Download degradación de hojas de manglar en un humedal costero

DEGRADACIÓN DE HOJAS DE MANGLAR EN UN HUMEDAL COSTERO
Sandra Escobar Colmenares1, Martha P. Mora Flores2, Rodolfo B. De los Santos Romero1,
Pedro S. Vásquez Rasgado1, Cristian Tovilla Hernández3.
Institituto
Tecnológico
del
Valle
de
Oaxaca.
[email protected],
[email protected], [email protected]
2
Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional-Oaxaca.
[email protected]
3
El Colegio de la Frontera Sur- Tapachula. [email protected]
1
Resumen
El objetivo del estudio fue conocer el aporte de materia orgánica de las hojas de manglar: Rhizophora mangle,
Laguncularia racemosa, Avicennia germinans y Conocarpus erectus a través de las tasas de degradación en la
laguna de Chantuto, se localiza en la costa de Chiapas en la Reserva de la Biosfera “La Encrucijada”. El
trabajo se realizó de noviembre de 2003 a noviembre de 2004. Se seleccionaron 3 sitios, donde se
sumergieron en el agua 30 bolsas de malla para cada especie, con 30 g de hojas; mensualmente se colectaban
3 bolsas. Los resultados se expresan en peso seco constante y libre de cenizas. El tiempo promedio en que
ocurrió la degradación fue similar en las cuatro especies: de 225 a 227 días, probablemente se debe a que la
laguna parece ser homogénea, durante la sequía presentó una salinidad de 40‰ y en lluvias fue nula. La tasa
de descomposición (g año-1) más alta fue en C. erectus con -4.234, seguida por R. mangle con -3.309, L.
racemosa con 3.212, finalmente A. germinans con -2.920. Las hojas de A. germinans contienen mayor
cantidad de materia orgánica con 87.3%. La descomposición de materia orgánica y de la liberación de los
nutrientes que contiene es decisiva en el funcionamiento de los ecosistemas.
Introducción
En México existen más de 120 lagunas costeras que abarca una superficie de 12, 500 km2 y cubre el 33% de
sus litorales, estos humedales costeros son un fenómeno hidrológico que se conforma por el encuentro de
agua dulce y agua marina; entre la vegetación circundante se encuentran los bosques de manglar que son una
característica notable en el área intermareal tropical y subtropical. Son de los sistemas de mayor
productividad biológica, esta capacidad de generar biomasa soporta gran parte de la productividad neta en el
ecosistema, la biomasa disponible por la vía del detritus es una fuente de alimento imprescindible para
muchos organismos así como de sus ciclos de vida; por tanto son centros de reproducción de una gran
cantidad de especies de peces y crustáceos como el camarón que posee importancia comercial (Abarca, 2002;
Contreras, 2002). La caída y degradación de hojas del manglar es la entrada más importante de materia
orgánica, lo que confiere una gran fertilidad a las lagunas costeras. El objetivo del estudio fue conocer la tasa
de degradación de las cuatro especies de manglar presentes en la laguna de Chantuto, Chiapas.
Materiales y métodos
La Laguna de Chantuto se localiza en la región costera de Chiapas en la Reserva de la Biosfera “La
Encrucijada”. Las especies de manglar que se estudiaron fueron: Rhizophora mangle, Laguncularia
racemosa, Avicennia germinans y Conocarpus erectus; se pesaron 30 g de hojas amarillas de las 4 especies de
manglar y se colocaron en bolsas de malla de nylon; en noviembre de 2003 en cada uno de los 3 sitios se
ubicaron 30 bolsas de cada especie de mangle, sumergidas en el agua atadas a las raíces de R. mangle.
Mensualmente se colectaban 3 bolsas de cada especie, se obtenía el peso húmedo. Para el secado se
introducían en una estufa a 105oC por 48 horas; y se obtenía el peso seco, se pulverizaron 3 g de muestra seca
y se colocó un gramo de ésta en crisoles de porcelana; posteriormente se incineraba a 550 oC durante una
hora, se dejaban en el desecador por 24 horas y los crisoles se pesaron en una balanza analítica (0.001g) para
calcular los valores de materia orgánica.
Resultados y discusión
El porcentaje de materia orgánica inicial (libre de cenizas) para las hojas de R. mangle fue de 86.4%. La tasa
de descomposición (k) que se obtuvó fue de -0.0128 g día-1 en 212 días en el sitio 1 (estero) que fue la más
alta con respecto al sitio 2 (río) y 3 (embarcadero) donde la degradación ocurrió en 232 días con una tasa de
descomposición de -0.0066 g día-1 y -0.0077 g día-1 respectivamente (Figura 1A). La pérdida de materia
orgánica en los primeros 60 días fue rápida para los tres sitios con valores de 73.2% (estero), 79.24% (río) y
en el embarcadero con 80.69%; al terminar el experimento fue mayor la perdida de materia orgánica en el
sitio 1 con 95.4%, seguida por el sitio 3 con 93.4% y finalmente el sitio 2 con 87.1%.
Para las hojas de L. racemosa la materia orgánica inicial libre de cenizas fue de 85.9%. La degradación de las
hojas fue más rápida en el sitio 3 ocurriendo en 180 días con una tasa de descomposición de -0.0139 g día-1,
seguida del sitio 2 con una tasa de descomposición de -0.0074 g día-1 en un periodo de 298 días y en el sitio 1
la degradación ocurrió en 205 días, con una tasa de descomposición de -0.0051 g día-1 (Figura 1B). A los 60
días en el sitio 1 se perdió el 52.21% de materia orgánica, esta pérdida fue menor a la que presentaron el sitio
2 con 86.24% y 3 con 80.53%. La mayor pérdida de materia orgánica se presentó en el sitio 2 con 94.54%.
Estero
A
S1
R2=0.945
25
20
15
10
5
0
30
60
90
20
15
10
5
observado
Observed
0
Exponential
120
150
180
210
exponencial
0
240
S2
30
60
90
120
150
180
210
DIAS
Río
DIAS
S2
30
30
25
R2=0.555
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
M .O. g de peso seco (libre de cenizas)
R2=0.707
25
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
M. O. g de peso seco (libre de cenizas)
30
0
20
15
10
5
0
0
30
60
90
R2=0.448
25
20
15
10
5
observado
Observed
0
Exponential
120
150
180
210
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
DIAS
Embarcadero
DIAS
S3
exponencial
0
240
S3
30
30
25
R2=0.722
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
M. O. g de peso seco (libre de cenizas)
B
S1
30
20
15
10
5
0
0
DIAS
30
60
R2=0.663
25
20
15
10
5
observado
observado
exponencial
90
R. mangle
120
150
180
210
240
0
exponencial
0
DIAS
30
60
L. racemosa
90
120
150
180
Figura 1. Curvas de degradación de hojas de R. mangle (A) y L. racemosa (B) en tres sitios de la laguna de
Chantuto.
La materia orgánica inicial libre de cenizas en las hojas de A. germinans fue de 87.3%. Las tasas de
descomposición son semejantes para los tres sitios, ligeramente mayor en el sitio 3 con -0.0090 día-1 (Figura
2C). No obstante, la degradación en el sitio 1 ocurrió en 214 días con una pérdida de materia orgánica de
89.36%, en el sitio 2 y 3 ocurrió en 250 días con una pérdida de materia orgánica de 82.90% y 86.65%
respectivamente. Para los primeros 60 días en los 3 sitios se perdió entre el 70 y 78% (Figura 2C).
La materia orgánica inicial libre de cenizas en las hojas de C. erectus fue de 72.2%. La tasa de
descomposición más alta se presentó en el sitio 3 con -0.0163 g día-1 durante 183 días, seguida del sitio 1 con 0.0111 día-1 en 215 días y el sitio 2 con -0.0074 día-1 en 281 días (Figura 2D). A los 60 días se perdió el 61.
35% de materia orgánica en el sitio 2, el 74.41% en el sitio 1 y en el sitio 3 81.80% de materia orgánica. Al
final del experimento el sitio 1 presentó la mayor pérdida de materia orgánica con el 96.01%.
C
30
20
15
10
5
0
0
30
20
15
10
5
observado
60
90
120
150
180
210
240
observado
0
exponencial
0
exponencial
30
60
90
120
150
180
210
240
Río DIAS
S2
DIAS
S2
30
30
R2=0.777
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
25
20
15
10
5
0
0
30
60
R2=0.770
25
20
15
10
5
observado
observado
exponencial
0
90
120
150
180
210
240
DIAS
270
exponencial
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
EmbarcaderoDIAS
S3
S3
30
30
R2=0.836
M. O. g peso seco (libre de cenizas)
25
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
R2=0.797
25
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
S1
30
R2=0.817
25
M.O. g peso seco (libre de cenizas)
D
Estero
S1
20
15
10
5
0
0
30
DIAS
60
90
120
R2=0.961
25
20
15
10
observado
exponencial
150
A. germinans
180
210
240
270
5
observado
0
exponencial
0
DIAS
30
60
90
C. erectus
120
150
180
210
Figura 2. Degradación de hojas de A. germinans (C) y C. erectus (D) en tres sitios de laguna de Chantuto.
El tiempo promedio en que ocurrió la degradación de hojas de manglar en Laguna de Chantuto fue similar en
las cuatro especies: 225 días para R. mangle, 226 días para A. germinans y C. erectus, finalmente L.
racemosa con 227 días. Probablemente, esto se debe a que la laguna mostró la tendencia a ser homogénea,
durante la época de sequía presentó un valor máximo de salinidad de 40‰ y en la época de lluvias la
salinidad fue nula.
No obstante, existieron diferencias en el tiempo de degradación con respecto al sitio donde fueron colocadas,
la descomposición de las hojas fue más lenta para R. mangle, A. germinans y C. erectus en el sitio 2 (Río) que
presenta una circulación de agua moderada. Mientras que las hojas de R. mangle se degradaron más
rápidamente en el sitio 1 (estero) donde existe un mayor recambio de agua marina y los aportes de agua dulce
lo que provoca una circulación de agua más rápida, la tasa de descomposición es mayor casi en un 50% con
respecto a los otros sitios; de algún modo la entrada de agua salada influye en la degradación de las hojas de
esta especie lo que confirma que las hojas de R. mangle se degradan a mayor velocidad en agua salada (Heald,
1969). Se infiere que el aporte de materia orgánica de esta sección del manglar es exportada hacia la zona
marina.
La degradación de hojas de L. racemosa fue más rápida en el sitio 3 con una tasa de descomposición
doblemente mayor con respecto al sitio 1 y 2; de igual manera C. erectus presentó una degradación más
rápida en este sitio que se caracteriza por poco recambio de agua marina por ser la zona más alejada del
estero y más cercana a la tierra; lo que podría significar que estas especies se degradan a mayor velocidad en
aguas con circulación de agua lenta. Estos resultados no coinciden con los obtenidos en Barra de Tecoanapa
donde la degradación de las hojas de C. erectus es más acelerada en el sitio de corriente rápida con 112 días y
una pérdida de materia orgánica del 97.7% con una temperatura de 17 a 23 oC y la salinidad de 0 a 18‰ y en
el sitio con corriente lenta 284 días con una perdida del 89% de materia orgánica contenida en las hojas, con
una temperatura de 27.5 -34 oC y la salinidad de 2 a 29‰ (Tovilla y De la Lanza, 1999).
La degradación de A. germinans fue más rápida en el sitio 1 (estero) en cuanto a tiempo, sin embargo la tasa
de descomposición más alta se presentó en el sitio 3 (embarcadero) aunque para los tres sitios las diferencias
en la tasa de descomposición no son notables. Este resultado puede explicarse que a lo largo del tiempo que
toma la descomposición cambia la importancia relativa de las variables que controlan este proceso y la
mineralización, además que, la tasa de descomposición de los residuos vegetales describe el efecto de la
reacción total y la constante k depende del tipo de residuo vegetal que sea sustrato (Álvarez-Sánchez y
Harmon, 2003).
La descomposición empieza con la lixiviación de compuestos orgánicos e inorgánicos, de inmediato los
desintegradores colonizan la superficie de la hoja. Primeramente, los desintegradores son bacterias y hongos,
de esta manera la materia orgánica asociada a los microorganismos comienza a ser enriquecida con nutrientes
minerales durante la descomposición (López, et al., 1988).
La materia orgánica por lo tanto, es gradualmente reducida en tamaño por procesos de descomposición, la
actividad de pastoreo, partículas de detritus consumidas por los detritívoros, las partículas no digeridas por
estos organismos se incorporan al suelo o sedimento y son recolonizadas por microorganismos repitiendo el
ciclo (Mckee, 2002). Esta secuencia de eventos ocurre hasta que todos los componentes digeribles de las
partículas son utilizadas. La materia orgánica disuelta es utilizada principalmente por bacterias y autótrofos
del sistema, estimulando o regulando la producción en aguas adyacentes como fitoplancton y perifiton. Los
manglares son importantes hábitats para una gran variedad de invertebrados demersales y bénticos como
poliquetos, anfípodos, moluscos, esponjas, cangrejos, camarones, ostras; para muchos de estos organismos
provee de estructura física para refugio y acoplamiento. Se conoce que los camarones pueden comer hojas de
manglar, rompiéndolas en pequeñas partículas y los cangrejos también reducen el tamaño de las partículas de
detritus cuando el alimento es excretado (López, et al., 1988; Mckee, 2002).
Las tasas de producción primaria del fitoplancton y fitobentos en los ambientes costeros dependen en gran
parte del flujo de nutrientes de los sedimentos. Los flujos de nutrientes están en función de tasas de
remineralización por los microorganismos y estas a su vez, son dependientes de la naturaleza y tasa de
suministro de materia orgánica a los sedimentos (López, et al., 1988).
La descomposición es decisiva en el funcionamiento de los ecosistemas porque la producción depende del
reciclamiento de los nutrientes y este, depende a su vez, de la descomposición de materia orgánica y de la
liberación de los nutrientes que contiene (Álvarez-Sánchez y Harmon, 2003).
Conclusión
La degradación de las hojas de manglar fue similar en las cuatro especies estudiadas para la laguna
de Chantuto. El contenido de materia orgánica inicial libre de cenizas fue mayor en A. germinans
con 87.3% y menor en C. erectus con 72.2%. En los primeros 60 días hay una pérdida de materia
orgánica del 52.21% hasta el 86.24% en las hojas de las 4 especies de manglar. La degradación de
las hojas fue más lenta para R. mangle, A. germinans y C. erectus en el sitio 2 (Río); para L.
racemosa el sitio 1 (estero).
Literatura citada
Abarca, F. J. 2002. Definición e importancia de los humedales. In: Abarca, F. J. y Herzig, M. (eds.). Manual
para el manejo y conservación de los humedales en México. Tercera edicion. ARIZONA GAME &
FISH, DUMAC, ENVIROMENT CANADA, NAWCC, PRONATURA, RAMSAR, SEMARNAT,
SWS, U.S. FISH & WILDLIFE SERVICE.
Álvarez-Sánchez, J. y Harmon, M. E. 2003. Descomposición de hojarasca, hojas y madera. En: ÁlvarezSánchez, J. y Naranjo-García, E. (eds.) Ecologia del suelo en la selva tropical húmeda de México.
Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de Ecología. Pp. 108-122.
Contreras, F. 2002. Los humedales costeros mexicanos. In: Abarca, F. J. y Herzig, M. (eds.). Manual para el
manejo y conservación de los humedales en México. Tercera edicion. ARIZONA GAME & FISH,
DUMAC, ENVIROMENT CANADA, NAWCC, PRONATURA, RAMSAR, SEMARNAT, SWS,
U.S. FISH & WILDLIFE SERVICE.
Heald, E.J. 1969. The production of organic detritus in a South Florida estuary, Univ. Miami Sea Grant Tech.
Bull 6:110 pp.
López, J. M.; Stoner, A. W.; García, J. R. y García-Muñiz, I. 1988, Marine food webs associated with
caribbean island mangrove wetlands. Acta Cientifica 2 (2-3):94-123.
Mckee, L. K. 2002. Mangrove ecosystems: definitions, distribution, zonation, forest structure, trophic
structure, and ecological significance. In: Feller, C. I. y Sitnik, M. (eds). Mangrove Ecology
workshop manual. Smithsonian institution Washington, D. C.
Tovilla, H. C. y De la Lanza, G. 1999. Ecología, producción y aprovechamiento del mangle Conocarpus
erectus L., en Barra de Tecoanapa Guerrero, México. Biotropica 31 (1): 121-134.