Seminario de Estuarios y Manglares

Semana 1. Los estuarios y los manglares

Los estuarios son grosso modo áreas costeras donde un río se encuentra con el mar. Esto implica una mezcla de las aguas de los dos ámbitos, sea dentro de una geoforma costera semi-confinada como la desembocadura de un río, una ensenada, una bahía o un golfo. Esto también implica que existe un gradiente longitudinal de salinidad o, en otras palabras, que el agua dulce (0 ups, unidades prácticas de salinidad) diluye mediblemente el agua marina (33 ups). Esto concuerda con la definición clásica de Pritchard (1952, 1955). Sin embargo, esta definición aplica solamente a los estuarios positivos, mayormente formados por la entrada de río al mar, es decir en los que la salinidad aumenta desde gradualmente a lo largo del eje principal desde el interior del río (s.s.) hacia el mar abierto. Por ello, desde los años sesentas se han propuesto refinamientos y alternativas para la definición de Pritchard que incluyen consideraciones geomorfológicas con respecto al grado de encierro de las aguas, la estratificación vertical y variación longitudinal de la salinidad, las fuerzas involucradas en la mezcla de las aguas y la dinámica a través del tiempo (desde a lo largo del día hasta a lo largo del año) (Valle-Levinson 2009).

En el ámbito de las costas colombianas, se encuentran varias geoformas que concuerdan con la definición de Pritchard, es decir desembocaduras de ríos. Otras son tan complejas, como los deltas y los grandes golfos, que en si mismas pueden ser consideradas complejos estuarinos. Una de estas geoformas complejas sobresale en el ámbito del Caribe, el golfo de Urabá. Este es una larga entrada del mar Caribe dentro del continente en la parte más austral de la costa colombiana en el límite con Panamá en jurisdicción de los departamentos de Chocó y Antioquia. Con 80 km de largo y 25 km de ancho promedio es la mayor entrada en el Caribe colombiano, la cual, además recibe en su parte media el caudal de agua dulce que aporta el gran río Atrato (ver: Atlas del golfo de Urabá). Adicionalmente, las corrientes marinas dentro del golfo de Urabá son débiles por causa de su regimen micro-mareal y por el predominio de los vientos Alisios que causan oleaje y derivas litorales. El Golfo también recibe otros aportes de agua dulce, aunque menores, a lo largo de la costa oriental. Por lo anterior el golfo de Urabá podría ser considerado un complejo estuarino o el gran estuario del río Atrato.

El resultado de la naturaleza estuarina del golfo de Urabá y específicamente de la presencia del delta (forma costera digitada) del río Atrato es la predominancia de los manglares, bosques litorales conformados por plantas vasculares de diferentes especies adaptadas a tolerar el flujo de sales marinas en sus tejidos vasculares. Atrás de los manglares, lejos de la influencia de las aguas salobres o estuarinas, se presentan los bosques y herbazales de agua dulce, sobre las planicies de inundación de los brazos del río Atrato. Esta diversidad de geoformas y su vegetación asociada sorprendió a Vann (1959), geógrafo explorador del golfo de Urabá y del río Atrato.

El golfo de Urabá y su río Atrato son lugares fascinantes para los científicos de las disciplinas marinas. Por qué estudiarlos?

Preguntas guía:

  1. Por qué el río Atrato es uno de los grandes ríos del mundo?
  2. Dónde nace el río Atrato y bajo qué condiciones climatológicas?
  3. Por qué los brazos o las desembocaduras del río Atrato no son consideradas estuarios?
  4. El golfo de Urabá es un estuario durante todo el año?
  5. Qué otros ríos desembocan en el golfo de Urabá?
  6. Por qué son tan extensos y tan altos los manglares del delta del río Atrato?
  7. Qué humedales de agua dulce se encuentran en el delta del río Atrato?

 

Lecturas sugeridas:

Amaya et al. (2009): Amaya Modelamiento de tres cuencas Uraba

Dai & Trenberth (2002): Dai & Trenderth 2002 freshwater runoff from continents

Poveda y Mesa (2000): Poveda_et_al-2000-Geophysical_Research_Letters

Rueda y Poveda (2006): Rueda y Poveda variabilidad chorro de choco

Van (1959): Vann 1959 Landforms and vegetation Atrato Delta

Valle-Levinson (2009): Valle-Levinson chapter1 Def Estuary

 

Semana 2. Los manglares y la visión jerárquica del espacio costero

Los manglares pueden definirse como formaciones vegetales, como ecosistemas o como unidades del paisaje o aun como entidades similares a los biomas terrestres como es el caso del sureste asiático, nociones que han ido evolucionando con la maduración de la ecología como disciplina y con el refinamiento de la tecnología de sensoramiento (percepción) remoto (Lugo & Snedaker 1978, Ewel 2010, Giri et al. 2011). Los manglares podrían definirse como áreas más o menos discretas en la zona costera o litoral cuya vegetación, los mangles, están limitados por la penetración de las aguas salobres tierra adentro (Friess et al. 2011). Adicionalmente, los manglares y sus mangles son entidades predominantemente tropicales, aunque existen extensiones reducidas en zonas subtropicales (Giri et al. 2011).

Los mangles, como las entidades biológicas constituyentes de los manglares, poseen adaptaciones para la vida en medios salobres o salinos, que incluyen tolerancias a altas presiones osmóticas, filtración selectiva de agua e iones a nivel radicular, excreción de sales a través de las lenticelas de los troncos y los estomas de las hojas y, finalmente, acumulaciones de las mismas en las hojas que son posteriormente expulsadas por senescencia (Lugo & Snedaker 1978, Hutchings & Saenger 1987, Friess et al. 2011). Los mangles también poseen adaptaciones para el intercambio de oxígeno a través de las raíces en un medio marcadamente hipóxico, presentando en algunas especies estructuras adicionales que emergen del suelo como los neumatóforos o una mayor densidad de lenticelas en las partes bajas de los troncos. Dado que los mangles ocupan áreas sedimentarias intermareales anegadas (saturadas), existe una presión selectiva para invertir en estructuras de estabilización (raíces subterráneas y aéreas) a medida que los individuos crecen. Finalmente, las estructuras de dispersión, denominadas propágulos, presentan modificaciones que maximizan la permanencia en un medio inundado y la rápida germinación una vez arriban a condiciones adecuadas. Los propágulos poseen pericarpos compuestos por aerénquima (tejido esponjoso) que permite su flotabilidad y previene la desecación y deshidratación de los endocarpos. Por otra parte, la mayoría de las especies poseen propágulos que presentan un grado temprano de germinación que permite la elongación rápida de las raíces y la producción del primer par de hojas. En el caso de los propágulos del mangle rojo (Rhizophoraceae: Rhizophora spp.) se visibiliza claramente esta diferenciación en las estructuras denominadas epicótilo e hipocótilo, dada su forma alargada y su flotabilidad vertical. Las adaptaciones ante las anteriores presiones selectivas son variadas teniendo en cuenta que los mangles han colonizado las zonas litorales provenientes de linajes no emparentados. Adicionalmente, existen algunas especies de palmas y helechos que se consideran asociadas a los manglares ya que son capaces de tolerar una inmersión transitoria con aguas salobres o ubicarse sobre suelos con altas concentraciones de sales.

Entre la unidad individual (árbol) y la unidad global (bioma), los manglares pueden ser clasificados en al menos tres niveles de la jerarquía espacial. Twilley 1997 (citado por Twilley et al. 1999) sugirió incorporar la unidad de hábitat local, discernible por la presencia de discontinuidades topográficas que inducen diferencias en los contenidos de agua y nutrientes del suelo, asociados con el regímen de inundación. Estas unidades pueden estar en el ámbito de las decenas o cientos de metros relacionados con los muestreos realizados con parcelas y transeptos. Por otra parte, en un nivel superior de esta jerarquía, se encuentran los tipos fisiográficos propuestos por Lugo & Snedaker (1978). Estos están relacionados con una combinación de influencias debidas a la topografía y a la hidrología, es decir el patrón de circulación del agua. De acuerdo a esta propuesta, los tipos fisiográficos o ecotipos son: franja (borde), ribereño, cuenca y enano; sin embargo, dado que esta clasificación fue planteada usando el mosaico observado en el Caribe y particularmente en la península de La Florida, existen variaciones de los mismos e incluso otros tipos en otras partes del mundo. Esta categorización abarca un ámbito que se extiende entre hectáreas y kilómetros cuadrados.

La propuesta de Twilley incluye los tipos geomorfológicos, en un nivel jerárquico superior a los ecotipos. Esta clasificación es consistente con la tipificación de la geomorfología costera y de acuerdo a ella plantea las siguientes categorías: delta, laguna costera, sistema deltaico-lagunar y estuario fluvial. Estas geoformas están en el ámbito de las decenas, cientos o miles de kilómetros cuadrados.

Colombia con sus grandes extensiones de manglares en ambas costas ofrece una excelente oportunidad de estudio desde una perspectiva fisiológica enfocada en individuos de las diferentes especies de mangles presentes hasta una perspectiva ecológica que aborde el funcionamiento de los parches de manglar en el contexto del mosaico de coberturas vegetales y usos de la tierra en la zona costera.

Preguntas guía:

  1. Cuántas especies de mangle existen en todo el mundo? Cuántas familias?
  2. Cuál es el centro de origen de los mangles?
  3. Cuántas especies hay en el Neotrópico? De qué familias?
  4. Existe alguna especie de mangle originaria del Neotrópico?
  5. En qué tipo de manglares podríamos clasificar la Ciénaga Grande de Santa Marta?
  6. En qué tipo de manglares podríamos clasificar el delta del río Atrato?

Lecturas sugeridas:

Ewel 2010 Mangroves_and_landscapes FEE

Friess et al 2011 intertidal_wetlands_BiolRev

Giri et al 2011_status and distribution mangroves GEB

Lugo & Snedaker 1974 Ecology of mangroves_ARES

Twilley et al 1999 CGSM_restoration model MarPolBull

Libro de ecología de manglares: Hutchings & Saenger (1987). Ecology of mangroves. University of Queensland Press.

 

Semana 3. Los deltas y otras geoformas costeras “estuarinas” del Caribe colombiano (…y también del Pacífico)

Los manglares se establecen dentro de ambientes sedimentarios intermareales estuarinos. En pocas palabras, estos ambientes costeros son formados por la compleja interacción de materiales (la litología del relieve costero y los sedimentos que hacen los ríos costeros) y de procesos moldeadores (tectónicos, hidrológicos, oceanográficos y antropogénicos) (ver libro de JD Restrepo, 2008, “Deltas de colombia”). Por esa razón, Colombia es un país que posee una amplia variedad de “ambientes costeros” sobre los que se desarrollan los manglares. En un extremo encontramos ensenadas, pequeñas bahías y lagunas costeras que reciben pocos aportes de agua dulce pero que mantienen manglares en las desembocaduras de los pequeños ríos y quebradas. En el otro encontramos grandes extensiones de acumulaciones sedimentos que emergen sobre el nivel del mar y se proyectan varios kilómetros (en ocasiones decenas de kilómetros) mar adentro con formas exhuberantes parecidas a manos o abanicos, formadas por las descargas de agua dulce de grandes ríos. Dentro de esos extremos el espectro de formas es variado producto de la diveresidad de materiales y procesos que interactuan.

López y Restrepo (2007) sintetizaron los procesos climáticos, hidrológicos y oceanográficos que determinan los deltas colombianos usando varios sistemas de clasificación (ver imágenes a color en libro “Deltas de Colombia”). Pero antes de hablar de los procesos miremos una definición rápida de deltas fluviales (quiere decir que están asociados a ríos, los cuales son de nuestro interés, aunque hay deltas asociados a otros fenómenos naturales): “depósitos costeros, subaéreos y subacuosos, que se originan a partir del suministro de sedimentos fluviales y de su interacción con la dinámica de los procesos marinos que inciden en la plataforma costera como el oleaje, las corrientes litorales y las mareas (Coleman 1981, citado por López y Restrepo 2007). Esto implica que la formación de un delta requiere sedimentos (materiales) y por lo tanto debe interesarnos su suministro. Este lo hace principalmente el río (por medio del caudal sólido). Una vez dada esta condición de suministro “suficiente” de sedimentos (sea suspendidos o por arrastre de fondo influenciados por la hidrología de la cuenca), importa la geometría del fondo costero donde se depositarán y los procesos que intervienen en el transporte o distribución a lo largo del litoral. En suma la interacción de procesos responsables del transporte puede denominarse energía costera (con el rango de variación entre baja y alta). Determinan el nivel de energía costera (capaz de transportar o no los sedimentos aportados por los ríos), la altura y velocidad del oleaje, el rango mareal y la velocidad de las corrientes de litorales.

En Colombia, existe un amplio espectro de litología de las cuencas costeras por lo cual también es amplia la sedimentología de los deltas. Por ejemplo, en la costa Pacífica predominan las litologías volcánicas o ígneas, mientas que el Caribe las litologías sedimentarias y metamórficas. En el Pacífico, debido a su regímen de precipitación hiperpluvial los ríos tienen un gran potencial de arrastre de sedimentos, manteniendo altos caudales sólidos. En el Caribe, por el contrario, con excepción del Magdalena, el Sinú y el Atrato, los ríos tienen bajos caudales sólidos debido a su ubicación en climas semi-áridos. Adicionalmente, existe un contraste marcado entre la costa Pacífica y la costa Caribe, debido a que la primera tiene un regimen mesomareal y la segundo uno micromareal. La energía del oleaje varia a una escala menor a lo largo de ambas costas, siendo mayor el gradiente en el Caribe desde la península de La Guajira hasta el golfo de Urabá.

Se puede afirmar que Colombia es un país de deltas, y por qué no de grandes deltas. Aquellos ubicados en la costa Pacífica están asociados a ríos de clase mundial por sus caudales líquidos y sólidos, su potencia y su área de drenaje (López y Restrepo 2007). Pero también los tres grandes del Caribe (Magdalena, Atrato y Sinú) tienen su asiento en el escalafón mundial (Restrepo et al. 2014). Sin embargo, en el Caribe colombiano también son importantes los númerosos “microdeltas” asociados a pequeños ríos que drenan las cuencas pericontinentales ubicadas sobre las sierras y serranías costeras. Estos son muy dinámicos debido a la marcada estacionalidad de sus caudales líquidos y sólidos. En época de lluvias el gran arrastre de sedimentos se acumula en abanicos alrededor de las desembocaduras sobresaliendo decenas de metros más allá de la línea de playa. En la época de sequía, con el descenso del caudal y del suministro de sedimentos, estos abanicos se reducen y el incremento del oleaje termina cerrando temporalmente las desembocaduras formando “pequeñas lagunas estuarinas”. Sobre estas desembocaduras es comun ver pequeños parches de manglar. En los ríos de caudal intermedio las lagunas interiores alcanzan varias hectáreas de extensión y son denominadas ciénagas, aunque técnicamente son lagunas costeras.

Sin el aporte suficiente de sedimentos, largos tramos de la costa Caribe son zonas erosivas que no solo impiden la formación de deltas y el establecimiento de los manglares en el largo plazo, sino que experimentan retrocesos de playas, acantilados e islotes coralinos con manglar en el orden de varios metros al año (Correa y Vernette 2004, Correa et al. 2007, Restrepo et al. 2012, Rangel-Buitrago et al. 2015). La pregunta que surge es cuál será el futuro de los deltas del Caribe en el escenario de creciente interceptación de los caudales líquidos y sólidos fluviales por la construcción represas y tomas de aguas con diferentes fines, y de progresivo ascenso del nivel del mar y recurrencia de eventos ciclónicos (ver discusión en el libro “Deltas de Colombia”).

El golfo de Urabá es un “micromundo” en el convergen las condiciones climáticas e hidrológicas del Pacífico con las oceanográficas y geológicas de Caribe, produciendo un mosaico espectacular de tipos de deltas (Correa et al. 2016, Osorio et al. 2016). En el segmento del Caribe sur de ca. 610 km comprendidos entre Cabo Tiburón (en el límite con Panamá) y quebrada Peñoncito (en el límite entre Antioquia y Córdoba) se encuentra una variedad de deltas y otras geoformas costeras que ofrecen una buena oportunidad para estudios básicos y aplicados sobre la ecología de los manglares y los estuarios. Bienvenidos al Caribe sur!

 

Preguntas guía:

  1. En cuántos segmentos se puede dividir la costa del Caribe sur (Chocó y Antioquia) en términos del orígen geológico, litología y geomorfología litoral?
  2. Cómo varía la altura de ola significante a lo largo de la costa de Antioquia y como ello determina la forma de los abanicos deltáicos fluviales?
  3. Por qué el delta del río Atrato es el único con forma digitada en el Caribe colombiano?
  4. A qué obedece el contraste entre la forma de los frentes deltáicos entre las costas oriental y occidental del golfo de Urabá?
  5. Por qué en el golfo de Urabá son escasas las lagunas costeras?
  6. Por qué la Ciénaga Grande de Santa Marta a pesar de ser formada por el río Magdalena es una laguna costera y no un delta con un frente que se proyecta más allá de la línea costera?
  7. Por qué en el Darién chocoano no existen deltas en un sentido estricto y por qué son tan escasas las áreas de manglar?

Lecturas sugeridas:

Correa y Vernette 2004 Erosion costera Turbo-Arboletes_BIMC

Correa et al 2007 Erosion costera entre Arboletes y pta San Bernardo_BolGeol

Correa, I.D. et al. 2016. Geomorfología del contorno litoral Urabá-Darién, Departamentos de Antioquia y Chocó, Caribe colombiano. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Lopez y Restrepo_2007_Modelos morfodinamicos deltas colombianos_BolGeol

Osorio, AF. et al. 2016. Caracterización hidrodinámica de oleaje local (SEA) y de fondo (SWELL) en el golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Rangel-Buitrago et al 2015 coastal erosion along caribbean coast_OCECOMA

Restrepo JC_et_al 2012 _shoreline changes rosario islands_OCMA

Restrepo JC_et_al 2014 Freshwater discharge into the Caribbean Sea Colombia_JHydrology

Restrepo JD y Lopez SA 2008 Morphodynamics Pacific and Caribbean deltas_JSAEarthSci

Libros sugeridos:

Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). 2016. Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Descarga de pdf desde Researchgate. Para consulta de mapas y material suplementario (planchas) en línea haga click aquí.

Restrepo, J.D. (Ed.) 2008. Deltas de Colombia: morfodinámica y vulnerabilidad ante el cambio climático. Fondo Editorial Universidad Eafit-Colciencias.

 

Semana 4. Los manglares del Caribe sur: una visión florística y forestal espacialmente explícita

Los manglares del golfo de Urabá, el cual incluye segmentos de costa en Antioquia y Chocó, habían sido poco estudiadas antes del año 2000 por lo cual existían pocas nociones sobre sus particularidades bióticas e importancia ecosistémica en el ámbito del Caribe y nacional (ver revisión Blanco 2016). Aunque existían algunos inventarios forestales realizados en las decadas de los 80’s y 90’s, particularmente en el sur del delta del río Atrato (bahía Marirrío) y en la parte nororiental del Golfo (ensenada de Rionegro), solo hasta el año 2003 se hace una apreciación en un contexto geográfico amplio que consideró muchos puntos de muestreo incluyendo la costa Caribe de Antioquia en los municipios de Necoclí, San Juan y Arboletes (Corpuraba 2003, Proyecto de Zonificación de los manglares de Antioquia). Esto permitió apreciar la variedad de tipos fisiográficos, composiciones florísticas y estructuras forestales influenciadas por las formaciones deltaicas y otras geoformas encontradas a lo largo de la costa. Entre 2009 y 2010, el inventario forestal y la medición de múltiples variables ambientales realizadas en el marco de la Expedición Estuarina, golfo de Urabá- fase 1 (Urrego et al. 2016).

Los manglares del golfo de Urabá y en general del Caribe sur corresponden florísticamente hablando a la asociación Rhizophorion occidentalis the Pacífico oriental tropical debido a su conexión existente con la costa Pacífica de Suramérica previa al cierre del istmo de Panamá entre 3 y 10 millones de años antes del presente. De acuerdo a esta clasificación fitosociológica, los manglares son dominados por el mangle rojo (Rhizophora mangle y especies relacionadas de la familia Rhizophoraceae). En el caso del Pacífico colombiano, se plantea que existen varias especies de Rhizophora, pero en el Caribe se asume que solamente está presente R. mangle aunque no existen estudios sistemáticos al respecto. Sin embargo, esto implica que otras especies se encuentren presentes. En el Caribe sur también se encuentran Avicennia germinans (Avicenniaceae: mangle negro), Laguncularia racemosa (Combretaceae: mangle blanco), Conocarpus erectus (Combretaceae: mangle zaragoza o botoncillo) y Pelliciera rhizophorae (Tetrameristaceae: mangle piñuelo). Sin embargo, las abundancias relativas es estas especies con respecto a R. mangle cambian dependiendo de la ubicación en el Golfo debido a factores naturales y antropogénicos (Urrego et al. 2014).

De acuerdo a Urrego et al. (2014), en el delta del río Atrato se forman extensos rodales, es decir áreas casi mono específicas de R. mangle (Abundancia relativa entre 80 y 100%) lo cual se atribuye las condiciones de suelo poco estables y ricos en materia orgánica. Adicionalmente, en esta localidad los árboles alcanzan el mayor desarrollo en términos de diámetro y altura. Por el contrario, sobre las costas oriental y norte, los bosques de manglar son predominante mixtos en su composición de especies pero con una marcada zonación longitudinal. En la franja costera usualmente domina R. mangle mientras que en las zonas internas más elevadas y dominadas por suelos areno-fangosos y arenosos predomina A. germinans. Las otras especies se encuentran en abundancias significativamente menores, patrón que es alterado por la intervención antropogénica en algunas localidades como se explicará más adelante. Sobre ambas costas, las influencias oceanográficas y climáticas, principalmente lo eventos extremos, parecen jugar un papel importante moldeando las dinámicas de las poblaciones y comunidades de los manglares (Suárez et al. 2015).

Una característica florística muy notoria del golfo de Urabá es la presencia de poblaciones pequeñas del mangle piñuelo Pelliciera rhizophorae (Blanco et al. 2015), el cual es escaso en la cuenca del mar Caribe y se encuentra actualmente listado bajo la categoría Vulnerable de acuerdo con la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (ver link). Se hipotetiza que esta poblaciones son el relicto de una distribución (ámbito) ancestral más extensa y conectada a las actuales poblaciones del Pacifico suramericano.

Sobre los anteriores patrones geográficos controlados por factores naturales, también se solapa un patrón inducido por las actividades antropogénicas, particularmente sobre la costa oriental (Blanco et al. 2012). Los manglares de la costa occidental, es decir el delta del río Atrato son los más extensos (ca. 3800 ha de las cerca de 5700 ha presentes a lo largo de la costa de Antioquia) y alejados de Turbo, el cual es el principal centro urbano, por lo cual se encuentran en un menor grado de intervención antropogénica. Esta se traduce en una tala selectiva de troncos delgados de mangle rojo (o entresaca), pero que no a conllevado a una tala rasa, ni a cambios florísticos y forestales significativos. Por el contrario, en la cercanía del casco urbano de Turbo los manglares son de menor extensión porque sus periferias han sido convertidas en potreros (Blanco et al. 2013, Blanco y Estrada 2015). Adicionalmente, dichas áreas son dominadas por árboles de mangle rojo delgados y de baja estatura producto de la sobre-explotación de varas de mangle (Blanco et al. 2012, Blanco y Estrada. 2015). Esta influencia antropogénica dentro de los manglares y en su entorno disminuye con el incremento de la distancia hacia el sur del Golfo (Blanco et al. 2012, Blanco y Estrada. 2015). Sobre este gradiente espacial de “antropización” del manglar también se observa un gradiente florístico que demuestra la alteación de las comunidades vegetales que es capaz de realizar la tala selectiva sostenida sobre una especie, en este caso el mangle rojo. La especie Rhizophora mangle es considerada como fundadora, es decir la que llega primero durante el proceso de sucesión primaria, y establece las condiciones que incrementan la probabilidad de colonización de otras. Por el contrario, la especie Laguncularia racemosa requiere de la facilitación de R. mangle y no es capaz de formar rodales en condiciones de sucesión temprana. Sin embargo, una vez establecidas las plántulas de L. racemosa permanecen latentes en el sotobosque o alcanzan el dosel en los claros. Solamente si los árboles de R. mangle en un bosque mixto son talados, L. racemosa es capaz de establecerse más rápidamente como plántula, de crecer más rápidamente  y de monopolizar el suelo del manglar con una colonización explosiva de propágulos, a pesar de que puede exhibir grandes mortalidades episódicas (Hoyos et al. 2013). De esta manera, hay una relación inversa claramente definida entre el valor de importancia de R. mangle y L. racemosa a lo largo de los gradientes deforestación en la costa suroriental del golfo de Urabá (Blanco et al. 2012: fig. 5). De lo anterior también se ha podido concluir que las poblaciones del mangle piñuelo Pelliciera rhizophorae (VU) están fuertemente amenazadas, particularmente en la proximidad del casco urbano de Turbo (Blanco et al. 2015).

La exploración biogeográfica del golfo de Urabá dió cuenta mostró la importancia de las variables geomorfológicas, edáficas y climáticas que determinan la estructura forestal, la composisicón florística y otros parámetros de las comunidades de mangles en el golfo de Urabá y el Caribe sur. Adicionalmente, la incorporación de sensores remotos (fotografías aéreas) permitió hacer una interpretación espacialmente explícita de las características del paisaje en el cual se encuentran las comunidades, de lo cual se concluye que la “antropización” es un importante factor modelador de las mismas.

El golfo de Urabá es particular debido a la história geológica que lo vincula a la formación del istmo de Panamá. Tiene dos costas litológica y geomorfológicamente contrastantes y por ello sus comunidades de mangles (vegetales) también conforman un mosaico ecológico “único” que no tiene equivalente en el resto del Caribe colombiano. Bienvenidos al Caribe sur!

Preguntas guía:

  1. De acuerdo con lo que leyó la semana pasada sobre la geomorfología y litología del Darién chocoano, que características (extensión, composición florística y desarrollo diamétrico) esperaría encontrar en los manglares del Chocó?
  2. Por qué los manglares de la costa norte del Caribe antioqueño son poco extensos?
  3. Por qué cree que otras especies no han sido tan exitosas como el mangle rojo para establecerse sobre la plataforma deltáica del río Atrato?
  4. Cómo se puede explicar que una especie como L. racemosa menos competitiva frente al mangle rojo, llegue a ser dominante en algunas áreas del golfo de Urabá?
  5. Por qué la especie A. germinans predomina en sobre los suelos arenosos?
  6. Cuál es hipótesis que explica las extinciones del piñuelo en muchas localidades del Caribe colombiano?
  7. Si las poblaciones del mangle piñuelo del golfo de Urabá han presentado poco flujo genético con otras poblaciones del Caribe y particularmente del Pacífico colombiano, esperaría que presentasen un proceso incipiente de especiación?

Lecturas sugeridas:

Capítulos de libro:

Blanco, JF. 2016. Por qué explorar los manglares y estuarios del golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Urrego, LE et al. 2016. Distribución composición y estructura de los manglares del golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Artículos:

Blanco et al. (2012: Ecosystem-wide effects of deforestation in mangroves)

Hoyos et al. (2013: Respuesta de la regeneración natural a variabilidad ambiental y climática intra-anual en los manglares del delta del río Turbo)

Blanco et al. (2013: Sedimentación y deforestación en el delta del río Turbo)

Urrego et al. (2014: Environmental and anthropogenic influence on mangrove forests)

Blanco et al. (2015: Influencia antrópica en el paisaje de las poblaciones de P. rhizophorae más sureñas del Caribe)

Blanco y Estrada (2015: Mangroves on the edge)

Suárez et al. (2015: Oceanic and climatic drivers of mangrove change in the Gulf of Urabá, Colombian Caribbean)

Libros sugerido:

Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). 2016. Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Descarga de pdf desde Researchgate. Para consulta de mapas y material suplementario (planchas) en línea haga click aquí.

 

Semana 5. Los manglares del Caribe sur: una visión biológica

Los manglares son ecosistemas que albergan una gran riqueza de especies, particularmente de macroinvertebrados y peces (Kathiresan y Bingham 2001). También reciben de manera episódica, estacional o permanente especies de varios grupos de aves, reptiles y mamíferos. Adicionalmente, los doseles de los árboles y las zonas intermareales altas y supralitorales albergan una rica entomofauna. Sin embargo, no importa el grupo de fauna o flora de interés, la condición salobre de las aguas en las que se establecen los manglares genera un conjunto de presiones selectivas que determina no solamente la riqueza local sino la composición de especies, encontrando componentes dulceacuícolas, estuarinos y marinos (Day et al. 2012).

La fauna y flora asociada a las raíces aéreas del mangle rojo es una de las comunidades más icónicas de los manglares del Caribe (revisado por: Blanco 2016, Blanco et al. 2016). Debido a que los mangles rojos crecen sobre islotes coralinos y los bordes de lagunas costeras, permaneciendo inundados por largos periodos, muchas especies de algas, moluscos, crustáceos, nidarios, poliquetos y aun equinodermos (entre otros phyla menos conocidos) han encontrado una oportunidad de vida en estos biotopos. La riqueza de los biotopos de las raíces sumergidas es tan impresionante que en algunos lugares excede el centenar de especies. Estas comunidades también presentan altas densidades de individuos de las diferentes especies y grandes acumulaciones de biomasa sobre un hábitat principalmente longitudinal que “cuelga en forma de racimo”, en algunos casos alcanzando varios metros de altura en las lagunas o canales profundos.

Los manglares del golfo de Urabá, sin embargo, contrastan en terminos de la riqueza y composición de especies asociadas a las raíces sumergidas de los mangles rojos con los manglares ubicados en las porciones central y norte del Caribe colombiano, más notablemente con aquellos asentados sobre islas e islotes coralinos (Blanco et al. 2016). Las raíces lucen casi desnudas en muchas localidades a lo largo del delta del río Atrato y, en aquellas que no, solamente se observan individuos aislados de caracoles, cangrejos o poliquetos errantes, desplazandose entre algunos parches de macroalgas foliosas. La riqueza está en el orden de las decenas de especies para los moluscos, poliquetos y algas que son los grupos mejor estudiados (Blanco y Ortiz 2016, Londoño y Arteaga 2016 y Hurtado-Santamaría y Quan-Young 2016). En el caso de los moluscos el patrón es claro: entre los cerca de 70 mil individuos recolectados a lo largo de 609 km de las costas de Chocó y Antioquia en 86 estaciones de muestreo, el 94% de la abundancia correspondió a dos especies de bivalvos. Entre los gasterópodos domina una especie: Neritina virginea. Patrones similares se observaron en los poliquetos y las algas; en los primeros dominan las especies de la familia Nereididae y en las segundas dominan Bostrychia y Caloglossa. Las especies más abundantes de cada grupo comparten una característica: están adaptadas a las condiciones salobres de los estuarios y, por ello, son abundantes en el golfo de Urabá y otras áreas costeras estuarinas del Caribe colombiano como la Ciénaga Grande de Santa Marta (Blanco et al. 2016).

La naturaleza estuarina de la biota de los manglares del golfo de Urabá, se observa desde el nivel macroscópico hasta el microscópico. Entre las cinco especies de mangles presentes en el golfo de Urabá, que corresponden a diferentes familias no emparentadas filogenéticamente, Rhizophora mangle es la única que forma rodales, es decir bosques casi o totalmente monoespecíficos con dominancias relativas entre 80 y 100%, particularmente en el delta del río Atrato (Urrego et al. 2016). En el ámbito microscópico, los foraminíferos (amebas con concha) habitantes de los sedimentos del manglar solamente tienen una veintena de especies, contrario al resto del Caribe, y dominan las especies aglutinadas, es decir aquellas que conforman sus conchas con partículas de sílice (derivadas de las arenas) y no de carbonato de calcio (Bernal y Gómez 2016). En síntesis, la condición estuarina de los manglares del golfo de Urabá definida por el aporte de agua dulce del río Atrato, es probable que haya sido un cuello de botella o factor selectivo que ha determinado la composición de especies de invertebrados y otros grupos taxonómicos asociados a las raíces y los sedimentos del fondo. Estudios recientes con cangrejos decápodos (datos sin publicar) y peces (ver abajo: Correa-Herrera et al. 2016, 2017) de los manglares confirman los patrones observados en los grupos previamente estudiados. La fauna vertebrada visitante como las aves presenta aunque presenta índices de riqueza mayores no está exenta de las presiones selectivas que impone la naturaleza estuarina de los manglares y los hábitats asociados en las bocas del río Atrato (cuerpos de agua, panganales, arracachales y pastizales ) (ver estudio de Bran et al. 2014). Estas particularidades bióticas hacen del golfo de Urabá un área única dentro de la biogeografía costera y marina del Caribe colombiano.

Preguntas guía:

  1. De acuerdo con lo que leyó semanas pasadas sobre la geomorfología, litología e hidrología del Darién chocoano, qué características de la biota esperaría encontrar en los manglares del Chocó (e.g. predominantemente estuarinas vs. predominantemente marinas)?
  2. Si existe una estacionalidad de la salinidad de las aguas del Golfo, al menos en algunas áreas, esperaría que cambiara la composición de especies (ver abajo el estudio de Fernández-Rodríguez et al. 2016 sobre dinámica de poliquetos de 2 zonas del golfo de Urabá)?
  3. Cuál es su predicción con respecto a los cambios bióticos observados en la fauna asociada a las raíces entre años El Niño y La Niña, durante los cuales aumenta y disminuye, respectivamente, la salinidad de las aguas en la ensenada de Rionegro (tome como ejemplo la abundancia de la ostra del manglar Crassostrea rhizophorae y tenga en cuenta que ella tolera condiciones marinas o estuarinas, pero no oligohalinas) (ver abajo el estudio de Beier et al. 2017 sobre la “dulcificación” del sur del mar Caribe, asociada con las descargas del río Atrato)?
  4. Qué tipo de estrategia de vida (r o K) poseen las especies estuarinas? Qué hipotetiza con respecto a la duración de su estadío de vida larval?
  5. Teniendo en cuenta la predominancia de las condiciones estuarinas en el Golfo, hipotetice qué “cuello de botella” experimentarían las especies foráneas que podrían llegar con las aguas de lastre de los buques de carga? (ver estudios de Arteaga-Flórez et al. 2014 y Sandoval et al. 2014)

 

Lecturas sugeridas:

Capítulos del libro Expedición Caribe Sur:

Blanco, JF. 2016. Por qué explorar los manglares y estuarios del golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Blanco, JF y LF Ortiz. 2016. Moluscos (gasterópodos y bivalvos) asociados a las raíces sumergidas en los manglares del golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Bernal, G y E Gómez 2016. Foraminíferos bentónicos en los sedimentos de los manglares del golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Londoño, MH y C Artega. 2016. Gusanos marinos en manglares del golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Hurtado-Santamaria, K y L Quan-Young 2016. Algas y cianobacterias asociadas a las raíces de Rhizophora mangle en el golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Urrego, LE et al. 2016. Distribución composición y estructura de los manglares del golfo de Urabá. En: Blanco-Libreros JF y Londoño-Mesa MH. (Eds). Expedición Caribe sur: Antioquia y Chocó costeros. Secretaría Ejecutiva CCO. Bogotá. (Para leer en línea el capítulo. Si quiere el pdf completo del libro haga click aquí).

Artículos:

kathiresan y Bingham_2001_Biology_mangroves

Beier et al. 2017_Freshening the Colombian Basin

Correa-Herrera_et_al-2016-Journal_of_Fish_Biology

Correa-Herrera_et_al-2017-Journal_of_Fish_Biology

Day Ch 01 Introduction to estuarine ecology

Fernández-Rodríguez et al. 2015. Poliquetos_Dinámica_Acta_Biol_2015 Fernandez-Rodriguez et al.

Semana 5. Los manglares del Caribe sur: una visión funcional (parte 1)

Los manglares además de albergar numerosas especies de plantas y animales, son el reservorio de elementos como el carbono, nitrogeno y fósforo en la biomasa que se encuentra sobre y bajo el suelo. Adicionalmente, los elementos se mueven entre dichos compartimientos gracias a las relaciones tróficas entre los diferentes grupos de consumidores (heterótrofos). Por lo tanto, surge intuitivamente una conexión entre la materia orgánica (incluyendo su contenido de C, N, P y otros elementos) fijada y posteriormente exportada por los mangles y otras especies de plantas presentes en los manglares con la compleja red trófica conformada por heterótrofos que habitan permanentemente (e.g. cangrejos, caracoles, bivalvos, poliquetos, insectos, entre otros) dentro de estos bosques o que los visitan de manera periódica (aves, mamíferos, peces, entre otros). Esta idea fue propuesta por William Odum en los años setentas con base en los peces asociados a los manglares del sur de la península de la Florida (Odum y Heald 1972).

Los manglares del golfo de Urabá han sido objeto de un interés reciente para establecer su importancia funcional, particularmente su papel como reservas de biomasa y carbono en pie, productores de biomasa y carbono con la caída de hojarasca y exportadores de materia orgánica en pequeñas partículas o moléculas disueltas hacia el medio pelágico. Todo lo anterior enmarcado en la hipótesis de William Odum que plantea que la materia orgánica exportada por el manglar sostiene las redes tróficas marinas asociadas a él.

Un primer esfuerzo para comprender la importancia funcional de los manglares del golfo de Urabá fue la estimación de la biomasa aérea o “en pie” y el carbono contenido en ella. Esto se realizó a partir de los inventarios forestales de la Expedición Estuarina, golfo de Urabá (Blanco et al. 2012). Recordemos que durante un inventario forestal se mide el diámetro del fuste (tronco) de los árboles de las diferentes especies. Esto usualmente se hace a la altura del pecho o a 1,3 m como medida estándar. Sin embargo, en los árboles de especies como R. mangle las raíces aéreas salen desde varios metros por encima del suelo, por lo cual es necesario montarse hasta la última raíz y realizar la medición del diámetro del tronco por encima de ella. Estas mediciones de números de árboles y sus diámetros para cada especie se realizan dentro de parcelas cuadradas o circulares, usualmente de 0,01 ha (10x10m) aunque el tamaño lo define el investigador. A cada árbol se le puede estimar su biomasa total o del tronco a partir del diámetro usando una ecuación alométrica, es decir una relación entre ambas variables, obtenida a partir de el pesaje de árboles apeados de un diámetro conocido al que se le han pesado todos los componentes leñosos y foliares. Esto es equivalente a lo que se hace durante las podas de los árboles urbanos. Dado que para obtener dichas ecuaciones es necesario talar los árboles y por lo tanto es un método invasivo hay pocas ecuaciones alométricas y es necesario aplicar las que se han obtenido en otras partes del mundo. En Colombia, recientemente se obtuvieron ecuaciones alométricas para los manglares del delta del río Sinú en Córdoba. Luego de estimar el peso de cada árbol se suman los pesos de todos los árboles por área y esto se lleva a unidades de megagramos (=toneladas) por hectárea. Aunque el contenido de carbono en los árboles se asume como el 50% de la materia seca, se recomienda obtener valores de carbono a partir de las muestras locales.

Como era de esperarse a partir del desarrollo de los árboles, los manglares del delta del río Atrato tienen la mayor cantidad de carbono del golfo de Urabá (89.3 Mg C/ha), principalmente contribuido por R. mangle (ver tabla). Otros manglares en el costado oriental del Golfo varian entre 10 y 30 89.3 Mg C/ha, pero dado que están compuestos por varias especies es posible separar la contribución de cada una. Por ejemplo, en Punta Las Vacas-Punta Yarumal (17.5 MgC/ha) el 59% es aportado por R. mangle, el  30% por L. racemosa y resto por A. germinan. Los reservorios también cambian entre tipos fisiográficos producto de las diferencias en los diámetros bajo las diferentes condiciones de crecimiento (suelos e hidrología). Una actualización de dichos cálculos fue publicada recientemente por Blanco et al. (2015):

“El reservorio total de C se estimó en 318.833 t C en las 3.846 ha del delta del río Atrato, 20.461 t C en las 354 ha de la ensenada de Rionegro, 17.458 t C en las 406 ha de Puerto César-Punta Coquito, y 5.496 t C en las 145 ha de Turbo.”

Los anteriores resultados expresados en miles de toneladas ponen de manifiesto la importancia del almacenamiento de C en los manglares del golfo de Urabá. Estos datos de la Expedición también permitieron concluir que en general los manglares del Atrato y otras localidades son importantes reservas de carbono en el contexto global (ver tabla).

Pero los manglares no solamente almacenan carbono en pie en el material leñoso y foliar. Dicho material se acumula progresivamente por lo cual es posible estimar tasas de acumulación. Dado que es difícil estimar acumulación en madera, es común estimar tasas de captura de carbono por parte de los árboles mediante la medición de la caída de las hojas y otros elementos del dosel (ver video). En el delta del río Atrato, se estima que al año caen alrededor de 20 Mg/ha de materia orgánica del dosel y aproximadamente el 50% de ésta corresponde a hojas. Todo lo dicho anteriormente se resume dentro de un concepto que parte de la ecología de ecosistemas pero que se aplica actualmente en la política de la conservación: el carbono azul.

Una de las posibles explicaciones para que los manglares del golfo de Urabá y particularmente los del delta del río Atrato tengan una reserva de carbono azul tal alta es el aporte de agua dulce y nutrientes que recibe de su cuenca. Otra es la posible baja tasa de disturbio a la que están sometidos dado que se encuentran ubicados en la “zona de calmas” del mar Caribe, es decir que no reciben el impacto directo de los huracanes.

A una escala continental, Rovai et al. (2016) recientemente sometieron a prueba la hipótesis de la “señal ambiental” en los manglares usando datos de campo y modelos de sitios a lo largo de ambas costas de América, encontrando que la temperatura mínima del aire, la precipitación mensual mínima y la evapotranspiración potencial ejercen un efecto sobre la biomasa en pie (ver referencia abajo). Saenger y Snedaker (1993) habían sometido a prueba dicha hipótesis previamente y adicionalmente incluyeron como variable de respuesta a la producción primaria neta, es decir la caida de hojarasca (ver abajo).

Caso de estudio: Los manglares del sur de la Florida con su contenido de carbono y otros elementos al interior de su biomasa área y los flujos de materia energía a través de sus redes tróficas terrestres y acuáticas también han sido un modelo de estudio para comprender el papel de los disturbios atmosféricos como los huracanes sobre la reorganización de dichos reservorios y flujos. El reciente paso del huracán Irma por la península de la Florida revive la importancia de estos fenómenos atmosféricos sobre el ciclo de los elementos en la naturaleza y del mantenimiento de programas de investigación ecosistémica a largo plazo que permitan realizar comparaciones antes y después de los eventos y entre sitios impactados y no impactados. Hoy revisaremos algunos conceptos de ecología ecosistémica o funcional teniendo como caso de estudio los manglares del sur de la Florida, los huracanes y particularmente el huracán Irma.

 

Lecturas sugeridas generales:

Odum y Heald_1972_trophic analyses mangrove community

Rovai et al_2016_GEB_mangroveAboveGroundBiomassModel

Saenger and Snedaker 1993 Oecologia_Pantropical trends mangrove AGB and annual litterfall

Lecturas sugeridas manglares de Florida:

Armentano 1992_Hurricane Andrew impact South Florida

Baldwin et al_1995_Hurricane Andrews damage

Baldwin et al_2001_Hurricane Andrews recovery

Castaneda-Moya_etal_2013_Allocation_Biomass_NPP Mangroves_FCE

Smith et al_1994_Mangroves_hurricanes_lightning_Bioscience

Smith et al_2009_Cumulative_Impacts_Hurricanes_on_Mangroves_Wetlands

Troxler CO2 effluxMcIvor y Smith_1995_Mangrove crabs and leaf litter processing

 

Semana 6. Los manglares del Caribe sur: una visión funcional (parte 2)

Los manglares además de estar compuestos por plantas leñosas que le confieren el fundamento estructural son el hábitat de una gran variedad de especies de fauna vertebrada e invertebrada (Nagelkerken et al. 2008). Esta no solamente habita o usa el manglar de manera pasiva, sino que en su gran mayoría se alimenta dentro de él integrándose a los ciclos del carbono, nitrógeno y fósforo, entre otros, mediante relaciones tróficas. Por ello se ha encontrado que existe una “señal” de dichos elementos en los tejidos de los heterótrofos, que identifica la procedencia desde la base de la red trófica o los autótrofos. Ésta se conoce como la “señal isotópica estable” (Mancera et al. 2009). Mediante ella es posible vincular a cualquier consumidor con la fuente de carbono en las plantas costeras, sean mangles u otras plantas vasculares leñosas, macrofitas flotantes, pastos emergentes, pastos marinos, macro y microalgas, fitopláncton o detrito de cualquiera de las anteriores. Hoy en día son usados comúnmente los isotopos estables del carbono y del nitrógeno para establecer la conectividad trófica de las redes de consumidores pelágicos como los peces y camarones con los manglares (ver revisión por Layman 2007).

Por otra parte, los consumidores no solamente ingieren alimento sino que trasladan materia y energía sea desde un nivel trófico a otro o sea desde un espacio específico a otro. Adicionalmente, dichos traslados no necesariamente son tróficos y por lo tanto toman un sentido más ingenieril en el sentido físico o funcional en el sentido químico (Cannici et al. 2008). Es así como los cangrejos pueden hacer galerias en el sedimento y transportar hojas senescentes a su interior, translocando materia y energía y en últimas reubicando moléculas y elementos desde la superficie del manglar hacia el fondo de los sedimentos (ver estudio clásico en la Florida, McIvor y Smith 1995).

El estudio de la ecología funcional apenas inicia en los manglares del golfo de Urabá. Se ha identificado la presencia de los cangrejos azules (Cardisoma guanhumi) que son grandes detritivoros y además construyen profundas galerías en los sedimentos, por lo cual se postula que son ingenieros ecosistémicos (Arroyave-Rincón et al. 2014). Las relaciones tróficas entre los peces y el manglar también se han empezado a estudiar. Se han establecido las dietas de algunas especies de importancia comercial como los bagres marinos y se ha concluido que sufren cambios ontogénicos, también asociados con desplazamientos entre las lagunas interiores de los manglares y espacios más abiertos (Sandoval et al. 2015). En la actualidad están en marcha estudios isotópicos para vincular a los consumidores bentícos y pelágicos del manglar con la materia orgánica producida por el dosel de los manglares en el delta del río Atrato.

Caso de estudio: Continua la actividad ciclónica en el mar Caribe y con ello nos vemos obligados a seguir hablando de los huracanes. Ayer pasó María por las Antillas Menores y por Puerto Rico. Esta última isla es un sitio icónico para el estudio de los bosques tropicales y los manglares. Al igual que en la península de La Florida, los investigadores de bosques tropicales en Puerto Rico se han dado a la tarea de estudiar las dinámicas inducidas por el paso de los huracanes. Por ello, comprender el regimen de disturbio ha sido uno de los intereses mayores (Scatena et al. 2012: Disturbance regime, In: A Caribbean Tapestry). Así como el estudio del efecto ecológico de los huracanes sobre los ecosistemas costeros se disparó en la Florida con el paso del huracán Andrew en 1992, en Puerto Rico sucedió lo mismo con el estudio de los efectos sobre los bosques despues del paso del huracán Hugo en 1989.

Los manglares la isla de Puerto Rico se ubican en diferentes zonas de vida y contextos de usos y conservación (Martinuzzi et al. 2009), por lo tanto tienen diferentes caracteristicas fisionómicas, biomasas en pie y diferentes tasas de caída de hojarasca. Dichos aportes diferenciales entre zonas de vida también se traducen en aportes diferenciales pero episódicos y masivos durante y despues del paso de un huracán tal como se ha estudiado de manera detallada en el Bosque Experimental de Luquillo. El material que se transfiere al suelo del bosque y el lecho de los canales se descompone y posteriormente se disuelve en el agua fluyendo a través de las redes tróficas. Dado que es claro que el paso de un huracán como María por Puerto Rico causa la reorganización de los reservorios y flujos de carbono y otros elementos una pregunta que surge cuál será el efecto diferencial en el funcionamiento de los manglares entre las zonas de vida áridas y mésicas en el corto, mediano y largo plazo.

Preguntas:

  1. Qué es un programa de investigación ecológica a largo plazo? vea el ejemplo del Bosque Experimental de Luquillo en Puerto Rico (LUQLTER) como caso de bosques tropicales y el ejemplo del Ecosistema Costero de la Florida (FCELTER) como caso de manglares y humedales costeros substropicales.
  2. Por qué es importante que dentro de estos programas se incluya un componente de monitoreo de variables y procesos ecosistémicos?
  3. Por qué es importante dentro de estos programas la ubicación de sitios de muestreo a lo largo de gradientes ecosistémicos, por ejemplo a lo largo del gradiente altitudinal de una montaña o el gradiente de distancia en un río costero?
  4. Dada la variabilidad de las características físicas de los huracanes y tormentas tropicales (velocidad del viento, duración, ancho del ojo, contenido de lluvia, entre otros) es virtualmente imposible que dos huracanes tengan las mismas características y por ello los mismos efectos ecológicos. Por ello surge la necesidad de realizar experimentos que simulen de manera controlada algunas de las características física de los huracanes o sus efectos. Consulte qué es el Experimento de Poda del Dosel (Cannopy Trimming Experiment) en el LUQLTER?
  5. Cuál prodrá ser la consecuencia en el corto plazo (días, semanas o meses) de la defoliación de los manglares y bosques costeros ocurrida en Puerto Rico con el paso de los huracanes Irma y María? (ver noticia del sitio web de NASA Earth Observatory: Hurricane Irma Turns Caribbean Islands Brown)

Lecturas sugeridas generales:

Cannici_2008_faunal impact on vegetation struct and ecosys funct

Nagelkerken_ 2008_habitat function_marine_terrestrial

Mancera_2009_Contributions_Volume38

McIvor y Smith_1995_Mangrove crabs and leaf litter processing

 

Semana 7. Los manglares del Caribe sur: una visión socio-ecosistémica

Los manglares además de ser bosques de la zona intermareal que pueden ocupar varios kilometros de extensión tierra adentro, también son el hábitat y sitio de actividad económica de habitantes de las zonas costeras. Tradicionalmente, la principal actividad económica en estos ecosistemas tropicales es la pesca sea artesanal o industrial. Elinor Ostrom, laureada con el Premio Nobel de Economía en 2009, propuso que las pesquerías costeras, entre otros sistemas productivos basados en recursos naturales, deberían considerarse como “sistemas sociales y ecológicos acoplados” (SES por sus siglas en inglés: “socio-ecological systems”) que por definición son complejos y auto-organizados (Ostrom 2009). Ella identificó que estos sistemas productivos (e.g. la pesca o las pesquerías) están compuestos por un sistema de recursos (los recursos pesqueros o las especies en general), de una o varias unidades productivas (las especies de interés comercial o importantes para la subsistencia), los usuarios (los pescadores) y un sistema de gobernanza (reglas o instituciones). Dichos sistemas pueden describirse con varias variables que interactuan entre sí de maneras igualmente variadas y complejas, produciendo resultados que no son fáciles de predecir. Estos resultados a su vez se propagan a otros sistemas vecinos, sean naturales o socio-ecosistemas (e.g. los arrecifes coralinos, el medio pelágico, la zona urbana, los mercados internacionales, entre otros). Por lo anterior, ella propuso que si no se integra el conocimiento dentro de este marco conceptual (SES) no solo no se podrán comprender las dinámicas socio-económicas, sino que las medidas de conservación de los recursos naturales serán ineficientes porque responden a dinámicas humanas que no se comprenden. Los SES también se conocen como CHANS: “coupled human and natural systems” (Liu et al. 2007) y están definidos por la no linealidad de sus dinámicas, los legados de eventos pasados, las respuestas retrasadas, los cambios de regimenes, las “sorpresas”, además de la heterogeneidad estructural y la resiliencia.

Este concepto está relacionado con “panarquia” desarrollado por el ecólogo C.S. Holling dentro de la subdisciplina de los sistemas complejos y la ciencia de la sostenibilidad (ver revisión de 2001 y 2000: Theories for sustainable futures). La teoría de la panarquia parte de que ningun sistema, particularmente los socio-ecológicos, puede ser entendido o manejado con un enfoque en una sola escala espacial o temporal. Es así como la panarquia es definida por Holling como el conjunto de sistemas (espaciales) acoplados a lo largo de una jerarquía (espacial) estructural. Hoy en día el estudio de los SES es una trans-disciplina con un fuerte bagaje filosófico y cuantitativo que se ha plasmado en la consolidación de grupos de investigación e instituciones interdisciplinarios (Resilience Alliance).

Los manglares y la zona costera en la cual estan inmersos han sido considerados como SES (e.g. Adger 2000). En ellos, como en otros SES, se ha descrito la resiliencia como una importante característica: la capacidad de absorber energía u otro agente estresante sin de cambiar de estado, es decir manteniendo la misma estructura y función. También se puede definir como la capacidad permanecer (“aguantar”) inmutable (imperturbable) ante un disturbio. Es una medida de auto-organización, aprendizaje y adaptación (tomado de: Resilience Alliance).

Los manglares son ecosistemas altamente resilientes ante los disturbios atmosféricos y oceanográficos que están expuestos y se espera que continuen siendolo durante las próximas décadas ante el ascenso del nivel del mar y otros cambios climáticos (ver Alongi 2008). Por ello se plantea que son la base para la resiliencia del componente social con el cual están acoplados en la zona costera (e.g. Adger 2000).

Los manglares del Caribe sur y específicamente los ubicados en la zona costera del departamento de Antioquia coinciden con la definición de SES. Esta zona está compartida por 4 municipios (Turbo, Necoclí, San Juan, Arboletes) del departamento de Antoquia (Leal-Flórez et al. 2017). Si se considera el departamento de Chocó, dos municipios adicionales deben ser incluidos: Unguía y Acandí. Solo el departamento de Antioquia comprende una zona extensa con cerca de 500 km de longitud que alberga más de 2000 familias cuyas formas de vida están estrechamente ligadas con el mar. Ellas tienen diferentes origenes étnicos y demográficos. La pesca es la principal actividad económica y gran parte de ella se enfoca en especies que se reproducen, crían o viven entre las raíces y canales de los manglares. La actividad pesquera explota más de 50 especies de peces, crustáceos y moluscos. En esta zona costera también se ubican asentamientos humanos que van desde unas pocas casas en veredas aisladas, pasando por corregimientos más grandes y compactos, hasta los grandes y densamente poblados cascos urbanos de Turbo, Necoclí y Arboletes. En esta zona también tienen competencias diferentes instituciones del orden territorial (municipios y departamentos), normativo y de vigilancia y control de los recursos naturales (CORPOURABA, AUNAP, UMATAs), académico (universidades y otras instituciones de educación superior), entre otras. Por esta estructura compleja y las interacciones que se dan al interior del SES, la actividad pesquera requiere un ordenamiento como instrumento normativo pero también de gobernanza. El proyecto LOPEGU se formuló como una respuesta para proponer lineamientos para las autoridades competentes (ver video institucional).

La zona costera del golfo de Urabá, con su riqueza natural de manglares y complejidad geomorfológica y climatológica, es un crisol de culturas, de dinámicas sociales y económicas y de estructuras administrativas del territorio y los recursos naturales. Las comunidades afrodescendientes asentadas en las Bocas del Atrato han permanecido allí por más de medio siglo como legado de la actividad maderera de los bosques del Chocó (Taborda et al. 2008) y están constituidas actualmente como territorio colectivo (Consejo Comunitario de Bocas del Atrato y Leoncito) que cubre más de 30.000 ha de bosques y humedales costeros. Los pobladores en su mayoría se consideran pescadores. La vereda Puerto César La Playa es un pequeño asentamiento costero sobre las ruinas de un tren y desembarcadero de banano conformado por desplazados de la violencia del Chocó en los años ochentas y noventas (Gómez-Aguirre 2014 y Gómez-Aguirre y Turbay 2016). Aunque aprendieron la actividad de la pesca en el mar, eran corteros de mangle que comprendieron la importancia de la reforestación y hoy son un aliado de los esfuerzos intitucionales de CORPOURABA. En contraste las comunidades rurales al norte del casco urbano de Turbo atraviezan una crisis ambiental porque en su mayoría son desplazados ubicados en territorios marginales alrededor de los terratenientes que han visto en la tala del mangle una oportunidad de subsistencia (Blanco et al. 2013). Adicionalmente, la deforestación en las partes altas de la cuenca del río Turbo y otros ríos costeros trae consigo el aumento de la carga de sedimentos e incremento de las crecientes. Finalmente, las dinámicas socio-económicas que se dan al interior del casco urbano de Turbo motivan la actividad de los corteros ilegales del manglar, los cuales se desplazan a las áreas peri-urbanas pero también a manglares más alejados como los del Atrato y el sur del golfo (Blanco et al. 2012, Blanco y Estrada 2015, Blanco et al. 2016).

Es necesario por lo tanto plantear que el ser humano dentro de la zona costera del golfo de Urabá no solamente es una variable más que influye sobre la composición de especies animales y vegetales de los manglares, sobre su estructura forestal y procesos ecosistémicos. Es un sistema (socio-económico-cultural) complejo que se integra al sistema natural y que opera a diferentes escalas espaciales y temporales. La pesca es una actividad económica que depende de los recursos que ofrece el manglar. Pero también la explotación de madera depende de los recursos del manglar. Esto genera una conexión no vista o “sorpresa” entre la actividad pesquera y la tala ilegal, más aun cuando es realizada por actores que no viven en el mismo territorio, es decir que se genera una tele-conexión. Sobre esto debemos considerar la hegemonía del sector bananero que se desarrolla a espaldas del mar pero con unos efectos ambientales negativos sobre los ecosistemas de la planicie costera y posiblemente los marinos (Blanco 2009)… y la corrupción en las instituciones públicas.

Ahora vienen tres puertos…continua el ascenso del nivel del mar, el aumento de la actividad ciclónica en el Caribe, un nuevo estado de “paz” entre los principales actores enfrentados, entre otros escenarios posibles en lo social, económico y político. Como dijo C.S. Holling, necesitamos teorías para un futuro sustentable.

Es hora de mirar, estudiar y manejar el golfo de Urabá como un socio-ecosistéma complejo y dinámico…único.

Preguntas

  1. Aunque el golfo de Urabá en su interior puede subdivirse en tres regiones geomorfológicas con cerca de diez grandes áreas de manglar y dos ciudades costeras, considera que desde el concepto de socio-ecosistema debería tratarse como una unidad?
  2. Cómo considerar las zonas costeras del Caribe norte antioqueño y el Darién chocoano? Unidades separadas? Conectadas episódicamente con el golfo de Urabá y sus cascos urbanos? Conectados por qué tipos de flujos?
  3. Cómo la conectividad de la actividad bananera con los mercados globales determina dinámicas ecológicas y sociales dentro del golfo de Urabá?
  4. Cómo integrar la operación portuaria dentro del ordenamiento de la actividad pesquera?

Todas estas preguntas son relevantes no solo para el Golfo sino para otros “macrosistemas” costeros. Son preguntas que deben responderse para lograr un manejo sustentable de los ecosistemas costeros y sus recursos explotables tal como lo planteó el difunto colega y amigo Dr. Alejandro Yáñez-Arancibia en el prefacio del libro Expedición Caribe Sur.

Lectura generales

Alongi 2008 ECSS mangrove resilience

Holling_2001_Ecosystems

Ostrom 2009_Socio-ecological systems_Science

Liu_CHANS_science

 

Lecturas golfo de Urabá

Blanco-Libreros_2009_Banana crops_AMBIO

Blanco et al. (2012: Ecosystem-wide effects of deforestation in mangroves)

Blanco et al. (2013: Sedimentación y deforestación en el delta del río Turbo)

Blanco et al. (2015: Influencia antrópica en el paisaje de las poblaciones de P. rhizophorae más sureñas del Caribe)

Blanco y Estrada (2015: Mangroves on the edge)

Gomez y Turbay_2016_pescadores y conservacion manglar res

Gomez_2014_El tiempo y el lugar de los peces Puerto Cesar_BolAntropol

Leal-Florez et al_2017_pesca-familias-y-territorios-en-el-mar

Taborda et al_2008_Participacion_Comunitaria_delta Atrato

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