Índice de calidad ecológica con base en macroinvertebrados acuáticos para la cuenca del río Negro (ICE RN-MAE), Colombia

Aquatic Ecological Index based on freshwater (ICE RN-MAE) for the Río Negro watershed, Colombia. Available indices to assess the ecological status of rivers in Colombia are mostly based on subjective hypotheses about macroinvertebrate tolerance to pollution, which have important limitations. Here we present the application of a method to establish an index of ecological quality for lotic systems in Colombia. The index, based on macroinvertebrate abundance and physicochemical variables, was developed as an alternative to the BMWP-Col index. The method consists on determining an environmental gradient from correlations between physicochemical variables and abundance. The scores obtained in each sampling point are used in a standardized correlation for a model of weighted averages (WA). In the WA model abundances are also weighted to estimate the optimum and tolerance values of each taxon; using this information we estimated the index of ecological quality based also on macroinvertebrate (ICE RN-MAE) abundance in each sampling site. Subsequently, we classified all sites using the index and concentrations of total phosphorus (TP) in a cluster analysis. Using TP and ICE RN-MAE, mean, maximum, minimum and standard deviation, we defined threshold values corresponding to three categories of ecological status: good, fair and critical. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 2): 233-247. Epub 2014 April 01.

Los índices disponibles para la evaluación del estado ecológico de los ríos en Colombia están basados principalmente en hipótesis subjetivas generalizadas acerca de la toleración de los macroinvertebrados, un proceso que presenta limitaciones. En este estudio se presenta la aplicación de un método para establecer un índice de calidad ecológica para sistemas lóticos, basado en abundancia de macroinvertebrados y variables fisicoquímicas. Se tomó como caso de estudio la cuenca del rio Negro (Colombia). Este nuevo índice se ha formulado como alternativa al BMWP-Col y consiste en la determinación de un gradiente ambiental a partir de un Análisis de Correspondencia Canónica de correlaciones entre abundancias y registros fisicoquímicos. Los puntajes de las estaciones -obtenidos en las correlaciones- son estandarizados y usados en un modelo de Promedios Ponderados (WA); en el modelo se ponderan también las abundancias para estimar los valores óptimos y de tolerancia de cada taxón. Con ellos y la abundancia se calcula los valores del Índice de Calidad Ecológica con base en macroinvertebrados acuáticos para la cuenca del rio Negro (ICE RN-MAE). Se utilizan los valores del índice junto con las concentraciones de fósforo total (FT) en un análisis de agrupamiento, para así clasificar los sitios de estudio. De ahí se obtienen finalmente los valores medios, máximos, mínimos y de desviación estándar del ICE RN-MAE y FT. Con ellos se definen los umbrales que corresponden a diferentes categorías de calidad ecológica (buena, regular y crítica).

Shredders are abundant and species-rich in tropical continental-island low-order streams: Gorgona Island, Tropical Eastern Pacific, Colombia / Trituradoras son abundantes y ricas en especies en corrientes de bajo orden de islas continentales tropicales: Isla Gorgona, Pacífico Oriental Tropical, Colombia

Macroinvertebrate shredders may have been overlooked in tropical streams due to the geographical bias of early studies, methodological limitations, and the complex influences of local-scale factors. While shredders seem to be scarce in most oceanic island streams, we here test if they are abundant in a continental island. Gut content analyses of benthic macroinvertebrates were used to identify shredding taxa in streams located in different types of forest in Gorgona Island (Tropical Eastern Pacific). General dietary overlap (GO) was quantified and relative biomass, relative frequency and the leaf litter percentage in the guts were used to establish the relative importance of each taxon in the shredding guild. Various indices were used to identify the spatial arrangement (i.e. contagious or random) of each taxon and shredding guild among streams. We identified 31 shredding taxa that were divided into specialist-shredders (14 taxa), generalist-shredders (10), and collector-shredders (7). There was a complete GO (0.75, p<0.001) for the guild. Cockroaches (Epilampra) were the most represented shredders due to the greatest contribution to guild total biomass and to the highest content of leaf litter in their guts. These organisms were more important than shrimps and crabs in terms of abundance and biomass in leaf pack samples. Potimirin shrimps ranked second and Stenochironomus midges ranked third. Among aquatic insects, other secondarily important species were Leptohyphes (Ephemeroptera), Macrelmis, Anchytarsus and Tetraglosa (Coleoptera). Ten taxa exhibited contagious spatial pattern and twenty-one exhibited a random distribution. Resource distribution (i.e., leaf packs) between streams was random too. The guild was contagiously distributed, but this result could be highly influenced by the taxa with contagious distribution. Mean abundance, richness and mean biomass of shredders were not significantly correlated with any of the environmental variables measured. Three factors seemly explain the high richness and abundance of shredders in Gorgona Island: (1) its continental origin, (2) its current proximity to the continent (35 km), and (3) the high diversity and availability of leaf litter and woody debris inputs to the streams. Although crabs, shrimps, aquatic insects and semiaquatic-cockroaches coexisted in Gorgona Island, the latter were the most important leaf litter shredders in terms of biomass. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 1): 85-105. Epub 2014 February 01.

Existe la posibilidad de que los macroinvertebrados fragmentadores hayan sido subvalorados en las quebradas tropicales debido al sesgo geográfico de los estudios realizados, a limitaciones metódicas y a la influencia de factores de escala local. A pesar de que los fragmentadores son escasos en las quebradas de islas oceánicas, hipotetizamos que son abundantes en Isla Gorgona. Los análisis de contenidos estomacales de estos organismos se usaron para identificar los taxones fragmentadores colectados en quebradas con diferentes tipos de bosque. Se cuantificaron el índice general de sobreposición dietaria (GO por su siglas en inglés), y el índice de valor de importancia de cada taxón en el gremio (con base en biomasa relativa, frecuencia relativa y proporción de tejido vegetal en los contenidos estomacales). El arreglo espacial de cada taxón y el del gremio entre quebradas (i.e., contagioso o aleatorio) se determinó a partir de varios índices. Se identificaron 31 fragmentadores, los cuales se dividieron en especialistas (14 taxones), generalistas (10) y colectores-fragmentadores (7). Hubo un GO completo del gremio (0.75, p<0.001). Debido a su alta contribución de biomasa y de abundancia al gremio, y a la elevada proporción de tejido vegetal consumido, las cucarachas (Epilampra) fueron los fragmentadores-especialistas más representativos, superiores incluso a camarones y cangrejos. El camarón Potimirin fue el segundo taxón más importante seguido por el díptero Stenochironomus. Entre los insectos acuáticos, otros taxones de importancia secundaria fueron Leptohyphes (Ephemeroptera), Macrelmis, Anchytarsus y Tetraglosa (Coleoptera). Diez taxones mostraron un patrón espacial de contagio, y 21 se organizaron aleatoriamente, al igual que los recursos (i.e., “paquetes” de hojarasca). Aunque el gremio se organizó contagiosamente, estos resultados pudieron estar altamente influenciados por los taxones con distribución del mismo tipo. No se encontraron correlaciones significantes entre la abundancia media, la riqueza y la biomasa media con ninguna de las variables ambientales. Tres factores explicaron la alta riqueza y la abundancia de los fragmentadores en Isla Gorgona: (1) el origen continental, (2) su proximidad al continente (35km), y (3) la alta diversidad y disponibilidad de hojarasca y de desechos de madera dentro de las quebradas. Aunque cangrejos, camarones, insectos acuáticos y cucarachas-semiacuáticas coexistieron en la isla, estas últimas fueron, en términos de biomasa, los fragmentadores más importantes.

Patterns at Multi-Spatial Scales on Tropical Island Stream Insect Assemblages: Gorgona Island Natural National Park, Colombia, Tropical Eastern Pacific / Patrones en escalas multiespaciales en conjuntos de insectos de arroyos de islas tropicales: Parque Nacional Natural Isla Gorgona, Colombia, Pacífico Oriental Tropical

Tropical Eastern Pacific island streams (TEPis) differ from other neotropical streams in their rainy climate, mixed sedimentary-volcanic geology and faunal composition. Yet, their relationships between environmental characteristics and stream biota remain unexplored. We analyzed the environmental subject at three spatial scales using a fully nested sampling design (6 streams, 2 reaches within each stream, 2 habitats within each reach, and 4 replicates per habitat) on Gorgona Island (Colombia). Sampling was carried out in two months with contrasting rainfall during early 2009. We studied the spatial variation of assemblage composition and density along with 27 independent variables within two contrasting rainfall conditions. Five stream-scale variables, two reach-scale variables, and five habitat-scale variables were selected using a Canonical Correspondence Analysis (CCA). A partial CCA showed that the total variance explained was 13.98%, while stream- and habitat-scale variables explained the highest proportion of the variance (5.74 and 5.01%, respectively). Dissolved oxygen (as affected by rainfall), high-density use zone (a management category), and sedimentary geology were the best descriptors of insect assemblages. The two latter descriptors affected fine-scale variables such as total benthic organic matter and gravel substratum, respectively. A Nested ANOVA showed significant differences in total density and richness among streams and habitats, and significant differences between the two sampling months regardless of the spatial scale. The evenness showed a significant stream- and habitat-dependent temporal variability. These results suggested that rainfall regime in Gorgona Island might be a driver of insect assemblage dynamics mediated by water chemistry and substratum properties. Spatial assemblage variability here is greater within habitats (among samples), and a minor fraction occurs at habitat- and stream-scales, while no longitudinal pattern was observed probably due to the short courses. Temporal variability should be further studied relative to rainfall and discharge regimes. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 1): 65-83. Epub 2014 February 01.

Las quebradas insulares del Pacífico Tropical Oriental difieren de otras quebradas neotropicales en términos de regímenes de lluvia, geología sedimentaria-volcánica, y composición faunística; pero la relación entre características ambientales y la biota de estas quebradas insulares permanece inexplorada. En este estudio, conducido en Isla Gorgona, se analizó el efecto restrictivo de 27 variables ambientales sobre la distribución, composición y densidad de los insectos acuáticos en tres escalas espaciales; se consideraron además diferencias en las intensidades de la lluvia entre los muestreos. Los muestreos se realizaron en 2009, en dos meses con intensidades de lluvia contrastantes; se siguió un diseño muestral anidado (6 quebradas, 2 tramos en cada quebrada, 2 hábitats en cada tramo, y 4 réplicas por hábitat). En un ACC fueron seleccionadas 5 variables operando a la escala-quebrada, 2 a la escala-tamo y 5 a la escala-hábitat. Un ACC parcial mostró que la varianza total explicada fue de 13.98%; las variables de las escalas hábitat y quebrada explicaron la mayor proporción (5.74 y 5.01%, respectivamente). Los mejores descriptores del “ensamblaje” fueron, oxígeno disuelto (influenciado por la lluvia), zona de alta densidad de uso y geología sedimentaria. Las dos últimas afectaron variables de escalas menores tales como, materia orgánica béntica y sustrato de gravas. Un ANOVA anidado presentó diferencias significativas de densidad total y de riqueza entre quebradas y hábitats, así como entre meses. La equidad mostró una variabilidad temporal significante dependiente de la quebrada y del hábitat. Se sugiere que el régimen de lluvia podría ser el conductor principal de las dinámicas, pues influye en la química del agua y en las propiedades de los sustratos. La variabilidad espacial de la composición y la estructura es mayor dentro de los hábitats (entre las muestras), y en menor proporción en las escalas quebrada y hábitat. No se definió un patrón longitudinal debido probablemente a la corta longitud de las quebradas. La variabilidad temporal debe ser estudiada a fondo en función de los regímenes de lluvia y de descarga.