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Boletín de Investigaciones Marinas y Costeras - INVEMAR

Print version ISSN 0122-9761

Bol. Invest. Mar. Cost. vol.50 no.1 Santa Marta Jan./June 2021  Epub Sep 19, 2021

https://doi.org/10.25268/bimc.invemar.2021.50.1.988 

NOTAS

Delimitación ecológica de fondos someros para los atolones Serrana, Roncador y Quitasueño de la Reserva de la Biosfera Seaflower, Caribe colombiano

Santiago Millán1  * 
http://orcid.org/0000-0002-4082-937X

Carolina García-Valencia2 
http://orcid.org/0000-0002-3824-3839

1Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras-Invemar, Laboratorio de Servicios de Información (LabSIS), Santa Marta, Colombia

2Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras-Invemar, Laboratorio de Servicios de Información (LabSIS), Santa Marta, Colombia carolina.garcia@invemar.org.co


ABSTRACT

In order to contribute to the sea bottoms knowledge of the Seaflower Biosphere Reserve (RB Seaflower), a mapping update was made at 1:50,000 scale of the Seascape Ecological Units (SEU) for the Serrana, Roncador and Quitasueño atolls, based on the processing and interpretation of ALOS AVNIR - 2 satellite images acquired in 2012. For the attribute assignation was used as reference cartographic products, fieldwork data, and ecological descriptions of the benthic community. A total of 138,967 ha and 30 SEU, which corresponds to 32,908 ha for Serrana, 4,861 to Roncador and 101,198 to Quitasueño. The products generated represents a good approximation of the location, extension and distribution of the benthic seascape elements, constituting the base line information for the management of these atolls, they are also part of the Continental, Coastal and Marine Ecosystem Map of Colombia at scale 1:100,000 (MEC 100K) and the Colombian Coral Areas Atlas (AACC) updated on a digital platform to 2020. However, more extensive field work is needed for cartographic purposes, which allows for greater spatial and thematic detail, and to evaluate cartographic reliability.

KEYWORDS: Marine atlas; Ecological units; Coral reefs; Cartography.

RESUMEN

Para contribuir al conocimiento de los fondos coralinos de la Reserva de Biosfera Seaflower (RB Seaflower), se realizó la actualización cartográfica a escala 1:50 000 de unidades ecológicas del paisaje (UEP) para los atolones de Serrana, Roncador y Quitasueño, basada en el procesamiento e interpretación de imágenes del sensor satelital ALOS AVNIR-2 en 2012. Para la asignación temática se utilizó como referencia productos cartográficos previos, información de campo y descripciones ecológicas de la comunidad bentónica. En total se delimitaron 138 967 ha y 30 UEP, de las cuales 32 908 ha corresponden a Serrana, 4 861 a Roncador y 101 198 a Quitasueño. Los productos generados representan una buena aproximación de la disposición, extensión y distribución de los elementos del paisaje bentónico, constituyéndose en información de línea base crucial para el manejo de estos atolones. Además, hacen parte del Mapa de Ecosistemas Continentales Costeros y Marinos de Colombia a escala 1:100 000 (MEC100K) y del Atlas de Áreas Coralinas de Colombia (AACC) actualizado en plataforma digital a 2020. Sin embargo, hace falta trabajo de campo más extenso con fines cartográficos, que permita mayor detalle espacial y temático, y evaluar la confiabilidad cartográfica.

PALABRAS CLAVES: Hábitats marinos; Unidades ecológicas; Arrecifes de coral; Cartografía.

La degradación de los arrecifes de coral a nivel mundial (Hughes et al., 2017) compromete la gran cantidad de servicios ecosistémicos que proveen (Woodhead et al., 2019). Para protegerlos, la cartografía de Unidades Ecológicas del Paisaje (UEP) es una herramienta para direccionar procesos de restauración y conservación (Mumby, 2001). En Colombia, el mapeo de áreas arrecifales oceánicas inició después del 90 del siglo pasado, entre ellos Roncador y Serrana (Díaz et al., 1996). Posteriormente, Díaz et al. (2000) presentaron los mapas de las áreas coralinas de Colombia, incluyendo casi todas las áreas de la RB Seaflower. A partir de estos insumos, Sánchez et al. (2005) presentaron esquemas cartográficos modificados de Serrana, Roncador y Quitasueño; también se elaboraron los primeros mapas en Serranilla, Bajo Nuevo y Bajo Alicia (Invemar - ANH, 2012). Aprovechando la disponibilidad de información cartográfica para los tres atolones mencionados, durante la Expedición Seaflower de 2014, se logró el registro de nueva información biótica en campo, creándose un conjunto de datos que facilitó las actualizaciones cartográficas.

Se realizaron 32 inmersiones con equipo scuba distribuidos en las cuencas lagunares, terrazas lagunares y terrazas prearrecifales de sotavento de Quitasueño, Serrana y Roncador, donde se obtuvo información derivada de evaluación ecológica rápida similar a lo realizado por Díaz et al. (1995) y Garzón-Ferreira y Pinzón (1999). Los corales escleractínios fueron discriminados a nivel de especie en un transecto de banda de 20 × 2 m. Con base en los tipos y mayores porcentajes de cobertura biótica y de sustrato, se determinó cada UEP y la geomorfología asociada. Para suplir vacíos de información, debido al bajo número de puntos, se usó la cartografía del atlas de áreas coralinas de Colombia (Díaz et al., 2000) y modificaciones a partir de los citados autores con esquemas cartográficos elaborados por Sánchez et al. (2005), de forma que se identificó la posición espacial de cada elemento cartográfico mediante el programa ArcGIS 10.5. También se usaron descripciones de la zonación de los arrecifes oceánicos del Caribe colombiano (Díaz et al., 1996; Díaz-Pulido et al., 2004), permitiendo una mejor interpretación de la información.

Previo a la edición cartográfica, el procesamiento digital incluyó correcciones atmosféricas mediante la herramienta “dark subtraction”, en tres escenas del sensor ALOS AVNIR - 2 de 2012 (una para cada atolón), con lo cual fue posible diferenciar contornos hasta 30 m de profundidad. Se descartó la aplicación de correcciones geométricas, debido a la ausencia de puntos de referencia. Sin embargo, las imágenes presentaron desplazamientos menores a 10 m con respecto a la información de campo. A continuación, cada imagen fue segmentada en tres zonas (cuenca lagunar, terraza lagunar y terraza prearrecifal) acorde con lo recomendado por Andréfouёt y Guzmán (2005). Para cada zona se realizaron combinaciones de bandas, en color verdadero, y análisis por componentes principales, con las bandas azul y verde, con lo cual se obtuvo tres componentes que fueron visualizados en diferente orden y se seleccionó la combinación que permitió visualizar coberturas predominantemente coralinas. Este análisis detecta y transforma la variabilidad de la imagen en un conjunto más reducido de bandas o componentes que explican el máximo de la misma, pero mantiene la información significativa (Chuvieco, 1996).

Como referencia se utilizó la cartografía previamente citada (Díaz et al., 2000; Sánchez et al., 2005), se confrontó su correspondencia con lo observado en las imágenes de satélite y se hicieron nuevas asignaciones cuando la información de campo lo demostró. Además, se asociaron atributos temáticos con base en criterios de interpretación visual a partir de la textura, el tono y el color en las imágenes bajo las visualizaciones en color verdadero y componentes principales ya descritas, lo que permitió asignar niveles de incertidumbre por polígono sobre la presencia de cada unidad.

Como resultado se actualizaron dos capas cartográficas, la geomorfológica y la biótica, para luego nombrar según la clasificación de Díaz et al. (2000). El paso final consistió en la unión cartográfica de estos insumos y en la concatenación de las leyendas respectivas (biótica y geomorfológica), y se generó una capa cartográfica de unidades ecológicas del paisaje UEP. Para la asignación de las unidades geomorfológicas se nombraron los rasgos mas sobresalientes del paisaje teniendo en cuenta el esquema de clasificación contenido en Díaz et al. (2000), así: tres zonas: 1. Terraza prearrecifal, 2. Cresta y 3. Cuenca lagunar (Trasarrecife), y dos tipos: 1. Arrecife de parche (ubicados en la cuenca lagunar) y 2. arrecife de parche periférico (ubicados en la periferia de la cuenca lagunar a sotavento). Con lo cual se logró diferenciar las unidades bióticas por su localización respecto a la geomorfología del arrecife. En total se delimitaron 138 967 ha y 30 UEP, basadas en 7 unidades geomorfológicas y 12 unidades bióticas.

El atolón de Serrana, a pesar de corresponder a menos de un tercio del tamaño de Quitasueño con 32 908 ha, posee una cresta arrecifal de 56 km de largo que hace parte del arrecife periférico que rodea buena parte de esta formación y una cuenca lagunar de 24 883 ha, que son las más extensas de Colombia. No obstante, presentó fondos con solo 12 UEP, el menor número de unidades en los tres atolones (Figura 1). Roncador, pese a ser el más pequeño de los tres atolones con 4 861 ha, 13 km de longitud con disposición noroeste-sureste, 6 km en su porción más ancha y una cresta arrecifal que hace parte del arrecife periférico localizado a barlovento de 12,8 km de largo presentó 15 UEP. Este atolón se caracteriza por poseer la cuenca lagunar con mayor cobertura relativa de formaciones coralinas en Colombia (Figura 2). Quitasueño, la mayor área coralina de Colombia con 101 198 ha, se extiende 63 km en su porción más larga con disposición norte-sur, y 24 km en su porción más ancha. Se caracteriza por incluir una extensa terraza prearrecifal a sotavento, con dominancia de formaciones coralinas hacia el centro, y grandes extensiones de fondos con octocorales y esponjas hacia el sur y al norte. En Quitasueño se identificó el mayor número de UEP, un total de 21. Además, su cresta arrecifal del arrecife periférico de barlovento es la segunda más extensa del país, con una longitud de 43 km (Figura 3).

Figura 1 Mapa de UEP del atolón Serrana en el Caribe colombiano. 

Figura 2 Mapa de las UEP del atolón Roncador, en el Caribe colombiano. 

Figura 3 Mapa de las UEP del atolón Quitasueño en el Caribe colombiano. 

Respecto a la cartografía previa (Díaz et al., 2000), las principales diferencias se aprecian en el nivel de detalle de las cuencas lagunares, que es mayor en los citados autores, pero la escala es desconocida. También se corrigieron distorsiones geométricas, desplazamientos y se delimitaron nuevos elementos del fondo, principalmente en Quitasueño.

El cambio más notorio es la restricción de la UEP Arena - Escombros coralinos a las terrazas lagunares, pues los fondos blandos de las demás zonas parecen corresponder a la descripción de sedimentos bioturbados - algas calcáreas de Diaz et al. (2000). Así mismo, se mejoró su representación en las zonas profundas respecto a los autores citados. La diferencia más notable se aprecia en Quitasueño con la UEP Octocorales - Esponjas, a profundidades entre 20 y 30 m en la terraza prearrecifal, no representada en Díaz et al. (2000). Esta unidad es similar a la denominada Pradera de macroalgas - Octocorales - Esponjas en banco Serranilla y bajo Alicia registrada en 2012 (Invemar y ANH.2012), pero en el presente caso, no se mencionan las macroalgas porque a pesar de ser componentes comunes en este ecosistema (McCook, 1996; Knowlton, 2004) y ser cada vez más dominantes en las últimas décadas incluyendo los arrecifes de coral remotos (Bruno y Valdivia, 2016), su dominancia puede darse de manera estacional (Díaz-Pulido y Garzón-Ferreira, 2002). Otra UEP notable por no estar representada anteriormente en Quitasueño es Octocorales - Corales mixtos ubicada en las terrazas prearrecifales, lo que coincide con las descripciones de Sánchez et al. (2005). Respecto a las UEP constructoras de arrecifes de coral o con dominancia de corales hermatípicos, abarcan cerca de 29 000 ha, que representan cerca de 21 % de los tres atolones, donde las más relevantes son Octocorales - Corales mixtos y Orbicella spp. El cambio de estas proporciones respecto a Díaz et al. (2000) es casi igual en Roncador. En Serrana la diferencia es de apenas 3 % a favor de los fondos blandos, pero para Quitasueño es notablemente diferente, pues las UEP formadoras de arrecifes de coral son considerablemente mayores en Díaz et al. (2000), donde los corales mixtos se acercan a las 40 000 ha, pero en la presente publicación tan solo suman 1 637; estas diferencias pueden deberse a la baja capacidad de detectar los fondos en aquella época, especialmente los que corresponden a las zonas profundas de la terraza prearrecifal. La relación entre UEP conformando arrecifes de coral fue inversamente proporcional al tamaño del atolón: Quitasueño presenta un 18 %, Serrana un 27 % y Roncador, que es cerca de 21 veces más pequeño que Quitasueño, presenta un 59 %; hace falta saber si este comportamiento es una generalidad de los complejos arrecifales oceánicos del Caribe.

Es pertinente mencionar que la UEP representada por Díaz et al. (2000) y Sánchez et al. (2005) como Acropora cervicornis no fue identificada en campo, sin embargo, se presume en parches dispersos menores a la escala del presente caso, es decir, parches menores a 4 ha. También la unidad Acropora palmata - Pseudodiploria spp., está representada en proporciones menores a las registradas por los citados autores. Sin embargo, en varios lugares se aprecian esqueletos erosionados de estas dos especies, vestigios de un pasado donde fueron más comunes, lo que concuerda con la disminución en la cobertura de estas especies por los episodios de mortandad reportados en todo el Caribe a finales de los años 80 (Aronson y Pretch, 2001).

En conclusión, se logró una buena aproximación de la extensión y distribución de los elementos del paisaje bentónico de un producto cartográfico disponible para su consulta en el MEC100K (Ideam et al., 2015) y en el AACC (Invemar - Minambiente, 2020). Sin embargo, persiste la necesidad de realizar trabajo de campo extenso y orientado específicamente a la generación de cartografía temática, para actualizar la información a escala más detallada y validarla por medio de índices de exactitud o confiabilidad cartográfica, ya que sigue vigente la necesidad científica de información actualizada y espacializada a niveles detallados.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a Invemar, al Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas (CIOH) y a la Dirección General Marítima (Dimar) por auspiciar el desarrollo del presente estudio a través de la expedición científica Seaflower 2014. Así mismo, al profesor Adolfo Sanjuan Muñoz por su acompañamiento en campo, a los doctores Juan Manuel Díaz y Sven Zea por sus comentarios y discusión sobre la distribución de las unidades bióticas y geomorfológicas

REFERENCIAS

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Recibido: 03 de Febrero de 2020; Aprobado: 24 de Febrero de 2021

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