Índice de Calidad Ecológica y gestión hídrica en tres ecosistemas de Colombia / Ecological quality index for water management in three Colombian ecosystems

Introducción: La investigación y el diagnóstico de fuentes hídricas es de interés académico y gubernamental, la exploración de instrumentos numéricos aplicados al ordenamiento de cuencas brinda la posibilidad de identificar dónde y qué variables son útiles en programas de monitoreo y rehabilitación en ecosistemas acuáticos, lo cual incluye la calidad del agua, convencionalmente analizada por índices fisicoquímicos e hidrobiológicos. En el 2014 a través de la guía de ordenamiento hídrico en Colombia, se desarrolló una evaluación del índice de calidad ecológica (ICE); la cual genera un sistema numérico de correlaciones que diagnostica, clasifica y detecta afectaciones ambientales. Objetivo: Esta investigación pretende demostrar que el ICE permite evaluar la calidad de ecosistemas acuáticos afectados por diferentes situaciones ambientales. Métodos: Se analizaron tres escenarios ubicados en diferentes regiones de Colombia y como grupo hidrobiológico indicador se utilizaron las algas perifíticas y fitoplanctónicas. Los ecosistemas fueron monitoreados entre el 2007 y 2016 y corresponden a una planicie de inundación, un río andino de alta montaña y un grupo de quebradas en un bosque húmedo tropical. Resultados: Las correlaciones canónicas fueron significativas (P < 0.005) y se estimó el óptimo y la tolerancia de cada taxa; variables relacionadas con la concentración de iones, la amortiguación de la acidez, la temperatura y la hidráulica, incidieron en la distribución de las abundancias de los organismos y la clasificación ecológica mediante el índice. Conclusiones: La aplicación del índice permite identificar variables, organismos y ordenamientos numéricos que posibilitan clasificar el estado ecológico en un sistema, resultados útiles en el diagnóstico y seguimiento de los ecosistemas acuáticos estudiados y que pueden ser implementados con otros escenarios.

Introduction: Research and diagnosis of water sources is of academic and governmental interest, for this reason, the exploration of numerical tools applied to watershed management, offers the possibility to identify where and what variables are useful in monitoring and rehabilitation programs of aquatic ecosystems. Environmental planning and management, which includes water quality, is conventionally analyzed by physical, chemical and hydrobiological indexes. In 2014, through the water management guide, included the assessment of the ecological quality index (EQI); it was generated a comprehensive approach through a numerical system of correlations that diagnoses, classifies and detects environmental impacts. Objective: This research aims to demonstrate that the EQI allows to assess the quality of aquatic ecosystems affected by different environmental situations. Methods: In order to analyze the application of this tool, we studied three scenarios located in different biogeographical regions of Colombia and, as a hydrobiological group indicator, we used peripheral and phytoplankton algae. The ecosystems were monitored between 2007 and 2015 and correspond to a flood plain, a high mountain Andean river and a group of water stream in a tropical humid forest. Results: Canonical correlations were significant (P < 0.005)and a model of weighted averages, allowed to estimate the optimum and the tolerance of each taxa for the sites ecological classification; variables related to ion concentration, acidity damping, temperature and hydraulics, influenced the models that explained the abundances distribution of the studied biological groups. Conclusions: The application of the EQI makes it possible to identify variables, organisms and numerical systems to classify ecological status. These results are useful in the diagnosis and monitoring of aquatic ecosystems and that can be implemented in other scenarios.

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).