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Boletín de Investigaciones Marinas y Costeras - INVEMAR

versión impresa ISSN 0122-9761

Bol. Invest. Mar. Cost. vol.51 no.2 Santa Marta jul./dic. 2022  Epub 14-Dic-2022

https://doi.org/10.25268/bimc.invemar.2022.51.2.1125 

Notas

Dinámicas estacionales en el estuario interior del Guayas, Ecuador

María José Marín Jarrín1  * 
http://orcid.org/0000-0002-9403-8397

José R. Marín Jarrín2 
http://orcid.org/0000-0002-4474-8323

Mercy J. Borbor-Córdova3 
http://orcid.org/ 0000-0002-7418-141X

Maria Esther Espinoza Celi4 
http://orcid.org/0000-0002-2734-9443

Luis Domínguez-Granda5 
http://orcid.org/0000-0001-6527-4828

1.Earth Sciences Department. University of Oregon, Eugene, OR, USA. mmarinja@uoregon.edu

2.Department of Fisheries Biology, California Polytechnic University, Humboldt. Arcata, CA, USA. jose.marinjarrin@humboldt.edu

3.Escuela Superior Politécnica del Litoral (Espol). Guayaquil, Ecuador. meborbor@espol.edu.ec

4.Escuela Superior Politécnica del Litoral (Espol). Guayaquil, Ecuador. mareespi@espol.edu.ec

5.Escuela Superior Politécnica del Litoral (Espol). Guayaquil, Ecuador. ldomingu@espol.edu.ec


ABSTRACT

The Guayas estuary in Ecuador is the largest estuarine ecosystem on the Pacific coast of South America. This estuary provides nursery and fisheries habitats, as well as filtering and detoxification services provided by suspension feeders, vegetation, and wetlands. We used oceanographic and meteorological observations to understand the hydrodynamic variability of two areas in the inner part of the estuary, Manglares de Churute and Estero Salado, from February 2016 to February 2017. Churute has less anthropogenic impacts than Estero Salado, which is currently uncoupled from river flow and highly influenced by Guayaquil, the second largest city in Ecuador, and adjacent shrimp pond effluents. The influences from the ocean and river on Churute include higher dissolved oxygen (DO) and lower salinity, temperature and phosphates than in Estero Salado, particularly during the wet season when the river is the dominant mode of forcing in those warm and rainy first months of the year. Hypoxic levels (DO below 2 mg L-1) were found in Estero Salado in several stations during the hot, rainy season. These data suggest seasonal variability (dry/rainy season) influences the hydrographic conditions in the inner Guayas estuary mostly, adding variability to salinity, turbidity, nutrients and DO of the whole water column.

Keywords: hydrodynamics; mangroves; estuary; Guayas; seasonality.

RESUMEN

El estuario del Guayas en Ecuador es el ecosistema estuarino más grande en América del Sur occidental. Su valor ecológico recae en la provisión de hábitats de refugio y pesquería, así como servicios de filtrado y desintoxicación proveído por organismos filtradores, vegetación y humedales. Para este análisis se usaron observaciones oceanográficas y meteorológicas para entender la variabilidad hidrodinámica de dos áreas de estudio en la parte interna del estuario, Manglares de Churute y Estero Salado, desde febrero de 2016 hasta febrero de 2017. Churute presentó menos impactos antropogénicos que Estero Salado, el cual actualmente no está acoplado al flujo del río y es altamente influenciado por Guayaquil, la segunda ciudad más grande del Ecuador, y efluentes de piscinas camaroneras adyacentes. La influencia del océano y río en Manglares de Churute se observa en los valores superiores de oxígeno disuelto (OD), y menores de salinidad, temperatura y fosfatos que en el Estero Salado, particularmente durante la temporada húmeda, cuando el río es el modo dominante del forzamiento en esos primeros meses calientes y lluviosos del año. Se encontraron niveles hipóxicos (OD debajo de 2 mg L-1) en Estero Salado en varias estaciones durante la caliente temporada lluviosa. Esta información sugiere que la variabilidad estacional (temporada seca/lluviosa) es la mayor influencia de las condiciones hidrográficas del estuario interior del Guayas, agregando variabilidad a la salinidad, turbidez, nutrientes y OD en toda la columna de agua.

Palabras claves: hidrodinámica; manglar; estuario; Guayas; estacionalidad.

Los estuarios son uno de los ecosistemas más productivos, junto con los corales (Sharples et al., 2017). Esta productividad se ve afectada por fluctuaciones en el forzamiento físico, incluidas las mareas, la descarga de los ríos, la influencia antropogénica y la geomorfología local. El estuario del Guayas es el ecosistema estuarino más grande de la costa del Pacífico de América del Sur y tiene un estuario interior y exterior (Stevenson, 1981; Cucalón, 1983; Twilley et al., 2001; Figura 1a). El estuario exterior es el golfo de Guayaquil, mientras que el estuario interior incluye: 1) el estuario del río Guayas; 2) la Reserva Ecológica del Estero Manglares de Churute, influenciada por los ríos Guayas, Taura y Churute, y 3) la Reserva Faunística de Producción Estero Salado, actualmente desacoplada del caudal fluvial y altamente influenciada por la ciudad de Guayaquil y los efluentes de los estanques camaroneros. La entrada de agua dulce se ve afectada por proyectos hidrológicos, incluida la presa Daule-Peripa y el desvío Bulu Bulu-Cañar.

Se utilizaron observaciones oceanográficas y meteorológicas para describir la variabilidad hidrográfica de dos áreas de estudio en el estuario interior: Manglares de Churute y Estero Salado (en adelante, MC y ES). Estos sitios fueron elegidos por sus diferencias físicas y su importancia para varias especies pesqueras de importancia económica (Solórzano y Viteri, 1993; Naranjo, 2002; Zambrano y Meiners, 2018) y la gran ciudad de Guayaquil.

Se tomaron datos de seis estaciones en MC y siete en ES, desde la desembocadura hasta la cabecera de cada estero a lo largo del canal. Las estaciones se evaluaron mensualmente desde febrero/2016 hasta febrero/2017, durante diferentes etapas de marea, utilizando un perfilador de temperatura de conductividad y profundidad (CTD) (Sontek CastAway) para obtener la salinidad, temperatura y profundidad. La turbidez y el oxígeno disuelto (OD-contenido y porcentaje) se midieron en superficie utilizando un Turbidímetro 2100Q-Hach (calibrado antes de cada campaña) y un dispositivo multiparamétrico Hach-HQ40D, con una Sonda LDO10101-Campo. Los nutrientes (nitritos y fosfatos) se determinaron a partir de muestras de agua superficial tomadas en botellas Nalgene, siempre que estuvieran disponibles. Previo a la toma de muestras, las botellas fueron lavadas con agua Milli-Q y secadas en una campana, y enjuagadas con agua in-situ. La precipitación y temperatura del aire se obtuvieron de las estaciones más cercanas a los sitios de estudio: Aeropuerto de Guayaquil y Payo-Bulu Bulu (Figura 1). Se usó un Análisis de Varianza de dos vías (Anova) con el sitio, temporada y su interacción como factores fijos, y valores medios diarios como unidad de muestreo, para determinar si las propiedades físicas variaban significativamente. Se calculó la suma de cuadrados de tipo III para determinar significancia porque el diseño de muestreo estuvo desbalanceado (Underwood, 1981). Los datos se transformaron en log10 (x + 1) para cumplir con las suposiciones paramétricas. Las suposiciones se probaron utilizando gráficas de probabilidad normal (cuantiles-cuantiles) y gráficas de caja de residuos versus valores ajustados (Sokal y Rohlf, 1995). Las comparaciones por pares se realizaron utilizando la prueba de Diferencia Honestamente Significativa de Tukey.

Figura 1 Estuario interior del golfo de Guayaquil: estaciones de Manglares Churute en círculos gris claro; estaciones de Estero Salado en círculos de color gris oscuro; estaciones meteorológicas/hidrológicas en triángulos y pentágonos. Diagrama de caja de precipitación promedio mensual de 1964-2015 para a) Guayaquil y b) Payo-Bulu Bulu. Las líneas negras y grises indican El Niño 1997-1998 (datos no disponibles en la estación Payo). Precipitación del Anuario Meteorológico 1998 del Instituto Nacional de Meteorología del Ecuador Nº38. 

La circulación y distribución de la salinidad en el estuario se ven afectadas por dos estaciones: seca (junio a noviembre) y húmeda (diciembre a mayo). La salinidad en el estuario interior (8 a 20 PSU) refleja la estacionalidad de la descarga y la precipitación, junto con el flujo de intercambio (Murray et al., 1975; Cifuentes et al., 1996; Barrera Crespo, 2016). En escalas de tiempo más largas los eventos interanuales como El Niño Oscilación Sur (ENOS) tienen una fuerte influencia en la precipitación y temperatura. Las anomalías positivas de temperatura superficial del mar (SST) en el Pacífico aumentan la convección, lo que genera grandes eventos de precipitación en la costa de Ecuador. Este muestreo comenzó al final de un fuerte ENOS del Pacífico Central (finales de 2014, Tollefson, 2014). Estas anomalías cálidas no desaparecieron del área hasta la tríada de abril-mayo-junio de 2017 (CPC, 2019). El mar ecuatoriano, en la región ENOS 1+2, registró anomalías positivas desde abril/2015 (1,35 °C) hasta mayo/2017 (0,78 °C), con un pico de 2,87 °C en julio/2015. Los muestreos se realizaron durante este evento cálido; por lo tanto, los datos de este trabajo describen el estero del Guayas en condiciones más cálidas y potencialmente más húmedas.

La temperatura del agua superficial (Figura 2a) osciló entre 24,2 y 29,2 °C en MC y entre 26,1 y 36,0 °C en ES, con valores significativamente más altos en esta última (F1,22= 25,01, p < 0,001). Se encontraron temperaturas más altas en ambos sitios durante la temporada de lluvias (húmeda: 28,6 ± 1,2 vs seca: 26,7 ± 0,5, F1,22= 51,20, p < 0,001) junto con salinidades más bajas (0,08 PSU / 37,9 °C en MC, 10,33 PSU / 36,00 °C en ES, Figura 2b). La precipitación en Guayaquil durante enero - abril/2016 tuvo valores > 150 mm × mes-1; para todos los demás meses los valores estuvieron por debajo de 1 mm × mes-1. Datos de precipitación no estuvieron disponible para Payo-Bulu Bulu durante el estudio; sin embargo, datos anteriores muestran valores mensuales de 0 a 278 mm, con un máximo en abril (Figura 1c). Al inicio de la temporada seca, la temperatura del aire disminuyó de 28,30 °C en mayo a 25,70 °C en octubre (en el aeropuerto de Guayaquil), y la salinidad media aumentó, alcanzando un máximo de 29,03 PSU en MC y 28,50 PSU en ES. La temperatura del agua durante la temporada seca alcanzó sus valores mínimos de 24,20 °C en MC y 26,10 °C en ES. La salinidad en ES fue significativamente mayor que en MC (22,1 ± 5,0 vs 12,9 ± 7,8, F1,21= 4,96, p = 0,04), lo que indica la influencia del agua dulce principalmente por la precipitación y la falta de entrada del río en ES (Figura 2b).

Figura 2 Propiedades del agua superficial en Manglares Churute (seis estaciones en azul) y Estero Salado (siete estaciones en rojo). a) Salinidad (PSU). b) Temperatura (°C). c) OD (mg × L-1), la línea punteada indica valores bajos de OD a 2 mg × L-1. d) Turbidez (log NTU) en MC (eje izquierdo) y ES (eje derecho). Promedios de la encuesta en líneas continuas. 

La mayoría de las estaciones MC presentaron valores de OD entre 2 y 6,5 mg × L-1, mientras que ES registró valores más bajos (promedio 2,5 mg × L-1), con hipoxia (< 2,0 mg × L-1) de enero a abril (Figura 2c). MC registró niveles de OD significativamente más altos que ES (5,3 ± 0,8 vs 3,0 ± 0,8, F1,21= 73,53, p < 0,001). Los valores promedio de OD en ambas áreas aumentaron en la temporada seca: MC promedió 5,1 mg × L-1 y ES 4 mg × L-1. Los valores fueron significativamente más bajos durante la temporada de lluvias (F1,21= 4,96, p = 0,001). Las diferencias entre la desembocadura y la cabecera de los estuarios muestran la influencia del océano, con valores más bajos en las cabeceras de los estuarios. La temporada húmeda de 2017 tuvo valores más bajos de OD en ambas áreas de estudio en comparación con 2016, como se esperaba de la relación de solubilidad (OD más alto a temperaturas más bajas y viceversa -Weiss, 1970). Los valores más altos de OD en MC, en particular durante la temporada de lluvias, podrían sugerir contaminación relacionada con la ciudad, aguas de granjas camaroneras y falta de mezcla o aislamiento en ES (Solórzano y Viteri, 1993; Limongi et al., 2018).

La turbidez en MC fue un orden de magnitud mayor que en ES (Figura 2d). En MC, la turbidez más alta se encontró en la temporada de lluvias y pareció estar asociados con una salinidad más baja, mientras que la temporada seca mostró la turbidez más baja y la salinidad más alta. En contraste, los valores de turbidez de ES fueron más altos durante la temporada seca entre marzo y septiembre, cuando la precipitación se redujo a su mínimo. Los nitritos (Tabla 1) muestran interacción significativa entre sitios y estaciones (F1,20= 5,69, p = 0,03), con valores más altos en ES durante la temporada húmeda y seca que en MC durante la temporada húmeda (p < 0,04). Los fosfatos fueron significativamente más altos en ES que en MC (0,31 ± 0,17 vs 0,17 ± 0,16, F1,22= 10,64, p = 0,004) y durante la temporada seca en comparación con la temporada húmeda (0,34 ± 0,22 vs 0,17 ± 0,10, F1, 22= 7,17, p = 0,01). Los valores elevados de nutrientes en ES, aunque escasos, son indicativos de la influencia antropogénica (Borbor-Córdova et al., 2006; Cárdenas Calle, 2010; Limongi et al., 2018).

Tabla 1 Nutrientes superficiales en Manglares Churute y Estero Salado durante 2016. Medias y desviaciones estándar determinadas para cada estación y cada temporada. 

Los perfiles de densidad fueron más altos en la estación 3 en MC (1007 kg × m-3 en febrero, 10105 kg × m-3 en septiembre), con los valores más altos en profundidad indicativos del forzamiento del océano (Fig. 3). La densidad en MC también disminuyó en las estaciones de los brazos de la ría (de las estaciones 3 a 1 y de 3 a 6). En ES, la densidad disminuyó con la distancia a la desembocadura del estuario y aumentó con profundidad, posiblemente debido a la falta de entrada de agua dulce (Figura 3c-d). En septiembre se encontró mayor densidad (relacionada con mayor salinidad y menor temperatura) (1014 kg × m-3 en la cabeza y 1017 kg × m-3 en la boca); en febrero las lecturas fueron menores con valores entre 1010 kg × m-3 en la estación 1 (cabeza) y 1011 kg × m-3 en la estación 7 (boca).

Los resultados sugieren que las condiciones hidrográficas en el estuario interior del Guayas están influenciadas por la variabilidad estacional y las actividades antropogénicas. Variabilidad estacional influye de manera diferente en los dos estuarios, ya que MC está más conectado con el río Guayas y tiene un efecto de aislamiento más fuerte que ES, que no está conectado a un río y en una ubicación urbana.

Figura 3 Paneles de la izquierda: Contornos del perfil de densidad durante febrero (arriba) y septiembre (abajo) en el medio del canal en Manglares de Churute (paneles de la izquierda) y Estero Salado (paneles de la derecha) 

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo contó con el apoyo de la Secretaría de Educación, Ciencia, Tecnología e Innovación del Ecuador, bajo la concesión número Senescyt M2-DI-2015. Se agradece al Dr. Stanislaus Sonnenholzner (Cenaim-Espol) por el préstamo del perfilador CastAway CTD utilizado durante este estudio y, especialmente, a Michelle Schuiteman por revisar un borrador anterior, así como a dos revisores anónimos y al editor. Los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software R Core.

REFERENCIAS

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Recibido: 16 de Diciembre de 2020; Aprobado: 07 de Abril de 2022

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