RESUMEN

La acelerada pérdida de calidad de agua en ríos y arroyos, está asociada con pérdida de biodiversidad, por tanto la determinación de parámetros de calidad de agua en estos sistemas acuáticos es fundamental y urgente. El objetivo del trabajo fue estudiar la calidad de agua de cuatro arroyos de la cuenca del río Gualeguaychú, utilizando bioindicadores. El área de estudio se encuentra en la Pampa Mesopotámica, donde se desarrollan actividades agrícolas y ganaderas, y está sujeta a una profunda transformación de sus ecosistemas desde hace dos décadas. Entre 2013-2015, se estudiaron los arroyos García (GA), Los Perros (LP), Santa Bárbara (SB) y La Cañada (LC). Se realizaron muestreos periódicos determinando variables fisicoquímicas, de ribera, macroinvertebrados bentónicos y de audal. Se aplicaron los índices Biótico de Familias (IBF), Biological Monitoring Working Party (BMWP), el Índice Biótico Pampeano (IBPamp) y el Índice de Calidad de Ribera (ICR). Se recolectaron e identificaron 10007 organismos de 67 taxones. Los índices BMWP e IBF determinaron que existe contaminación de severa a intermedia, el IBPamp determinó escasa contaminación. Según el ICR, los arroyos LP, GA y SB, poseen alteraciones en la ribera; LC, no posee alteraciones. Los índices bióticos de calidad de agua y ribera resultaron una herramienta muy valiosa para determinar el estado ecológico de los cuerpos de agua de la zona, sin embargo, debido a la particularidades de la Pampa Mesopotámica, es necesario realizar ajustes que permitan una mejor interpretación de la diversidad regional y de sus variaciones en el espacio y en el tiempo.

PALABRAS CLAVE: Macroinvertebrados, Índice, Entre Ríos, Arroyo.

ABSTRACT

The rapid loss of water quality from rivers and streams entails a loss of biodiversity; and their determination is essential and urgent. The aim of this study was asses the quality water from four Streams of Gualeguaychu River Basin, using bioindicators. The study area is located in the Pampa Mesopotamica, where agricultural and livestock activities are developed, and this is affected by a profound transformation of their ecosystems since two decades ago. Between 2013 to 2015, the Streams Garcia (GA), Los Perros (LP), Santa Bárbara (SB) and La Cañada (LC) were studied. Periodic samples were carried out, and physiochemical and riparian variables, benthic macroinvertebrates and discharge. The Family Biotic Index (FBI), Biological Monitoring Working Party (BMWP), the Biotic Index for PAMPean rivers and streams (IBPamp) and Riparian Quality Index (RQI) were applied. As result, 10007 organisms of 67 taxa were collected and identified. The FBI and BMWP indexes determined that exist severe and moderate pollution, the IBPamp determined less pollution. According to RQI, LP, GA and SB Streams have alterations in the riverbank, in contrast, the LC Stream. Biotic water quality and riparian indices proved a valuable tool to determine the ecological status of water bodies in the area, however, because of the particularities of the Pampa Mesopotamian, adjustments are necessary to allow better interpretation of the regional diversity and space and time variations.

KEY WORDS: Macroinvertebrates, Index, Entre Ríos, Stream.

INTRODUCCIÓN

Los ecosistemas dulceacuícolas son considerados uno de los recursos naturales renovables más importantes para la vida, y son, a la vez, sensibles a las modificaciones antrópicas que generan alteraciones en la calidad del agua y de sus riberas, y por lo tanto, en la diversidad de organismos que éstos albergan (Montoya et al., 2011; Meza et al., 2012). El agua es un recurso finito, esencial para las actividades humanas y para el desarrollo sostenible de sus poblaciones (Bartram y Balance, 1996; Kenney et al., 2009); sin embargo el aumento de la presión humana sobre los recursos hídricos y los efectos del cambio climático probablemente afectarán el estado hidrológico y geomorfológico de los sistemas acuáticos en muchas regiones del mundo (Rodrígues-Capítulo et al., 2010). Las principales perturbaciones que afectan en la actualidad a los sistemas de aguas dulces superficiales son las construcciones de represas, el impacto de las actividades agrícolas y ganaderas, la eliminación de humedales para el avance de áreas cultivables y urbanización, el exceso de nutrientes y el vertido de productos tóxicos de procedencia diversa (Elosegui y Sabater, 2009).

La calidad de agua de un río puede ser evaluada mediante la medición de parámetros físico-químicos o mediante el análisis de sus comunidades biológicas. Los primeros brindan información extensa de la naturaleza de los componentes químicos en el agua y sus propiedades físicas, pero no de los sucesos temporales que afectan a la vida acuática; los segundos nos permiten obtener información temporal del estado del ecosistema y, de este modo, gestionar su conservación o recuperación, aunque no brindan información respecto de la naturaleza de los contaminantes, por ello es recomendable el uso combinado de estas metodologías (Orozco et al., 2005; Sánchez-Caro et al., 2012). Actualmente, los ensambles biológicos se utilizan ampliamente en todo el mundo para determinar la calidad del recurso hídrico, ya que permiten refinar la toma de decisiones sobre el uso del agua y el impacto que genera el hombre sobre este recurso (Montoya et al., 2011). Los insectos acuáticos y otros invertebrados bentónicos son los organismos más utilizados en el biomonitoreo de cuerpos de agua dulce afectados por el impacto humano (Bonada et al., 2006). Los macroinvertebrados del bentos representan una importante fracción en la biodiversidad de un arroyo, debido a ello, son frecuentemente utilizados como indicadores en ambiente acuáticos, su riqueza y diversidad están fuertemente correlacionados con los cambios en su ambiente (Cortelezzi et al., 2015). Estos organismos son sensibles a la contaminación orgánica y la degradación del hábitat, por tal razón, en la evaluación ambiental del recurso hídrico es valioso su potencial como biondicadores de calidad de agua (Merritt y Cummins, 1996) e integran y acumulan los efectos de diferentes presiones sobre los ecosistemas naturales (Barbour et al., 1999), siendo complemento a los métodos físico-químicos tradicionales. Estas valoraciones presentan ventajas con relación a otros tipos de medidas de calidad de agua, porque se realizan con organismos indicadores del medio en el que habitan, los cuales están integrados al recurso durante toda su vida, y de esta forma pueden reflejar las fluctuaciones de contaminación (Alba-Tercedor, 1996; Roldán, 2003).

En la actualidad existe un gran desarrollo de índices bióticos de calidad de agua utilizando macroinvertebrados bentónicos, uno de los índices más extendido a nivel internacional es el BMWP (Biological Monitoring Working Party) (Armitage et al., 1983). Para la región Pampeana de Argentina se pueden citar los elaborados por Rodrígues-Capítulo (1999) y Rodrígues-Capítulo et al. (2001). El índice biótico de familia (IBF) (Hilsenhoff, 1988), originalmente elaborado para la bioindicación de ríos en los Estados Unidos, es otro de los índices utilizados, además de ponderar las familias de macroinvertebrados como lo hace el BMWP, contempla el número de individuos disminuyendo el peso de los taxones raros.

En Argentina, la ecorregión Pampeana constituye el más importante ecosistema de praderas por su gran extensión (Viglizzo et al., 2006). Durante los últimos cuarenta años, ha estado expuesta a una creciente intervención humana, marcada por un aumento considerable en la proporción de la superficie cultivada, así la tendencia ambiental de las pampas es la que requiere especial atención (Viglizzo et al., 2006). En este sentido, la cuenca del río Gualeguaychú posee escasas investigaciones sobre sus ambientes lóticos, siendo importante y urgente la generación de líneas de base ambiental.

El objetivo de este estudio fue estudiar la calidad del agua de los arroyos de la cuenca media-baja del río Gualeguaychú a través de indicadores físicoquímicos y macroinvertebrados bentónicos, así como la caracterización ambiental por medio del índice de calidad de ribera (ICR).

El ecosistema pampeano de Argentina tiene una extensión aproximada de 540000 km²; tiene un relieve relativamente plano, con una suave pendiente hacia el Océano Atlántico y parte, se encuentra expuesto a anegamientos permanentes o cíclicos (Viglizzo et al., 2006). La mayor parte de las precipitaciones se concentran entre septiembre y marzo y las temperaturas medias oscilan entre los 14 y los 20 ºC (Viglizzo et al., 2006). El área de estudio se encuentra dentro de la subregión conocida como Pampa Mesopotámica, caracterizada por el predominio de pastizales y praderas, cortados por matorrales y bosques ribereños de los numerosos cursos de agua de la zona; la cubierta de vegetación original ha sido sustituida casi en su totalidad por las actividades agrícolas y ganaderas (Morello et al., 2012).

Los arroyos estudiados se encuentran en la cuenca hidrográfica del río Gualeguaychú, al sur-este de la provincia de Entre Ríos; estos fueron: Los Perros (LP), Santa Bárbara (SB), La Cañada (LC) y García (GA), los tres primeros pertenecientes a la subcuenca del arroyo El Gato y el último perteneciente a la subcuenca del arroyo Gualeyán (Figura 1). Las cuencas de estos arroyos difieren ampliamente en sus longitudes, siendo mayor en la del arroyo García con una longitud de 36,5 km y la menor en la del arroyo La Cañada, con una longitud de 5,2 km; mientras que los arroyos Los Perros y Santa Bárbara, poseen cuencas de 9,6 km y 8,2 km de longitud respectivamente (Dirección de Hidráulica de la Provincia de Entre Ríos, 2015). El área se caracteriza por el desarrollo de un sistema productivo mixto (agrícolaganadero y tambo) (INTA, 2005).

Se realizaron seis muestreos en el arroyo SB durante el año 2013 y cinco muestreos en los arroyos LP, LC y Ga durante los años 2014-2015, en ambos casos se cubrió un muestreo de verano, otoño, invierno y primavera. En cada sitio se determinó el caudal, mediante el método del flotador (Sánchez et at., 2010); Además, se realizó una valoración cualitativa de los sedimentos, mediante una muestra al azar, a las cuales se les tomó las dimensiones con calibrador tipo Vernier y así clasificarlos de acuerdo con la metodología propuesta por Barbour et al. (1999). Se midió la temperatura del agua, pH y conductividad eléctrica (CE) con medidor multiparamétrico Hanna HI991003 y oxígeno disuelto (OD) por método Winkler adaptado a campo (Goyenola, 2007). Además, se tomaron muestras de agua para determinar: 1. fósforo total (PT), con un método colorimétrico, usando cloruro estannoso; 2. Nitrógeno total (NT) con el método de macro-Kjeldahl y 3. Demanda química de oxígeno (DQO), por el método de digestión con dicromato de potasio (APHA-AWWA-WFF, 1992).

Para la toma de muestras de macroinvertebrados bentónicos, se siguió a Darrigran et al. (2007) y Kuhlmann et al. (2012). Se utilizó una red D de bentos de apertura de malla de 250 μm y de 30 cm de base y 50 cm de profundidad que fue arrastrada por transectas de 20 m. El material recolectado fue almacenado en frascos plásticos y fijado con alcohol etílico 96 %. En el laboratorio, las muestras fueron lavadas con un tamiz 250 μm de apertura de malla y luego se realizó una tinción con eritrocina B 0,4 % m/m (para facilitar la observación y separación de los organismos) y se conservaron en alcohol 70 %. Los macroinvertebrados fueron identificados hasta el nivel de familia con Lupa Estereoscópica MOTIC con aumentos 10 X y 30 X utilizando las claves dicotómicas de Domínguez et al. (1992), Bouchard (2004), Collins et al. (2004) y Domínguez y Fernández (2009).

Para la determinación de la calidad de agua, mediante las comunidades de macroinvertebrados bentónicos, se utilizaron los índices BMWP (Armitage et al., 1983), IBF (Hilsenhoff, 1988) en sus formulaciones originales e IBPamp (Rodrigues-Capítulo et al., 2001). Se determinó la diversidad mediante el índice de Shannon (Shannon y Weaner, 1949) y el estado trófico definido en función de la concentración de fósforo total de los cuerpos de agua mediante el índice de Carlson (1977). La calidad de ribera se calculó utilizando el Índice de Calidad de Ribera (ICR) de Troitiño et al. (2010).

Los datos obtenidos fueron analizados estadísticamente utilizando el programa PAST (Paleontological Statistic) (Hammer et al., 2001). Se realizó un análisis Cluster mediante la aplicación de un índice de distancia euclideana a la abundancia que fue transformada a log (x+1) para bajar el peso de los taxones dominantes.

RESULTADOS

El caudal promedio mayor fue del arroyo GA y el menor, del arroyo LC (Tabla 1). Las precipitaciones medias fueron mayores en el muestreo del arroyo SB durante el año 2013, con relación a los muestreos de los arroyos restantes durante los años 2014 y 2015. Los sedimentos estuvieron compuestos por arena, limo y fracción orgánica, en los arroyos LP, SB y LC. En este último arroyo fueron más abundante, con presencia además, de gravas. En el arroyo GA, se mostró la presencia de canto rodado, guijarros, grava y arena, sin la presencia de fracción orgánica.

Sobre las variables físico-químicas, los arroyos GA y LP, presentaron una temperatura promedio relativamente más elevada; las conductividades más bajas fueron halladas en los arroyos LP y LC, los que además, presentan las menores concentraciones de oxígeno disuelto y los mayores valores de demanda química de oxígeno. El nitrógeno total presentó valores promedio elevados en los arroyos GA, LP y LC, mientras que el fósforo total fue mayor en este último (Tabla 2).

 

Se recolectaron 10007 organismos pertenecientes a 67 taxones (Tabla 3). En el arroyo SB predominaron los gasterópodos con el 57 %, siendo Cochliopidae la familia con mayor número de individuos (Figura 2a) y otras familias tales como Ampullaridae, Corbiculidae, Mycetopodidae, Planorbidae y Mytilidae, presentaron menor número de individuos. En LC, predominó Decapoda (Palaemonidae) y Diptera (Chironomidae), órdenes que representan el 59 % de los organismos recolectados (Figura 2b). En los arroyos LP y SA, predominaron los gasterópodos (Cochliopidae, Ampullaridae, Planorbidae, Ancylidae, Corbiculidae y Mycetopodidae), con un 83 % del total de organismos (Figura 2c). En el arroyo GA, predominaron Bivalvia (Corbiculidae) y Gasteropoda (Ampullaridae y Cochliopidae), con el 64 % del total de organismos. El mayor número de organismos lo presentó el molusco invasor Corbicula fluminea (Figura 2d).

Respecto a los índices bióticos de calidad de agua y diversidad (Tabla 4), tanto el BMWP y el IBF indicaron en todos los arroyos estudiados, contaminación en escala de escasa a severa, con calificación de calidad de agua, entre regular y muy mala. En promedio, el BMWP tuvo un mayor valor en LC (56 - Mala) y el menor en G (19 - Muy Mala) y el IBF, el menor valor lo obtuvo el arroyo SB (6,20 – Regular / Pobre) y el mayor, LP (7,42 - Muy Mala). En lo referente a los resultados proporcionados por el IBPamp, la calidad de agua de los arroyos varió, en promedio, entre buena y muy buena; el arroyo con mejor calidad de agua según este índice, fue el arroyo LC (valor del índice: 11, 0; no contaminado) y el menor valor fue para el arroyo LP (valor del índice: 7,6; ligeramente contaminado).

Finalmente, respecto al índice de diversidad de Shannon-Wiener, los promedios variaron de 1,58 en LP a 1,92 en LC. Según el índice de Carlson, los arroyos variaron de eutrófico (SB, LP y G) a hipereutrófico (LC), todos ellos presentando altos contenidos de nutrientes.

El valor del ICR en los arroyos LP y GA fue de 5, indicando que poseen condiciones que disminuyen sensiblemente la capacidad de amortiguación; en el arroyo SB fue de 7 y en LC, de 8, estos valores indican cierto nivel de alteración, pero que no afecta fuertemente la capacidad amortiguadora, ni el mantenimiento de biodiversidad en estos sistemas.

En el análisis Cluster, basado en las abundancias relativas (Figura 3), se puede observar que los arroyos pertenecientes a la subcuenca del arroyo El Gato (LC, LP y SB), son los más cercanos entre sí y diferentes al arroyo García que pertenece a la subcuenca del arroyo Gualeyán. El grupo formado por los arroyos LP y SB presentaron una fuerte dominancia de caracoles de la familia Cochliopidae, los cuales representaron el 74 % y 49 % del total de organismos respectivamente de cada arroyo, estos organismos estuvieron ausentes en las muestras del arroyo LC y fueron escasos en el arroyo GA (3,6 % del total de organismos).