Resumen de Establecimiento del nutriente limitante con base en los cambios de la estructura del ensamblaje fitoplanctónico en un embalse tropical colombiano

John Jairo Ramírez Restrepo, Rois González-b, Fernando León Gutiérrez-v

• español

  En un experimento de eutrofización artificial, se adicionó Nitrógeno en tres concentraciones y Fósforo en cuatro a muestras de agua de la superficie del embalse La Fe, con el fin de establecer el nutriente limitante para el ensamblaje fitoplanctónico. El agua enriquecida se colocó en bolsas plásticas transparentes de dos litros. Las colectas se llevaron a cabo quincenalmente (n = 12) durante seis meses. Se calcularon los valores de la serie de números de Hill, los de riqueza y los de equidad. Fueron construidas curvas de rango-abundancia cuya pendiente fue hallada mediante transformación lineal de las mismas. Con el fin de confirmar las hipótesis referentes a la variabilidad entre tratamientos, se usó un diseño de bloques con los tiempos de muestreo como variable de bloqueo. Los taxones encontrados correspondieron a 2 cianobacterias, 21 clorofitas, 13 diatomeas, 1 dinoflagelado y 2 criptofitas. La fertilización ocasionó que grupos como Cryptophyta, Dinophyta, Desmidiales y Zygnematales presentaran muy poca densidad y que las Euglenophyta nunca estuvieran presentes. Los cambios en la uniformidad del ensamblaje fitoplanctónico frente con la eutrofización fueron altamente significativos (α = 0.0309). La riqueza no mostró cambios significativos con el enriquecimiento (α = 0.4940). Por su parte, la velocidad de respuesta coincidió en términos generales con lo mostrado por la equidad; la significancia de los cambios en las pendientes ente tratamientos fue significativa (α = 0.0315). La respuesta general de las Chlorococcales al enriquecimiento fue la de incrementar su densidad a medida que la eutrofización prosperaba, para luego disminuir progresivamente hasta el último tratamiento; dicha respuesta fue altísimamente significativa (α = 0.0000). Aunque las cianobacterias del orden Chroococcales se comportaron en forma similar a las Chlorococales, su conducta no fue significativa entre tratamientos (α = 0.4347). Las Bacillariophyta presentaron una respuesta altísimamente significativa frente al enriquecimiento (α = 0.0002), pero inicialmente se presentaron en mayor densidad en el tratamiento correspondiente al agua del embalse sin ningún enriquecimiento, para luego disminuir e incrementarse ocasionalmente en los tratamientos N1P1 y N2P1. La densidad total del ensamblaje estudiado ante el acrécimo de N y P mostró una respuesta altamente significativa (α = 0.0064). Los taxones muy abundantes y abundantes mostraron la mejor respuesta en comparación con la presentada por los raros. A medida que aumentó el número de taxones muy abundantes y se incrementó la eutrofización, la pendiente tendió a aumentar. En el caso de los taxones abundantes y raros, el comportamiento fue inverso, es decir, su número decreció en la medida en que la pendiente disminuyó y hacia donde se aumentó la eutrofización. Se concluye: 1) que el enriquecimiento artificial produjo un incremento diferencial de diferentes ensambles fitoplanctónicos, siendo más evidente el efecto sobre los taxones muy abundantes; 2) que durante el periodo estudiado el nutriente limitante fue siempre el Nitrógeno; y 3) que si en el embalse La Fe se iniciara un proceso de eutrofización en la fecha en la que comenzó esta investigación, las consecuencias serían: a) el aumento de la biomasa y la densidad algal, b) la desaparición de las Euglenophyta, y la disminución ostensible de las Cryptophyta, las Dinophyta, las Desmidiales y las Zygnematales; c) una dominancia alternada entre Chlorophyta, Cyanobacteria y Bacillariophyta; d) aparición esporádica de cianobacterias filamentosas heterocitadas; e) disminución de las diatomeas, especialmente a altas concentraciones de Nitrógeno, pero incrementos de las mismas en los periodos de profundización de la capa mezclada; y f) aumento del número de taxones muy abundantes y disminución de los abundantes y raros con el incremento de la eutrofización.

• English

  To establish the limiting nutrient for phytoplankton assemblage, in an experiment of artificial eutrophication three concentrations of Nitrogen and four of Phosphorus were added to samples of surface water from the reservoir La Fe. The enriched water was placed in clear two-liter plastic bags. The collections were made biweekly (n = 12) during six months. Values were calculated from the series of Hill's numbers, richness and evenness. Then, range-abundance curves were built and their slope was estimated using a linear transformation. To test the hypothesis concerning the variability between treatments, we used a block design with sampling times as a blocking variable. The taxa found corresponded to 2 cyanobacteria, 21 chlorophyta, 13 diatoms, 1 dinophyta and 2 criptophyta. Fertilization caused that groups such as Cryptophyta, Dinophyta, Zygnematales and Desmidiales had very little density and that Euglenophyta was never present. Changes in phytoplankton assemblage evenness compared with eutrophication were highly significant (α = 0.0309). The richness did not show significant changes with enrichment (α = 0.4940). The response rate expressed general agreement with that shown by the evenness; the significance of changes in slopes among treatments was significant (α = 0.0315). The overall response of the Chlorococcales to the enrichment was to increase its density as eutrophication prospered, and then the decline gradually until the last treatment; the response was significantly high (α = 0.0000). Although Cyanobacteria of the order Chroococales behaved similarly to Chlorococales, its behavior was not significant between treatments (α = 0.4347). The Bacillariophyta presented a highly significant response in front of enrichment (α = 0.0002), but initially they showed higher density in the water treatment of the reservoir without any enrichment, and then decreased and increased occasionally in N1P1 and N2P1 treatments. In front of increasing of N and P, the total density of assemblage showed a highly significant response (α = 0.0064). The most abundant taxa and the abundant ones showed the best response compared with that submitted by the rare taxa. As increased the number of taxa very abundant and increased eutrophication, the slope tended to increase too. In the case of abundant and rare taxa, the behavior was reversed, i.e., their number decreased as the slope decreased and where eutrophication increased. We conclude: 1) that the artificial enrichment produced a differential increase of different phytoplankton assemblages, the effect being more evident on the most abundant taxa; 2) that during the period the limiting nutrient was always nitrogen; and 3) that if in La Fe Reservoir began a process of eutrophication on the date which started this research, the consequences would be: a) the increase in algal biomass and density, b) the disappearance of Euglenophyta, and the ostensible decline of Cryptophyta, Dinophyta, Desmidiales and Zygnematales; c) an alternating dominance between Chlorophyta, Cyanobacteria and Bacillariophyta; d) sporadic occurrence of filamentous cyanobacteria heterocitated); e) decrease in diatoms, especially at high nitrogen concentrations, but increases in same periods in the mixed layer; and f) increasing the number of most abundant taxa and decreased of abundant and rare ones with the increasing of eutrophication.