta la mayor cantidad de precipitación con valor promedio de 142 mm. La temporalidad observada en la precipitación se relaciona con la variación de la temperatura mensual (Figura 2), la cual también muestra las más altas temperaturas durante el periodo de junio-septiembre. Sin embargo, las altas temperaturas (>28°C) se presentan en los meses de mayo a agosto.
Figura 2. Diagrama ombrotérmico del comportamiento de precipitaciones y temperaturas de la
zona de Real de Salinas, Campeche. Datos obtenidos de www.worldclim.org, de 1970 a 2000.
Parte del agua que precipita sobre un ecosistema regresa a la atmósfera para completar su ciclo, ya sea por medio de la evaporación de cuerpos de agua como la laguna o el océano, y del suelo (que ocurre cuando el agua pierde calor latente), así como de la transpiración de las plantas y animales que habitan en éste. La combinación de estos procesos se llama evapotranspiración, misma que depende de factores que interactúan entre sí, definiéndose unos de los otros tales como: (i) la radiación solar, los rayos del sol que llegan a la tierra varían su intensidad de acuerdo con la latitud y el ángulo de la eclíptica; (ii) la precipitación, la cantidad de agua que precipita; (iii) la temperatura, que incrementa el calor en el medio y el agua; (iv) el viento, que transporta el vapor de agua a diferentes lugares de la atmósfera; y (v) organismos como las plantas y animales.
La evaporación es superior a los 100 mm/mes durante todo el año, teniendo los meses comprendidos por enero, febrero, noviembre y diciembre, con un incide < 120 mm/ mes, llegando a su punto máximo de precipitación (190.07 mm/mes) en mayo (Figura 3). Esta cantidad se condensa en forma de nubes y posteriormente, precipita.
Figura 3. Gráfica de relación temperatura máxima promedio de cada mes con la evaporación
de cada mes. Datos obtenidos de la base del Centro Meteorológico Nacional, en la estación
31004 Celestún, Yucatán.
El mes de mayo presenta la mayor temperatura del año con 35.6 °C. De manera equivalente, la radiación y la evaporación presentan valores máximos de 21,425.75 kW/m2 y 190.07 mm/mes, respectivamente (Figura 4). Por lo tanto, los datos muestran una relación directa entre radiación solar, temperatura y evaporación. Esto se debe al calor específico del agua, es decir, que mientras más energía reciba, más incrementará su calor hasta cambiar de estado de agregación y, por lo tanto, a mayor temperatura se presenta un mayor índice de evaporación.
Figura 4. Radiación solar por mes en la zona de la Ría de Celestún, Campeche. Datos
obtenidos de Worldclim.org, 1970-2000.
Esto es importante, pues el vapor condensado en la atmósfera da paso a la precipitación, como se aprecia en la Figura 5. El vapor medido en Pascales (Pa) es mayor en los meses de junio a agosto, alcanzando el valor máximo 2.99 Pa (agosto), lo que corresponde a los meses de precipitación o temporada de lluvias (Figura 5). El vapor en la atmósfera comienza a subir en los meses de febrero a marzo, donde hay temporada de sequía, pues el agua evaporada es mayor a la precipitación.
Para el mes de mayo la temperatura alcanzó su máximo (35.68 °C), y el vapor de agua continúa acumulándose en la atmósfera, pero sin condensar, ni precipitar. En el mes de junio, los niveles de vapor ya se encuentran en un segundo máximo, con 2.95 Pa y comienza a condensarse para dar paso a la precipitación (junio a octubre).
En el mes de agosto cuando el agua que había en el ecosistema se une al agua precipitada y el vapor es máximo, de 2.99 Pa y continúa precipitando, hasta alcanzar un máximo de precipitación de 142 mm en el mes de septiembre.
Al contrario de las temperaturas altas, cuando el vapor de agua se enfría éste condensa, pero no en forma de nubes, sino en punto de rocío ayudado de las plantas y de las partículas de sal y de suelo en donde el vapor de agua se fija por las partículas sólidas, como los cristales de sal, esto sucede en los meses con temperaturas más bajas que van desde el mes de noviembre a febrero.
Los niveles de evaporación y precipitación se relacionan directamente con la concentración salina del lugar. Al haber más evaporación de agua dulce, las condiciones salobres se incrementan, dejando un ecosistema predominantemente salado y con poca disponibilidad de agua, caso contrario, al haber más precipitación, la concentración salina disminuye. Herrera-Silveira (1996) midió la salinidad del lugar y en diversos estudios, identifica que los porcentajes más altos de salinidad se dan en los meses de baja o nula precipitación entre noviembre y mayo, teniendo una media anual de 24.38%.
Figura 6. Relación evaporación y viento. Datos obtenidos de Worldclim.org, 1970-2000.
La velocidad del viento en los meses de abril y mayo se encuentra sobre los 4.8 km/h y 4.6 km/h respectivamente, siendo estos sus puntos máximos coincidiendo con los puntos máximos de la evaporación, a diferencia de su punto mínimo en el mes de agosto, donde el viento presenta una velocidad de 3.5 km/h y la evaporación en diciembre con un valor de 99.3 mm. Su relación se debe a que la velocidad del viento aumenta la evaporación ya que sustituye el aire húmedo por aire seco.
La evapotranspiración se mide con la evapotranspiración potencial (ETP), que es la que en condiciones óptimas debería suceder en un ecosistema dado, y la evapotranspiración real (ETR), que es la medida a partir de las condiciones hidrológicas de un ecosistema específico.
La ETP medida para la laguna del área de estudio es de 1664.26 mm/año y la ETR de 734.18 mm/año, siendo que la precipitación de 755.75 mm/año lo que significaría que 21.56 mm/año es aprovechado realmente por el ecosistema. La liberación de agua es casi del 100% por lo que la necesidad de agua dulce del ecosistema es el doble (ETP) de lo que precipita (775 mm/año). Esto sugeriría un ecosistema árido. Sin embargo, las adaptaciones de las plantas, el agua disponible de la escorrentía subterránea, la que emana a la superficie (ojos de agua) y el tipo de suelo, permiten una disponibilidad de agua mas o menos constante y que no se ha medido por dificultad del procedimiento.
- Adaptación de las plantas: Las plantas que se encuentran en nuestra zona de estudio en su mayoría corresponden a una comunidad vegetal de tipo Hidrófila característica de zonas pantanosas e inundables de aguas dulces o salobres poco profundas (FAO Y UNESCO, 1976). El 70-90% de peso de las plantas es agua y gran parte se libera de las plantas hacia la atmósfera, ya sea por evaporación foliar o por transpiración a través de sus estomas.
- El tipo de suelo: Tiene una relevancia en el ciclo hidrológico, así como en las plantas. En la zona de la Ría de Celestún, zona estudiada, tenemos un suelo tipo Solonchak (CONABIO, 2020) que presenta características con alto contenido en sales, por lo que se requiere un riego constante y suficiente de agua dulce para que el nivel de sales solubles se mantenga a un mínimo (FAO y Unesco, 1976). Así como suelo cárstico compuesto principalmente por carbonato de calcio y magnesita, lo que reduce la cantidad de materia orgánica presente, caracterizado además por su alta infiltración, lo que no permite que haya escorrentía superficial sino subterránea.
- Los ojos de agua: Es la acumulación de agua que se presenta en suelos principalmente cársticos con alta porosidad (Sánchez y Pinto et al., 2015) proveniente del norte (agua dulce de cenotes) y del sur (agua de mar) y que, al acumularse en el manto freático, busca salir por las zonas con menor altitud al nivel del mar posible, debido a la escorrentía subterránea; muchas veces siendo la zona de descarga el área costera (Sánchez y Pinto et al., 2015), siendo éstos junto con la precipitación, los principales proveedores de agua dulce del ecosistema.
- Figura 7. Manglar rojo (Rhizophora mangle)
Según la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP) en su última actualización de datos del 2019, las especies vegetales representativas de la zona son:
Mangle rojo (Rhizophora mangle)
Mangle negro (Avicennia germinans)
Mangle botoncillo (Conocarpus erectus)
Mangle blanco (Laguncularia racemosa)
Chicozapote (Manilkara zapota)
Tinte (Haematoxylon campechanum)
Verdolaga de playa (Sesuvium postulacastrum)
Saladilla (Batis maritima)
La vegetación abundante en el área es el mangle, organismos autótrofos o productores primarios que sintetizan la radiación del sol en forma de energía electromagnética (materia inorgánica), y que es transformada en Materia orgánica, proceso conocido como fotosíntesis. Por medio de un sistema de reacciones químicas, se procesa la energía electromagnética y producen moléculas ATP que le sirve a la planta para crecer y generar biomasa. Los mangles no son los únicos organismos autótrofos que se encuentran ahí, también existen plantas palustres y fitoplancton (diatomeas y dinoflagelados) (Ghinaglia, 2004). De igual forma, Ghinaglia (2004) sostiene que la zona oeste de la Península de Yucatán que corresponde a Campeche y sus lagunas costeras, presenta valores altos de nutrientes inorgánicos donde se encontró la mayor concentración, riqueza y diversidad de Fitoplancton. Según las condiciones de salinidad, pH, oxígeno disuelto, transparencia, temperatura y nutrientes en el agua es la presencia de diferentes plantas palustres de gran importancia para la producción primaria.
El mangle más común en México es el rojo (Rizhophora mangle) con raíces aéreas. Hacia tierra firme están el mangle negro (Avicennia germinans) y en lugares de agua dulce predomina el botoncillo (Conocarpus erecta) (FAO y Unesco, 1976).
Los mangles, son plantas de una altura de 3 a 5 m y en ocasiones hasta los 25 m, que se distribuyen en orillas bajas y fangosas de las costas, como esteros; dicotiledóneas (CONABIO, 2020) con tipo de metabolismo fotosintético tipo C3 y comúnmente concebidos como especies adaptadas al agua salina, pero sólo pueden tolerarla con cierta frecuencia o duración de la inundación ya que incluso, afecta a su crecimiento (Salas, 2019) y esto depende de la especie. Poseen adaptaciones que les permiten tolerar un rango amplio de salinidad y sobre todo de inundación (Tomlinson, 2016; Rodriguez-Zúñiga et al., 2013; Lugo y Snedaker, 1974). Deben mantener el agua en sus organismos cuando el agua dulce disminuye y queda únicamente el agua salada, y esto se logra mediante ajustes osmóticos que permiten disminuir el potencial osmótico más que el del agua salobre en los cuales se encuentran, esto, para no perder agua (Reef y Lovelock, 2015; McKee, 1996). Los mangles, tienen el gran reto de absorber y transportar oxígeno y agua en condiciones salinas-anóxicas (Salas, 2019).
Se demostró que la salinidad de la laguna varía de acuerdo con las entradas de agua de mar (en el sur) y de agua dulce (en el norte), por lo que la boca de la laguna tiene más agua dulce que salada (Stalker et al., 2014). La diversidad de los manglares disminuyó significativamente con el incremento en la salinidad, por el contrario, donde hay menos salinidad, la diversidad de especies de mangle aumenta (López y Ezcurra, 2002). Dada la salinidad de la zona estudiada, la especie que habita con mayor distribución es la especie Avicennia germinans o mangle negro. Esta especie excreta la salinidad vía glándulas foliares por medio de pequeños cristales sobre el haz de las hojas, mismas que son perennes (Rodríguez, 2000)
Los factores abióticos (la precipitación, disponibilidad del agua, el viento, la radiación, los suelos, salinidad y la temperatura) influyen directamente en el crecimiento de las plantas. Este crecimiento es la producción primaria neta (PPN), que representa la cantidad de biomasa real que estará disponible para organismos heterótrofos dentro del ecosistema.
Con la base de datos de Moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) tomada de los años 2014 a 2016 (diciembre 2014 a noviembre 2016) podemos analizar su comportamiento con relación a los factores abióticos y procesos hidrológicos.
Figura 16. Relación producción primaria neta (PPN) (MODIS. Net primary production, NASA consultado
en 2020) de la zona de la Ría de Celestún (zona estudiada) con las precipitaciones mensuales
en el histórico de 1970 al 2000.
En la Figura 16 la PPN reduce en la temporada de precipitación. En el mes de febrero alcanza valores de 4.37 kgC/m2 pero baja en el mes de agosto hasta 1.27 kgC/m2. Esto indica, como señala Salas (2019) que conforme aumenta el nivel de inundación (debido a la precipitación), se presenta menos biomasa y área de hojas, menor biomasa de raíces y biomasa total, hay una relación positiva entre la precipitación y la caída de hojarasca (López y Ezcurra, 2002). Con respecto a la radiación o energía electromagnética disponible en el ecosistema.
Figura 17. Relación producción primaria neta (PPN) (MODIS. Net primary production, NASA consultado
en 2020) de la zona de la Ría de Celestún (zona estudiada) con la radiación mensual en el histórico
de 1970 al 2000.
La radiación solar se relaciona con la temperatura de la zona (Figura 17), así como con la evaporación del agua precipitada. Cuando hay mayor radiación solar (>1986.75 kW/m2 meses abril a septiembre), la producción de hojas y raíces no es tan alta como en los meses con menos, (<16386.75 kW/m2 meses octubre a marzo), donde la planta aumenta su biomasa.
Con relación a la evaporación, la PPN se comporta de manera similar. Cuando la evaporación tiene valores menores a 2.4725 Pa (meses noviembre a marzo), la producción es alta, se generan nuevas hojas y raíces. Aunque cuando el vapor alcanza valores mayores a 2.4725 Pa (meses abril a octubre), la producción disminuye. Esto se comporta similar a la precipitación, pues las inundaciones limitan el crecimiento de los mangles promoviendo la hojarasca en la zona.
Figura 18. Relación producción primaria neta (PPN) de la zona de la Ría de Celestún
(zona estudiada) con la radiación mensual en el histórico de 1970 al 2000.
Todo lo anterior indica que la caída de las hojas aumenta cuando los niveles de evaporación, radiación solar y temperatura aumentan (López y Ezcurra, 2002). Todo lo anterior nos indica la eficiencia del agua total del ecosistema durante dos años. Esto se mide dividiendo la PPN con la evapotranspiración real:
Siendo la PPN promedio (años diciembre 2014 - noviembre 2016) de 3.0070833 kgC/m2 y la evapotranspiración real anual promedio 734.18098 mm/año, da como resultado:
Para este cálculo se usaron los valores de ETR por medio de la fórmula de Turc, con la base de datos de Worldclim (2020).
Para entender la eficiencia de agua del ecosistema, graficamos mensualmente ambos años de muestra y lo relacionamos con la precipitación Worldclim (2020), como se muestra en la Figura 19.
En la temporada con más precipitación (meses junio a octubre) la eficiencia del agua en el ecosistema es menor que en las temporadas de sequía (diciembre a mayo). El uso más eficiente del agua se da en el mes de febrero con un valor de 0.03798889 kgC.m-2mm-1mes-1 y el mes agosto siendo el más deficiente con 0.00861917 kgC.m-2mm-1mes-1. Esto indica que cuando más agua precipita, el ecosistema es menos eficiente en el uso o aprovechamiento de esta.
En esta zona, también existe una diversificación de especies heterótrofas, es decir, que requieren consumir materia orgánica producida por los autótrofos o productores primarios. Mamíferos, aves, peces, reptiles, bacterias y anfibios, son parte de lo que se encuentra en la zona de la laguna y alrededores, pero predominan los invertebrados, los peces y aves, respectivamente.
Al igual que las plantas, muchos animales han desarrollado estrategias adaptativas con relación al medio en el que se desenvuelven, como los grados de salinidad, la disponibilidad de agua y la temperatura.
Según la CONANP en su última actualización de datos del 2019 y la base de datos de la CONABIO (2020), los organismos heterótrofos representativos en la zona son:
Garza roja (Egretta rufescens)
Cigüeña americana (Mycteria americana)
Cigüeña jabirú (Jabiru mycteria)
Ibis blanco (Eudocimus albus)
Flamenco (Phoenicopterus ruber)
Ocelote, tigrillo (Leopardus pardalis)
Jaguar (Panthera onca)
Jaguarundi, leoncillo (Puma yagouaroundi)
Cocodrilo de pantano (Crocodylus moreletii)
Pato perulero o real (Cairina moschata)
Oso hormiguero (Tamandua mexicana)
Escarabajos (Canthon leechi)
Libelulas (Anatya guttata)
Hormiga (Formicidae sp)
Araña seda dorada (Nephila clavipes)
Och-Kan (Boa imperator)
Víbora de Cascabel “Tzabcan” (Crotalus Atrox)
Iguana verde (Iguana iguana)
Sapo Gigante (Bufo Marinus)
Los animales predominantes son aves, insectos, reptiles, anfibios y peces.
Las aves marinas, (organismos hipo-osmóticos) han desarrollado estrategias adaptativas que les permite sobrevivir a ambientes salinos como la glándula de sal. Sal que es expulsada por medio de grandes cantidades de orina y excreción. Esto también aplica para los reptiles. Pueden reducir el estrés osmótico ingiriendo presas hipo-osmóticas o con menor cantidad de agua, así como ingiriendo agua dulce de las zonas de disponibilidad, y con esto disminuyen la ingestión de sales (Sabat, 2000). Las aves tienen un tegumento impermeable que les permite cazar y nadar para encontrar alimento.
Algunos insectos como las libélulas (Anatya guttata) son organismos que prefieren el agua dulce para reproducirse. Tienen un exoesqueleto impermeable. Sin embargo, algunas especies de peces que habitan en la zona son considerados organismos diádromos, que aprovechan el agua dulce de la precipitación y de los ojos de agua que descargan en el manglar para descargar huevos, reproducirse y posteriormente utilizarlos para tolerar el agua salada.
Los anfibios tienen un tegumento permeable que necesitan para respirar. Algunos anuros acumulan agua en la vejiga urinaria que cede al líquido extracelular en sequías y en épocas de precipitación cede las sales (Costas, 2014).
Por el contrario, los mamíferos terrestres, estos son hipotónicos. Tienen una orina muy hipertónica y evitan beber agua salada, pero obtienen sal por medio de sus presas. Al igual que las aves, tienen un tegumento impermeable, pero en algunas condiciones, pueden deshidratarse, esto por medio de la pérdida de agua por evaporación al respirar (Costas, 2014).
La principal fuente por la que obtiene energía el ecosistema es el sol (radiación solar). En nuestro ecosistema, se midió la cantidad de radiación solar recibida durante el periodo de 1970-2000 (Worldclim, 2020) recibiendo la cantidad de 215,072.25 kW/m2. Los organismos autótrofos absorben esta energía y la transforma para trasladarla a los consumidores primarios, la que será trasladada a través del ecosistema por los diferentes niveles tróficos. Una vez procesada la radiación, metabolizada por las plantas, la energía disponible para traslado es de 3.0070833 kgC/m2.año
Figura 21. Pirámide Ecológica de energía (valores de diciembre 2015 a noviembre 2016).
La Figura 20 representa el flujo de energía a través de los niveles tróficos representado por unidades de energía (kcal/ m2.año) o por unidades de biomasa (kg/m2.año) (Khanacademy, accedido 2021). La PPN es la diferencia de la productividad bruta ajustada para la energía que usan los organismos en su respiración y metabolismo, de forma que refleja la cantidad de energía almacenada como biomasa. Las pirámides de energía decrecen a medida que la energía va trasladándose de un nivel trófico a otro debido a la perdida esta (transferencia de energía).
La transferencia de energía de un nivel trófico al siguiente siempre será menor. La energía que llega al consumidor es la resultante del anterior. No toda la energía se aprovecha, parte de esta se desperdicia en las heces (no logra ser digerida), otra parte va destinada a la tasa metabólica basal (calor, respiración, etc.). Es por esta razón que se estima que únicamente un 10% de energía es la que puede ser transferida por cada nivel trófico, convirtiendo está energía en el 100% de la siguiente, y así sucesivamente (esta es solo una estimación). En el entorno natural el 10% es oscilatorio, por distintas razones como disponibilidad de alimento, cantidad de ingesta, etc.
Para estimar la producción del ecosistema, obtenemos la producción total neta (PTN) el cual se consigue calculando la PPN más la PS (producción secundaria) en los niveles tróficos:
PTN = PPN + CP + CS + CT
Donde CP, es consumidores primarios; CS, consumidores secundarios; y CT, consumidores terciarios.
Sustituimos valores y nos queda: PTN = 3.0070 + .30070 + .030070 + .0030070
El valor del PTN = 3.340777 kgC/ m2.año
Con el valor obtenido del PTN (3.340777 kgC/ m2.año) la producción del ecosistema es positiva, lo que nos indica un ecosistema que crece y que está en desarrollo. Es un ecosistema denominado sumidero de carbono pues acumula grandes concentraciones de Carbono (biomasa), a diferencia de la que libera (Papiol, 2021).
La eficiencia del ecosistema es el aprovechamiento de la energía que es transferida por cada nivel trófico, en nuestro ecosistema tiene un valor del 10%, valor que se estandarizó para calcular la transferencia de energía sobre cada nivel trófico. La eficiencia del ecosistema es positiva.
Descomposición y microbiota.
Los manglares son sistemas bióticos caracterizados por la alta producción que poseen y los servicios ecosistémicos que estos a su vez aportan. Uno de estos servicios es la absorción de grandes cantidades de Dióxido de Carbono (CO2). El Dióxido de Carbono es producto de los procesos aerobios que junto con el agua forman ácido carbónico, lo que impulsa la descomposición de la roca caliza (suelo tipo cárstico).
Dentro de los procesos más comunes se encuentran la descomposición de hojarasca y exportación o importación de carbono orgánico. La descomposición es un proceso por el cual la materia orgánica pasa a materia inorgánica, misma que, mediante reacciones químicas se transformara nuevamente en materia orgánica lista para ser distribuida sobre todos los organismos bióticos pertenecientes al ecosistema, gracias a los organismos autótrofos (plantas, bacterias, etc.).
En este ecosistema la descomposición se lleva a cabo mediante procesos anaeróbicos, en el que hay deficiencia de oxígeno. La microbiota encargada de realizar este trabajo son las bacterias anaerobias, llevando a cabo procesos de desnitrificación (eliminación de Nitrógeno), entre otros compuestos.
NO3- (Receptor) -----------> N2 (Producto final)
En este proceso se obtiene nitrógeno como producto, así como compuestos como metano (CH4) y sulfuro de hidrógeno (H2S).
El nitrógeno N2, es importante pues es utilizado por los distintos niveles tróficos (Papiol, 2021).
Debido al suelo pantanoso (Solonchak) que presenta la zona da lugar a que la eficiencia a la que se maneja la descomposición sea baja, resultando en la acumulación de alta concentración de materia orgánica en las capas inferiores del suelo en el ecosistema. Los procesos de generación de MO y de descomposición son críticos en la fertilidad de un ecosistema (Papiol, 2021).
El ecosistema tiene una gran concentración de nutrientes, Bicarbonatos (CO3), Ácido Carbónico (HCO3), Nitritos y Nitratos (NO2, NO3), Amoniaco (NH3), Fósforo (P), Oxígeno (O2) (Valdés et al., 1985) en diferentes concentraciones. Estos nutrientes contribuyen a la fertilidad del ecosistema y son aportados principalmente por el afloramiento de manantiales (bicarbonatos y carbonatos por provenir de un subsuelo calcáreo) y de la precipitación pluvial los compuestos ácidos (Valdés et al., 1985).
Figura 23. Principales procesos del suelo del manglar. Fuente: Dinámica del carbono (almacenes y flujos)
en manglares de México (Herrera-Silveira et al., 2016)
Deficiencia de agua en el ecosistema.
Con relación a las mediciones obtenidas en las bases de datos (Worldclim, 2020), hemos caracterizado la precipitación y hemos establecido la estación de lluvias, la cual, afecta a la PPN (biomasa). Sin embargo, el ecosistema tiene un gradiente salino que no permite que otras especies, no adaptadas a éste puedan sobrevivir en el sitio. Los mangles han adaptado su fisiología para poder sobrevivir hasta en temporada de sequía, donde el agua dulce casi se ha evaporado por completo.
Con la bibliografía consultada en el desarrollo del trabajo, detectamos que la cantidad de agua dulce que baña el ecosistema es en su mayoría subterránea. Esto no resta importancia a la temporada de lluvia, sin embargo, el agua dulce necesaria para la sobrevivencia de los organismos presentes (equilibrar la salinidad, mantener la circulación a través de la absorción y transpiración de las plantas, etc.) viene de los ojos de agua que se encuentran alrededor de la zona.
No se cuentan con datos precisos de la cantidad de agua dulce que llega a la zona por escorrentía subterránea. Con los datos de la Figura 16 (relación precipitación/PPN) se observa que el crecimiento de biomasa de las plantas presentes es mayor en temporada de sequía, independientemente de la afectación que la precipitación cause a las plantas.
Si analizamos el déficit de agua con relación a las evapotranspiraciones potencial y real, vemos que el agua precipitada se evapora casi en un 100% (Figura 5). De ser la precipitación la única fuente de agua dulce, el ecosistema sería completamente desértico.
Déficit o demanda de agua = ETP-ETR
ETP calculado con fórmula de Thornthwaite
ETR calculado con fórmula de Turc
Déficit o demanda de agua = 1664.264989 mm/año – 734.18098 mm/año
Déficit o demanda de agua = 930.0840086 mm/año.
Esta realidad, se ve amenazada con el manejo de agua subterránea de toda la Península de Yucatán. El uso inconsciente de este recurso podría mermar la extensión de las zonas de manglares desencadenando una serie de afectaciones de los servicios ecosistémicos que nos proporcionan éstos.
La disponibilidad de agua en un sitio depende inminentemente del ciclo hidrológico. Si los ojos de agua dejasen de proveer a las zonas costeras de la Península, los ecosistemas de manglares colapsarían.
Nuestra propuesta para el correcto manejo de estos ecosistemas es seguir estudiando más afondo los procesos hidrológicos que se llevan a cabo dentro y fuera de él. Estudiar las características de la escorrentía subterránea en la que se ve envuelta la Península de Yucatán para calcular la relación con las especies. Proponer un plan de manejo adecuado para la sociedad, con énfasis en la interrelación ecológica del cuidado del ecosistema con apego a leyes más aplicativas y educación socioambiental.
Logrando con esto, un beneficio global dada la emergencia del recurso hídrico alrededor del mundo.
BIBLIOGRAFIA
Andrews, A. P., Villanueva, R. B., & Cámara, L. M. (2006). The historic port of El Real de Salinas in Campeche, and the role of coastal resources in the emergence of capitalism in Yucatán, México. International Journal of Historical Archaeology, 10(2), 179-205.
Chen, L. y W. Wang, (2017). Ecophysiological responses of viviparous mangrove Rhizophora stylosa seedlings to simulated sea-level rise. Journal of Coastal Research. 33:1333-1340.
CONANP y SIMEC (2019). Reserva de la Biósfera Ría Celestún. Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas y el Sistema de Información, Monitoreo y Evolución para la Conservación, Gobierno de México, recuperado el 27 de enero del 2021 de https://simec.conanp.gob.mx/ficha.php?anp=54®=9
Costas G. (2014). [En línea] Osmorregulación y excreción. Ciencia y biología. Recuperado el 3 de febrero del 2021 de https://cienciaybiologia.com/osmorregulacion-y-excrecion/#Organos_osmorreguladores_extrarrenales_de_vertebrados
Estrada, H., Jiménez, J., Álvarez-Rivera, O., & Barrientos, R. (2019). El karst de Yucatán: su origen, morfología y biología. Acta Universitaria, 29, 1-18. https://doi.org/10.15174/au.2019.2292
Fick, S. E., & Hijmans, R. J. (2017). WorldClim 2: new 1‐km spatial resolution climate surfaces for global land areas. International journal of climatology, 37(12), 4302-4315.
Food and Agriculture Organitation and Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (1976). Mapa mundial de suelos, 1:5 000 000, Volumen III, México y América Central. FAO y UNESCO. París, Francia.
Ghinaglia, L. T., Herrera-Silveira, J. A., & Comín, F. A. (2004). Structural variations of phytoplankton in the coastal seas of Yucatan, Mexico. Hydrobiologia, 519(1), 85-102.
Herrera Silveira, J. A., 1997. Biodiversidad de productores primarios de lagunas costeras del norte de Yucatán, México. Instituto Politécnico Nacional. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados-Mérida Informe final SNIB-CONABIO proyecto No. B019. México D. F.
Herrera-Silveira, J. A., Camacho A.R., Pech, E., Pech, M.J. Ramírez R. y Teutli C.H. (2016). Dinámica del carbono (almacenes y flujos) en manglares de México. Terra Latinoamericana 34: 61-72.
López Portillo, J. y Ezcurra, E. (2002). Los manglares de México: una revisión. Maderas y Bosques, Vol. 8(1), 27-51.
McKee, K. L., (1996). Growth and physiological responses of Neotropical mangrove seedlings. Tree Physiology 16: 883-889.
Papiol, V. (2021). Parámetros de producción en los ecosistemas. Notas del curso: Hidrología y Energética del ecosistema. ENES Unidad Mérida., pp. 8-13.
Reef, R. y Lovelock C., (2015). Regulation of water balance in mangroves. Annal of Botany. 115: 385-395.
Rodríguez-Zúñiga, M. T., (2000), Manglares de Celestún y Ría Lagartos: Estructura fisonómica y evaluación de la deforestación mediante percepción remota. Yucatán, México. Tesis para obtener el título de Biólogo de la Universidad Nacional Autómona de México.
Rodríguez-Zúñiga, M.T., Troche-Souza C., Vázquez-Lule, A. D., Márquez-Mendoza, J. D., Vázquez- Balderas, B., Valderrama-Landeros, L., Velázquez-Salazar, S., Cruz-López, M. I., Ressl, R., Uribe-Martínez, A., Cerdeira-Estrada, S., Acosta-Velázquez, J., Díaz-Gallegos, J., Jiménez-Rosenberg, R., Fueyo-Mac Donald, L. y Galindo-Leal, C. (2013). Manglares de México/Extensión, distribución y monitoreo. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. México D.F. 128 pp.
Sabat, P. (2000). Aves en ambientes marinos y salinos: viviendo en hábitats secos. Revista chilena de historia natural, 73(3), 401-410.
Salas Rabaza, J. A. (2019). Modulación del crecimiento inicial y la fisiología de Rhizophora mangle L. mediante cambios en el hidroperíodo. Tesis para obtener el título de Maestro en Ciencias biólogicas con opción Recursos Naturales del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C., Mérida, Yucatán, México.
Sánchez, I. A., Cervantes-Martínez, A., Herrera, R. A. G., Campos, M. E. V., & Gutiérrez-Aguirre, M. A. (2015). Evidencia de flujo preferencial al mar, del Cenote Caletita, en Cozumel, México. Ingeniería, 19(1), 1-12.
Spalding, M., Kainuma, M. y Collins, L. (2010). World Atlas of Mangroves. London, UK and Washington, DC, USA: Earthscan.
Stalker, J.C., Price, R.M., Rivera-Monroy, V.H., Herrera-Silveira, J., Morales, S., Benitez, J.A. y Alonzo-Parra, D. (2014). Hydrologic Dynamics of a Subtropical Estuary Using Geochemical Tracers, Celestún, Yucatan, Mexico. Estuaries and coasts, 37(6), 1376-1387.
Universidad Nacional del Nordeste. (2002). Morfología de Plantas Vasculares. 2021, de Botánica Morfológica Sitio web: http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema1/1-7raiz.htm
Valdés D., Trejo J. & Real, E. (1988). Estudio Hidrológico de la Laguna de Celestún, Yucatán, México, Durante 1985. Ciencias marinas 14(2): 45-68.
Comentarios
Publicar un comentario