i UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS ESCUELA PROFESIONAL DE BIOLOGÍA Calidad ambiental de las aguas del río Apacheta y sus principales tributarios. Ayacucho Julio - Noviembre 2013. TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE BIÓLOGO EN LA ESPECIALIDAD DE ECOLOGÍA Y RECURSOS NATURALES PRESENTADO POR: Bach. PALOMINO RAFAEL, Luis Danilo AYACUCHO – PERÚ 2015 ii iii ICATORIA Con mucho amor y cariño a mi esposa e hijo, a mis padres, principales artífices de la culminación de mi carrera profesional. iv v AGRADECIMIENTO A la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga por acogerme y brindarme aulas para mi formación como profesional. A la Facultad de Ciencias Biológicas, por las facilidades para el logro y materialización de mis estudios en la carrera profesional de Biología. A la Especialidad de Ecología y Recursos Naturales, por plasmar en mí las competencias profesionales del biólogo dedicado al campo ambiental. A los maestros de la Escuela de Formación Profesional de Biología que en el transcurrir de mi carrera universitaria, vertieron sus conocimientos invaluables, que enriquecieron mis conocimientos y contribuyeron en mi formación. A mi asesor, Dr. Carlos Emilio Carrasco Badajoz por su orientación y sabios consejos, que han permitido la elaboración y finalización de mis tesis. A mis compañeros de estudio y a todas las personas que de una u otra manera fueron involucradas en este proceso y que con su apoyo hicieron posible la conclusión de la misma vi vii ÍNDICE GENERAL Pág. DEDICATORIA iii AGRADECIMIENTO v ÍNDICE GENERAL vii ÍNDICE DE TABLAS ix ÍNDICE DE FIGURAS xi ÍNDICE DE ANEXOS xiii RESUMEN xv I. INTRODUCCIÓN 1 II. MARCO TEÓRICO 3 2.1. Antecedentes 3 2.2. Marco conceptual 9 2.2.1. Calidad fisicoquímica 9 2.2.2. Calidad biológica 9 2.2.3. Macroinvertebrados 9 2.2.4. Índices de calidad ambiental 9 2.2.5. Índices Bióticos 9 2.2.6. Índice Biótico de Familia (IBF) 10 2.2.7. Índice Ephemeroptera, Plecoptera y Trychoptera (EPT) 10 2.2.8. Índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) 10 2.3. Bases teóricas 10 2.3.1. Contaminación y Calidad de agua 10 2.3.2. Macroinvertebrados bentónicos 11 2.3.3. Los macroinvertebrados acuáticos como indicadores de la calidad de agua 11 2.3.4. Principales órdenes y familias de macroinvertebrados 12 2.3.5. Índices para estimar la calidad ecológica de las aguas 16 2.3.6. Calidad fisicoquímica del agua 20 2.4. Marco legal. 23 2.4.1. Ley General del Ambiente (Ley N° 28611) 23 2.4.2. Ley de Recursos Hídricos (Ley N° 29338) 24 2.4.3. Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua (Decreto Supremo 002-2008-MINAM) 24 viii III. MATERIALES Y MÉTODOS 27 3.1. Ubicación de la zona de estudio 27 3.1.1. Ubicación política 27 3.1.2. Ubicación geográfica 28 3.2. Descripción del área de estudio 30 3.3. Población y muestra 31 3.3.1. Población 31 3.3.2. Sistema de muestreo 31 3.4. Metodología y recolección de datos 31 3.4.1. Colección del material biológico 31 3.4.2. Colección de muestras de agua. 32 3.5. Tipo de investigación 33 3.5.1. Diseño de investigación 33 3.5.2. Análisis de datos 33 IV. RESULTADOS 35 V. DISCUSIÓN 45 VI. CONCLUSIONES 53 VII. RECOMENDACIONES 55 VIII. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 57 ANEXOS 61 ix ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 1. Calidad del agua según los índices Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera (EPT). 17 Tabla 2. Valores de tolerancia de los macroinvertebrados bentónicos según el Índice Biótico de Familia (IBF). 17 Tabla 3. Rangos del Índice Biótico de Familia (IBF), expresados en siete clases de calidad de agua. 18 Tabla 4. Puntuaciones asignadas a las diferentes familias de macroinvertebrados acuáticos para la obtención del Biological Monitoring Working Party (BMWP). 19 Tabla 5. Clases de calidad, significado de los valores Biological Monitoring Working Party (BMWP) y colores a utilizar en representaciones cartográficas 20 Tabla 6. Ubicación geográfica de los puntos de muestreo. Río Apacheta y tributarios. Ayacucho 2013. 28 Tabla 7. Parámetros fisicoquímicos considerados en el estudio 32 Tabla 8. Valores promedios de las características fisicoquímicas del agua del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 35 Tabla 9. Composición y presencia de familias de macroinvertebrados en las siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 36 Tabla 10 Clasificación de las siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, según los índices bióticos. Ayacucho, 2013. 41 Tabla 11. Correlación de Pearson para los índices de calidad ambiental del agua y las principales características fisicoquímicas del agua del río Apacheta y sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 42 Tabla 12. Correlación de Pearson para los índices de calidad ambiental del agua del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 43 x xi ÍNDICE DE FIGURAS Pág Figura 1. Mapa de ubicación geopolítica de la zona en estudio 27 Figura 2. Mapa de ubicación de los 10 puntos de muestreo a lo largo der río Apacheta y sus tributarios. Ayacucho 2013 29 Figura 3. Abundancia relativa (porcentaje) de familias de la comunidad macroinvertebrada bentónica más abundantes por zonas de muestreo en el río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 37 Figura 4. Índice Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera - EPT (promedio + desviación típica) por zonas de muestreo en el río Apacheta y sus tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 38 Figura 5. Índice Biótico de Familia - IBF (promedio + desviación típica) por zonas de muestreo en el río Apacheta y tres de sus principales tributarios. Ayacucho, 2013. 39 Figura 6. Promedios del índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) por zonas de muestreo en el río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013 40 xii xiii ÍNDICE DE ANEXOS Pág Anexo 1. Valores encontrados del índice Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera (EPT) encontrados en el río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 62 Anexo 2. Análisis de varianza y test de Duncan del índice Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera (EPT) comparando las zonas de muestreo, Ayacucho, 2013 63 Anexo 3. Valores encontrados del índice Biótico de Familias (IBF) encontrados en el río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 64 Anexo 4. Análisis de varianza y test de Duncan del índice Biótico de Familia (IBF) comparando las zonas de muestreo, Ayacucho 2913. 65 Anexo 5. Valores encontrados del índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) encontrados en el río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 66 Anexo 6. Análisis de varianza y test de Duncan del índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) comparando las zonas de muestreo, Ayacucho 2013. 67 Anexo 7. Promedios de los índices IBF, EPT y BMWP en base a la comunidad macroinvertebrada bentónica por zonas de muestreo en el río Apacheta y sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 68 Anexo 8. Estándares de Calidad Ambiental: Grupo N°4 – Conservación del Ambiente Acuático. 69 Anexo 9. Mapa de áreas de Zona de Vida – región Ayacucho. 70 Anexo 10. Mapa temático con los valores de los índices de calidad ambiental 71 Anexo 11. Toma de muestra de la comunidad macroinvertebrada bentónica en la zona I (San Lucas). 72 Anexo 12. Realizando los lavados necesarios para la selección de los macroinvertebrados bentónicos 73 Anexo 13. Caracteristicas taxonómicas del orden Diptera, en el río Apacheta y sus tres principales tributarios, Ayacucho, 2013. 74 Anexo 14. Caracteristicas taxonómicas del orden Ephemeroptera de la familia Baetidae y Andesiops en el río Apacheta y sus tres principales tributarios, Ayacucho, 2013. 75 xiv Anexo 15. Caracteristicas taxonómicas del orden Ephemeroptera de la familia Leptohyphodes y Leptophlebiidae en el río Apacheta y sus tres principales tributarios, Ayacucho, 2013. 76 Anexo 16. Caracteristicas taxonómicas del orden Trichoptera (Familia Glososomatida, Familia Hydropsychidae y Familia Limnephilidae), en el río Apacheta y sus tres principales tributarios, Ayacucho, 2013. 77 Anexo 17. Caracteristicas taxonómicas del orden Trichoptera (Familia Hydrobiosidae y Familia Leptoceridae), en el río Apacheta y sus tres principales tributarios, Ayacucho, 2013. 78 Anexo 18. Caracteristicas taxonómicas del orden Plecoptera, Coleoptera, Prostignata, Amphipoda, Basomatophora, Lumbriculida y Seriata en el río Apacheta y sus tres principales tributarios, Ayacucho, 2013 79 Anexo 19. Matriz de Consistencia. 80 xv RESUMEN En la actualidad los ríos, en general, están siendo empleados como destino final de los desechos, contaminándolos gravemente, a esta realidad no se escapa los ríos de la región de Ayacucho. La presente investigación se realizó, en un tramo del Rio Apacheta y tres de sus principales tributarios, estableciendo diez zonas de muestreo, de las cuales se tomaron muestras desde el mes de Julio hasta el mes de Noviembre del 2013. Teniendo como objetivos: determinar las principales características fisicoquímicas de las aguas del río Apacheta y sus principales tributarios, determinar la calidad ambiental de las aguas del río Apacheta en varios puntos de su recorrido y de sus principales tributarios mediante los índices EPT (Ephemeroptera, Plecoptera y Trychoptera), IBF (Índice Biótico de Familia) y BMWP (Biological Monitoring Working Party), determinar la sensibilidad de los índices a estudiar mediante el análisis de correlación con las características fisicoquímicas del agua y comparar los valores de los índices EPT (Ephemeroptera, Plecoptera y Trychoptera), IBF (Índice Biótico de Familia) y BMWP (Biological Monitoring Working Party) hallados en los diferentes puntos de muestreo. Los muestreos fueron sistemáticos ya que se evaluó dos veces por cada mes, para la comunidad macroinvertebrada bentónica se empleó una red tipo Surber con un área de 1200 m2 y las determinaciones fisicoquímicas del agua se realizaron en el Laboratorio de Biodiversidad y Sistema de información Geográfica, en el cual se tuvo como resultado que las diez zonas de muestreo son muy variables, tal es el caso para la alcalinidad, dureza total, dureza cálcica, dureza magnésica, cloruros, pH, conductividad y solidos disueltos totales. Por otro, lado se registró la presencia de organismos pertenecientes a seis clases, once órdenes y veinticinco familias, siendo diferentes en composición y abundancia, esto debido a las condiciones ambientales y a la amplitud en el rango de tolerancia a contaminantes, de algunas familias. De acuerdo al índice EPT se registran valores que van desde 86% hasta 23% en la zona X y IX respectivamente, que catalogan como aguas de buena calidad, hasta aguas de mala calidad, mientras que de acuerdo al índice IBF se registran valores que van desde 4.79 a 3.33 en las zonas III y X respectivamente catalogándolas como aguas de excelente calidad y aguas de buena calidad, y finalmente para el índice BMWP se registran valores máximos de 54.4 en la zona V y valores mínimos de 22.5 en la zona IX catalogando a las aguas como contaminadas y aguas muy contaminadas. Al realizar la prueba de análisis de varianza para los tres índices se halló significancia estadística (p<0,05); lo que nos permite afirmar que cada zona es diferente en cuanto a su calidad ambiental y al realizar la correlación con las características fisicoquímicas del agua (Pearson) obtuvimos que el índice IBF correlaciona con pH y cloruros, EPT no correlaciona con ninguna característica y BMWP correlaciona solo con pH, lo que nos indicaría que el índice IBF seguido del índice BMWP son los más sensibles a las gradientes (cambios) ambientales. Pero al correlacionar entre los índices Bióticos se observa que existe correlación altamente significativa entre el índice IBF y el índice EPT, lo que confirma que ambos índices son los más adecuados para la evaluación de la calidad de las aguas del río muestreado, además de que ambos índices son de carácter cuantitativo. Palabras clave: Macroinvertebrados bentónicos, índices bióticos, calidad ambiental, rio. xvi 1 I. INTRODUCCIÓN El agua en nuestro planeta es un recurso natural valioso renovable, pero vulnerable, que se regenera constantemente de forma natural, con el ciclo hidrológico. El exceso de contaminantes puede mermar este ciclo natural, trayendo como consecuencia la escasa disponibilidad del agua. La calidad de las aguas superficiales se ven determinadas por la evaluación de bioindicadores como la comunidad macroinvertebrada bentónica ya que su aplicación sólo requiere de la identificación y cuantificación de los organismos basándose en índices bióticos e índices de diversidad ajustados a intervalos que califican la calidad del agua. Adicionalmente a ello se utiliza la evaluación de los parámetros fisicoquímicos del agua, complementando el monitoreo biológico. Los organismos bioindicadores, son atributos de los sistemas biológicos, que presentan requerimientos específicos, por lo que se emplean para descifrar cualquier fenómeno o acontecimiento relacionado con el ambiente. Así mismo estos bioindicadores tienen requerimientos de los parámetros fisicoquímicos conocidos, tal que la presencia o ausencia, número, morfología, fisiología o comportamiento de una especie en particular indique que las variables fisicoquímicas consideradas se encuentren cerca de sus límites de tolerancia permitiendo identificar taxones de organismos que pueden servir como indicadores de aguas de buena calidad o de aguas de mala calidad. La aplicación de índices bióticos a través de la utilización de macroinvertebrados bentónicos como bioindicadores, se ha desarrollado a nivel mundial. Dentro de los índices ampliamente identificados se pueden mencionar al índice BMWP (Biological Monitoring Working Party), el índice EPT (Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera) y el índice IBF (Índice Biótico de Familia). Este último es un índice muy útil en el análisis de calidad ambiental. 2 Esta problemática no es ajena a nuestra región donde los ríos, desde tiempos pasados, han sufrido un alto nivel de contaminación afectando la calidad del agua por actividades antropogénicas específicamente, tal es el caso del río Apacheta que a lo largo de su cauce presenta centros poblados, cuyas actividades económicas, piscigranjas principalmente, utilizan como vertedero a las aguas de éste río. Por lo antes señalado se desarrolló el presente trabajo de investigación teniendo en cuenta los siguientes objetivos: Objetivo General Determinar la calidad ambiental de las aguas del río Apacheta y sus principales tributarios medida con los índices EPT (Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera), IBF (Índice Biótico de Familia) y BMWP (Biological Monitoring Working Party), la sensibilidad frente a las principales características fisicoquímicas del agua, determinadas entre los meses de julio a noviembre del 2013. Objetivos Específicos: 1. Determinar las principales características fisicoquímicas de las aguas del río Apacheta y sus principales tributarios. 2. Determinar la calidad ambiental de las aguas del río Apacheta en varios puntos de su recorrido y de sus principales tributarios mediante los índices EPT (Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera), IBF (Índice Biótico de Familia) y BMWP (Biological Monitoring Working Party). 3. Determinar la sensibilidad de los índices a estudiar mediante el análisis de correlación con las características fisicoquímicas del agua. 4. Comparar los valores de los índices EPT (Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera), IBF (Índice Biótico de Familia) y BMWP (Biological Monitoring Working Party) hallados en los diferentes puntos de muestreo. 3 II. MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes Paredes et. Al.,1 indica que las comunidades de macroinvertebrados bentónicos pueden ser utilizados como indicadores biológicos eficientes de la calidad del agua en los ecosistemas acuáticos, por lo que entre octubre de 2002 y septiembre de 2003, desarrollaron evaluaciones en el río Rímac aguas abajo, Lima - Callao. Perú. Con el objetivo fue analizar su composición faunística, la riqueza de las familias y la calidad del agua, basado en el índice de monitoreo biológico del grupo de trabajo (BMWP). La evaluación se realizó en seis estaciones de muestreo ubicadas a lo largo del curso del río Rímac que cruza Lima y Callao. Treinta y cinco taxones se informaron: Hexapoda (27), Annelida (2), Mollusca (2), Arachnidae (2), Platyhelmintes (1) y Chilopoda (1). A partir de 2.166 especímenes recolectados. Oligoquetos (n = 597) tenía IHE mayor abundancia, seguido por Psychodidae (n = 521), Physidae (n = 442), Chironomidae (n = 300), y Dixidae (n = 168). El índice BMWP calificó al agua del río Rímac aguas abajo, como crítico o aguas muy contaminadas (29 puntos). De todo el análisis fisicoquímico evaluado y la demanda bioquímica de oxígeno indicó perturbación en este ecosistema de agua dulce. En la investigación titulada comunidad macroinvertebrada bentónica y su relación con la calidad de agua en cinco ríos de la provincia de Huamanga, Ayacucho, Carrasco,2 determinó que la comunidad macroinvertebrada bentónica estuvo compuesta por tres Phylums: Arthrópoda, Mollusca, Annélida; cuatro Clases: Insecta, Gastropoda, Oligochaeta, Hirudinea; diez Ordenes: Diptera, Plecoptera, Ephemeroptera, Coleoptera, Megaloptera, Trichoptera, Basomatophora, Lumbriculida, Haplotaxida e Hirudiniformes; 25 Familias y 34 géneros (especies) para los cinco ríos, ubicándose muchos de los géneros en 4 las zonas catalogadas como río arriba, ya que estas zonas se hallan poco perturbadas, en comparación con las zonas catalogadas como río abajo, que se hallan muy perturbadas a consecuencias de las actividades antrópicas y la planta de tratamiento de aguas servidas “La Totora”, que se agrega a los ríos generados en la ciudad de Ayacucho. Con respecto al IBF hallado, catalogó las zonas de muestreo ubicadas en los ríos estudiados, desde regulares (río arriba), hasta muy malos (río abajo). Cabe señalar que no se pudo encontrar estudios de la comunidad macroinvertebrada bentónica en la región de la selva del Perú. En un estudio realizado en el río Chillán de la VIII Región de Chile en cuyo curso ubicaron ocho estaciones de muestreo, Figueroa, et. Al.,3 hallaron que la riqueza macroinvertebrada encontrada en el área de estudio estuvo compuesta por 83 taxas, la mayoría de los cuales eran estados inmaduros de insectos que representan un 79,5 por ciento del total, donde los órdenes más diversos fueron: Ephemeroptera con 16 taxas (19,3 por ciento), Plecoptera con 13 taxas (15,7 por ciento), Díptera con 12 taxas (14,5 por ciento) y Trichoptera también con 12 taxas (14,5 por ciento) que en conjunto alcanzan una representatividad del 64 por ciento del total de las taxas, siendo Chironomidae y Naididae, los grupos más abundantes. Con respecto a los índices de diversidad hallados, indican que las estaciones de muestreo de río arriba tenían mayores valores en los índices de Shannon Weaner y de Pielou (índices de diversidad y equidad), la misma que disminuyen río abajo debido al efecto negativo que ejerce las aglomeraciones humanas; la tendencia es inversa con respecto al índice de Simpson, siendo menor río arriba y mayor río abajo, debido que este índice es sensible a la dominancia. Los índices bióticos que probaron, en este caso IBF, IBE (Índice Biótico Extendido), BMWP y SIGNAL (Stream Invertebrates Grade Number – Averange Level), todos adecuados para su uso en Chile; muestran en general una tendencia a la disminución de la calidad del agua a medida que se sigue el curso del río, destacando el hecho de que los índices BMWP y el SIGNAL muestran prácticamente las mismas clases de calidad, con un paso gradual de una muy buena o buena calidad en la parte alta de la cuenca, a una calidad regular en la parte media de la cuenca y el empeoramiento aguas abajo y que se acentúa después de la aglomeración urbana de la ciudad de Chillán, así mismo el IBF mostró peores clases de calidad que los índices anteriores e incluso, en la parte alta de la cuenca, donde prácticamente no reconoce aguas de buena calidad biológica, de modo que el IBF, en términos medios muestra un sistema 5 de calidad regular a mala. Los análisis de correlación realizados entre los índices muestran que existe una alta correlación entre el IBE y el BMWP (r = 0,83) y la riqueza específica (r = 0,81 y 0,89 respectivamente) y secundariamente estos tres con el SIGNAL (r = 0,79; 0,78 y 0,61 respectivamente). Estos mismos índices bióticos no se correlacionan bien con Shannon Weaner ( ) y Pielou, para los cuales sí lo hace el IBF (-0,82 y -0,61 respectivamente) con valores de r negativos puesto que mayores valores del IBF indican una peor condición biológica. Por otro lado, aunque en menor grado, también se aprecia una buena correlación entre el SIGNAL con el IBE y (-0,66 y 0,57 respectivamente). Los resultados son consistentes puesto que en todos los casos son altamente significativos (p < 0,001; n = 74). Rivera et. Al.,4 realizaron un estudio de la entomofauna acuática de ocho quebradas del departamento del Quindío, Colombia en La Tebaida y Calarcá. Entre agosto y diciembre de 2004 se colectaron 1917 especimenes distribuidos así: Trichoptera con 524 (la familia más abundante fue Hydropsychidae con 425), Coleoptera 421 (Elmidae con 396 individuos), Heteroptera 391, Odonata 216, seguido por Ephemeroptera, Diptera y Neuroptera. Los índices ecológicos empleados fueron la diversidad de Shannon-Wiener, la riqueza total y la equidad de Pielou, los cuales arrojaron valores altos; la similitud de Jaccard para las quebradas La Tebaida y Calarcá fue de 0,66 evidenciando pocas variaciones en la entomofauna acuática. Mediante el análisis de las variables físicas y químicas se determinó que estas quebradas presentan un buen nivel de conservación Hahn et. Al.,5 determinó la calidad del agua mediante macroinvertebrados acuáticos y parámetros fisicoquímicos en la estación piscícola, Granja Montelindo (Universidad de Caldas). Los puntos de muestreo seleccionados corresponden a la entrada y a la salida de agua de la Estación y al recorrido dentro de la misma, áreas donde se tomaron muestras puntuales sujetas a los parámetros fisicoquímicos para analizar la calidad. En el estudio se encontraron 55 familias, de las cuales sobresalen: Chironomidae con un 32,5%, seguida de Thiaridae con un 26,7% y Palaemonidae con una presencia del 6,7% de la población total; las demás se encuentran por debajo del 5% de representatividad. Según el BMWP el agua que circula en la Estación Piscícola es de clase tres contaminada, medianamente contaminada y no contaminada, por lo que presenta una disminución en la calidad al circular por la estación y al ser devuelta al caño El Berrión. 6 Walteros y Daza,6 realizaron un estudio en Diciembre de 2007, sobre seis estaciones distribuidas a lo largo del río Guarinó. Para la comunidad perifítica fueron identificados 42 géneros, de los cuales Navicula, Gomphonema, Mellosira y Fragillaria son los más representativos en todas las estaciones. En cuanto a la comunidad de macroinvertebrados predominaron los órdenes Diptera y Trichoptera; se identificaron en un total 41 familias de la cuales Batidae, Simullidae y Chironomidae fueron abundantes y representativas a lo largo del río. Los resultados del índice BMWP reflejan una calidad de agua de buena a aceptable. Las estaciones de la cuenca alta y media se identificaron como clase I, mientras que las estaciones de la cuenca baja como clase II. Se capturaron ocho especies de peces para la cuenca baja, destacándose la presencia de Prochilodus magdalenae, Pimelodus grokkopfii y Leporinus muyscorum, organismos que reflejan el inicio de la temporada migratoria, procedentes de la cuenca del río Magdalena, hacia aguas arriba del Río Guarinó, y que comúnmente se conoce como “subienda”. Los resultados revelaron el grado de vulnerabilidad ambiental de la cuenca como consecuencia de la interrelación entre los eventos naturales y la acción antrópica, en especial para la zona baja del río. En la investigación titulado “Índices bióticos y de diversidad de la comunidad macroinvertebrada bentónica para determinar la calidad de los ríos Cachi, Pongora y Cachimayo, Ayacucho”, presentado por Jaico,7 determinó que la comunidad macroinvertebrada bentónica estuvo compuesta por tres Phylums: Arthropoda, Mollusca, Annelida; cuatro Clases: Insecta, Gastropoda, Oligochaeta, Hirudinea; ocho Ordenes: Diptera, Ephemeroptera, Coleoptera, Megaloptera, Trichoptera, Basomatophora, Haplotaxida y Glossiphoniidae; 15 familias y 21 géneros (especies) para los tres ríos, presentando elevado valores de abundancia los ríos Cachi y Cachimayo en cuanto al género Americabaetis que sobrepasa el 40 por ciento en comparación con el río Pongora que llega al nueve por ciento, mientras que la familia Simulidae muestra la misma abundancia del 15 por ciento para los ríos Cachi y Cachimayo en comparación con el rio Pongora que sobrepasa el 40 por ciento. Con respecto al IBF se catalogó de muy mala calidad a los tres ríos; BMWP muy contaminada a los tres ríos y EPT de regular para los ríos Cachi y Cachimayo y mala para Pongora. Las características fisicoquímicas promedios reportados, muestran valores relativamente similares para los tres ríos, es así por ejemplo para el caso del pH 7 reporta 8,5 para Cachimayo; alcalinidad de 88,8 mg/l de CaCO3 para Pongora y dureza total de 172,4 mg/l de CaCO3 para Cachi, estos valores están influenciados por la naturaleza del lecho del río, las actividades antrópicas de la ciudad de Ayacucho y la planta de tratamiento de aguas servidas “La Totora”. Rivera et. Al.,8 realizo una investigación entre abril de 2009 enero de 2010, sobre la composición y la estructura de los ensambles de macroinvertebrados asociados a la vegetación flotante y los sedimentos del humedal Jaboque (Bogotá, Colombia) se caracterizaron y también se midieron las variables físicas y químicas del agua. Los macroinvertebrados en la vegetación acuática componen 36 géneros (27 confirmados y nueve sin confirmar), 27 familias, diez órdenes y cinco clases. Las familias más abundantes en los macrófitos eran Glossiphoniidae, Hyallelidae y Asellidae. La abundancia promedio fue de 908 ind/m2. La densidad más alta se observó en enero del 2010 (1099 ind/m2) y el más bajo en octubre del 2009 (805 ind/m2). Se registraron los valores de riqueza y abundancia más altas precipitaciones durante las estaciones. Macroinvertebrados bentónicos incluyeron seis géneros y cinco familias; Tubificidae, Physidae y Glossiphoniidae fueron las más abundantes; abundancia promedio fue de 21,5 ind/m2.Variables como el amoníaco, oxígeno disuelto, DBO5 y la temperatura mostraron diferencias significativas entre los períodos climáticos. De acuerdo con el análisis de componentes principales (PCA), los sólidos en suspensión explican la mayor parte de la variación en los datos (80,1%), seguido por el oxígeno disuelto (65%), junto con amonio (68,9%), estas variables mostraron una mayor influencia en la diversidad de macroinvertebrados acuáticos. El análisis de correlación canónica reveló que la abundancia de la familia Glossiphoniidae se relaciona positivamente con la concentración de nitratos y conductividad, mientras que la familia Tipulidae fue con el oxígeno disuelto, evidenciando que las condiciones eutróficas y saprofitas influyen en la abundancia de estas familias, probablemente debido a su adaptación a las estas características. En general, los resultados están relacionados con la alta concentración de materia orgánica y altos niveles de eutrofización de este humedal. En la investigación titulada Aplicación del ICA-NSF (Índice de Calidad de Agua de la National Sanitation Foundation de Estados Unidos) para determinar la calidad del agua de los Ríos Ozogoche, Pichahuiña y Pomacocho - Parque Nacional Sangay-Ecuador, Coello,et. Al.,9 tuvo como objetivo establecer la 8 calidad de agua utilizando el Índice ICA-NSF en los ríos alto andinos Ozogoche, Pichahuiña y Pomacocho (3100 a 3950 msnm) que forman parte del Parque Nacional Sangay en Ecuador, para analizar a futuro el cambio generado por cambios medioambientales y actividades antrópicas. Para el análisis físico- químico y microbiológico se establecieron 6 puntos de monitoreo en el río Ozogoche, 8 en el Río Pichahuiña y 4 en el Pomacocho durante un año (Febrero 2011 a Febrero 2012) cubriendo las épocas seca y de lluvia. Los resultados promedio de nueve parámetros analizados, se utilizaron para determinar el ICA de cada río, determinando que, las tres microcuencas presentan buena calidad. Existen parámetros que muestran mayor variación como sólidos totales, sulfatos y conductividad cuyos picos máximos se alcanzaron en los meses de menor precipitación (de febrero a mayo). Cavalcanti,10 realizó una investigación que responde al problema de la determinación de la calidad de las aguas superficiales de la selva, a través de la composición y estructura de la comunidad macroinvertebrada bentónica, para ello el objetivo principal del trabajo de investigación fue evaluar la calidad biológica, mediante el uso de los índices bióticos y de diversidad basados en la comunidad macroinvertebrada bentónica, presente en tres ríos de Kimbiri, se realizó durante los meses de setiembre a diciembre del 2011, comprendida en los ríos Kaschiroveni, Kimbiri y San Luís, distrito de Kimbiri, provincia de La Convención, departamento de Cusco. El tipo de investigación se adecuó a un diseño descriptivo. Las muestras de macroinvertebrados bentónicos se colectaron empleando una red tipo Surber con un área de muestreo de 1200 cm2, las determinaciones fisicoquímicas se realizaron mediante un equipo portátil de análisis de agua para acuicultura marca HACH modelo FF-1, para el caso de conductividad y solidos disueltos totales se empleó un equipo multiparámetro Waterproof Tester Combo marca HANNA. Las muestras de macroinvertebrados bentónicos se tomaron cada 15 días, al igual que las muestras de agua de los ríos mencionados. Se registraron organismos pertenecientes a la clase Insecta; nueve órdenes, Efemeroptera, Coleoptera, Plecoptera, Lepidoptera, Neuroptera, Trichoptera, Odonata, Hemiptera y Diptera; 29 familias y 39 géneros para los tres ríos. De acuerdo a los índices bióticos el río Kaschiroveni es catalogado de regular (EPT), buena (BMWP) y excelente (IBF); el río Kimbiri es catalogado de buena (EPT y BMWP) y muy buena (IBF); mientras que el río San Luis de buena (EPT y BMWP) y excelente (IBF) calidad. Los índices de diversidad de Simpson, 9 Shannon Weaner y Pielou calculados como promedio de cada muestreo (n = 8) son similares para los tres ríos estudiados (p>0,05). Con respecto a las características fisicoquímicas de las aguas de los ríos estudiados presenta valores similares, tal es el caso de pH, temperatura y oxígeno disuelto. 2.2. Marco Conceptual 2.2.1. Calidad Fisicoquímica Está dada por los parámetros físicos (olor, sabor, color, temperatura, etc.) y químicos (alcalinidad, dureza total, dureza cálcica, dureza magnésica, cloruros, alcalinidad, etc.) del agua. 2.2.2. Calidad Biológica Capacidad de los ecosistemas acuáticos para mantener comunidades biológicas en dichos ecosistemas. Este parámetro, puede estimarse al estudiar la estructura de las comunidades. 2.2.3. Macroinvertebrados Los macroinvertebrados son los invertebrados de un tamaño relativamente grande (visibles al ojo humano), mayores a 0,5 mm y comprenden principalmente artrópodos (insectos, arácnidos y crustáceos). 2.2.4. Índices de Calidad Ambiental Mediante los índices se obtiene un valor numérico que expresa el efecto de la contaminación sobre una comunidad biológica y se basan en la capacidad de los organismos de reflejar las características o condiciones ambientales del medio en el que se encuentran. La presencia o ausencia de una especie o familia, así como su densidad o abundancia es lo que se va a usar como indicador de la calidad. 2.2.5. Índices Bióticos Suelen ser específicos para un tipo de contaminación, región geográfica, y se basan en el concepto de organismo indicador. Permiten la valoración del estado ecológico de un ecosistema acuático afectado por un proceso de contaminación. Para ello a los grupos de macroinvertebrados de una muestra se les asigna un valor numérico en función de su tolerancia a un tipo de contaminación, los más tolerantes reciben un valor numérico menor y los más sensibles un valor numérico mayor, la suma de todos estos valores nos indica la calidad de ese ecosistema. 10 2.2.6. Índice Biótico de Familia (IBF) Este índice es muy útil en el análisis de la calidad del agua y de fácil cálculo, debido a que necesita la identificación solo a nivel de familia. 2.2.7. Índice Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera (EPT) El índice EPT se realiza mediante la utilización de tres grupos de macroinvertebrados (Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera), debido a que son más sensibles a la contaminación. 2.2.8. Índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) Se basa en la asignación a las familias de macroinvertebrados acuáticos de valores de tolerancia a la contaminación comprendidos entre 1 (familias muy tolerantes) y 10 (familias intolerantes). La suma de los valores obtenidos para cada familia detectada en un punto nos dará el grado de contaminación del punto estudiado. 2.3. Bases Teóricas. 2.3.1. Contaminación y Calidad de Agua. La contaminación es la adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidades tales, que causen efectos adversos a los seres humanos, animales, vegetales o materiales que se encuentren dispuestos a dosis (concentración por tiempo) que sobrepasen los niveles que se encuentran regularmente en la naturaleza. La contaminación del agua es un problema global, que seguramente generará en el futuro conflictos graves, por un lado por la tenencia de aquella que aún no ha perdido su calidad y por la preservación de otras.11 Según Alba,12 el procedimiento de la determinación de la calidad biológica del agua mediante el análisis de las comunidades biológicas que lo habitan, es llamada también como monitoreo biológico, en la que los conocimientos de autoecología, sinecología e información taxonómica de especies o supra específicos se traduce en un índice, o valor que refleja la calidad biológica del agua. En la actualidad una de las más empleadas es el BMWP (Biological Monitoring Working Party), siendo implementado en la mayoría de países de la comunidad Europea y en algunos Estados de Norte América, en la que no considera especies indicadoras, sino comunidades indicadoras. La calidad de agua es relativa, cobra sentido en función del uso que se va dar al agua. Para decidir si un agua es apta para un propósito particular, debe cumplir los requisitos de calidad relacionados con su uso. El agua está contaminada cuando sufre cambios que modifican su uso real o potencial.13 11 El término calidad, referido a las aguas continentales, no es un concepto absoluto ni de fácil definición. Por el contrario es un concepto relativo que depende del destino final del recurso, mientras que las aguas fecales en ningún caso podríamos considerarlas de calidad apropiada para la bebida, por los problemas sanitarios que conllevarían su uso, Por otro lado, su alto contenido en materia orgánica, podría resultar excelente para el riego de plantas ornamentales, o de plantaciones forestales.14 2.3.2. Macroinvertebrados Bentónicos. Son aquellos organismos que pueden observarse a simple vista, que habitan en el fondo de los lagos y ríos adheridos a sustratos tales como rocas, piedras, plantas acuáticas o enterradas en el sustrato, es decir aquellos que tienen un tamaño mayor a 0.5 mm, dentro de esta categoría tenemos representantes de varias taxas: poríferos, hidrozoo, turbelarios, oligoquetos, hirudíneas, insectos, crustáceos, gasterópodos y bivalvos. Debido a que estos organismos ocupan hábitat con las características ambientales a las que están adaptadas, las comunidades que conforman, tienen una composición y estructura característica, pero si varía esas condiciones, se refleja en el cambio de la composición y estructura. Por lo que muchos de sus integrantes se comportan como indicadores ecológicos.15 2.3.3. Los macroinvertebrados acuáticos como indicadores de la calidad de agua. En cualquier cuerpo de agua que haya sufrido procesos de contaminación, se observa una simplificación en las estructuras de las comunidades, las cuales cambian de complejas y diversas a comunidades bastante simples y poco diversas. La contaminación altera las características naturales del agua, como ejemplo el oxígeno disuelto, el pH, cantidad de iones disueltos y estos afectan gravemente a estos organismos, es por ello que es necesario conocer detalladamente la ecología de los diversos taxones de organismos acuáticos para poder determinar cuáles son los más afectados por los cambios o cuales son los más tolerantes. La variación de las condiciones naturales del medio ambiente en sus aspectos físicos, químicos, causan variaciones en la estructura cuantitativa y cualitativa de las comunidades que habitan dichos lugares, siendo erradicadas las especies sensibles, manteniéndose las especies resistentes a los cambios ambientales, los que son denominados como indicadores, los que ocupan los nichos inalterados o los nichos creados por la contaminación. Pero 12 sin embargo se puede afirmar que los Ephemeropteros, Plecopteros y Tricópteros son indicadores de aguas limpias y que los Anélidos y ciertos Dípteros son indicadores de aguas contaminadas.16 2.3.4. Principales Órdenes y Familias de Macroinvertebrados a. Orden Ephemeroptera. El Orden Ephemeroptera es un grupo relativamente pequeño de insectos, conocidos vulgarmente como “moscas de mayo” por el mes en que se producen los vuelos nupciales en el hemisferio norte, también se les conoce como “efímeras” debido a la brevedad de su vida adulta. Todos los estadíos ninfales son acuáticos, mientras que los adultos solo viven unas cuantas horas hasta unos pocos días. Como característica única entre los insectos, mudan después de haber llegado a un primer estadío alado (subimago), para llegar al adulto final o imago, que es el encargado de la reproducción.17 Respecto a la ecología de este orden, menciona que durante su estadío acuático viven mayormente en aguas corrientes y limpias con alta oxigenación, por lo que son consideradas indicadoras de buena calidad de agua. Existen pocas especies que toleran ciertos niveles de contaminación. La mayor parte de las ninfas están adheridas a rocas, vegetación sumergida o troncos, pocas especies se encuentran enterradas en fondos arenosos. Son herbívoras y se alimentan de algas y tejidos de plantas acuáticas. Representan una parte importante en la dieta alimenticia de ciertos peces.17 b. Orden Trichoptera Con más de 1350 especies citadas para américa del sur, puede considerarse que Trichoptera es uno de los insectos de agua dulce más diversificados. Las larvas son acuáticas y viven en refugios fijos o transportables elaborados con seda; los adultos son aéreos y tienen aspecto de polillas de antenas largas. De pequeño a mediano tamaño y pocos llamativos, son muy abundantes, las larvas en los cuerpos de agua y los adultos en las proximidades de ellos. Las larvas han invadido distintos tipos de ambientes lóticos y lénticos aunque con preferencia viven en los primeros, tienen la característica de ser herbívoras, detritívoras o predadoras; todas poseen glándulas labiales secretoras de seda con las que construyen redes fijas o habitáculos transportables recubiertos con material exógeno. Es importante porque constituye un eslabón en la cadena alimentaria de ríos y arroyos; desoves, larvas y adultos son parte de la dieta de 13 peces de agua dulce o intervienen en algunos de los pasos que culminan en ello.17 Son potenciales indicadores de contaminación, distintas especies toleran diferencialmente cambios de concentración de sustancias de desecho.18 Este orden, es por lo general, poco resistente a las condiciones de contaminación, exceptuando la especie Hydropsyche angustipennisy algunas especies del género Ryacophila.19 c. Orden Díptera Los dípteros son insectos holometábolos, que se reconocen por sus colores en general poco vistosos y por la presencia de un solo par de alas membranosas, el par anterior está reducido a balancines o halterios en forma de clava.17 Se pueden citar a dípteros como como indicadores ecológicos de interés a Blephariceridae, Ceratopogonidae, Chironomidae, Empididae, Psychodidae, Simuliidae, Tipulidae, etc.17 El habitad de esta orden es muy variado debido al desarrollo de sistemas adaptativos que les permiten habitar una amplia gama de biotopos acuáticos y tienen que ver mucho con el régimen alimentario y también con su mecanismo de respiración. Hay especies muy bien adaptadas a altas concentraciones salinas tanto continentales como del litoral marino (Ephydridae y Ceratopogonidae) o también a aguas termales sulfurosas (Simuliidae, Ephydridae, Culicidae), esto hace que tengan pocos competidores en su ambiente.17 d. Orden Coleóptera. El Orden Coleóptera es el grupo más numeroso de organismos que se conoce, incluyendo más de 35 000 especies en 170 familias que se distribuyen en 04 sub órdenes.17 Si bien la mayor parte de los coleópteros son terrestres, hay cerca de 10,000 especies que son acuáticas en alguno de sus estadíos de desarrollo, se encuentran en todo tipo de aguas continentales, con excepción de ciertos ambientes particulares, como partes muy profundas de lagos o aguas muy contaminadas.17 Si bien la riqueza de coleópteros acuáticos en más en ambientes lénticos y entre la vegetación litoral, hay familias que habitan casi exclusivamente ambientes lóticos y viven asociados a aguas bien oxigenadas. (Psephenidae y Elmidae) 14 Pese a que generalmente no alcanzan grandes densidades los coleópteros acuáticos son importantes en las cadenas y redes tróficas. Muchas especies son fuente de alimento para peces y anfibios. Otras son importantes como predadores, y otras especies se alimentan de algas o de detritus orgánicos. La importancia de otras especies radica en su utilidad como bioindicadores de calidad de aguas; si bien grupos como los efemerópteros, plecópteros y tricópteros suelen ser los más utilizados, los coleópteros están ganando reconocimiento para para evaluar ambientes acuáticos.20 e. Orden Plecóptera El Orden Plecóptera es un grupo relativamente pequeño de insectos. Tiene cerca de 3000 especies descritas en el mundo en 16 familias y 286 géneros. Las ninfas son animales acuáticos y viven en la zona más profunda de lagos y arroyos. Las ninfas de los plecópteros son cazadores de otros artrópodos acuáticos o comedores de vegetales. Algunos buscan alimento incluso las algas bénticas. Antes de alcanzar el estadio de imago pasan por sucesivas transformaciones antes de emerger del agua para hacer una vida adulta terrestre. Hay pocas especies sin alas como Capnia lacustra y es el único conocido que es siempre acuático.17 Todas las especies de Plecóptera son intolerantes a la contaminación y su presencia en corrientes o en aguas es suficiente indicador de buena a excelente calidad del agua.21 Otra característica importante que poseen los plecópteros es su respuesta a cambios en el ambiente, ya que su sensibilidad generalmente los convierte en indicadores de excelente calidad del agua. Esta situación hace que se les incorpore en índices biológicos de calidad de aguas superficiales. En la mayoría de los índices, los plecópteros están dentro de los organismos más sensibles a los impactos negativos en el ambiente.21 En condiciones de bajo oxígeno disuelto se ha observado que las ninfas de las familias Perlidae y Perlodidae muestran un comportamiento conocido como “push up.” Aparentemente, estos movimientos ayudan a aumentar el intercambio de gases. Los “push up” consisten en que las ninfas flexionan sus patas en un movimiento similar al ejercicio de “lagartijas”. Mediante este movimiento las ninfas pasan más agua por sus branquias lo que ofrece mayor disposición de oxígeno. La frecuencia de los “push-up” puede variar, por ejemplo entre invierno y verano, en los mismos especímenes.21 http://es.wikipedia.org/wiki/Ninfa_(biolog%C3%ADa) http://es.wikipedia.org/wiki/Agua http://es.wikipedia.org/wiki/Lago http://es.wikipedia.org/wiki/Arroyo http://es.wikipedia.org/wiki/Alga http://es.wikipedia.org/wiki/Estadio_(biolog%C3%ADa) http://es.wikipedia.org/wiki/Imago_(zoolog%C3%ADa) http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Capnia_lacustra&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n 15 f. Orden Prostigmata Dentro de parasitengona el grupo hydrachnidia, reúne a los “verdaderos ácaros acuáticos” con un rango intermedio entre su pre familia y suborden.17 Generalmente se utiliza este término para diferenciarlos de otros grupos que incluyen unas pocas especies de hábitos acuáticos o semiacuáticos.17 Como el resto de los ácaros parasitengónidos, los hidrácaros tienen un ciclo de vida complejo. Se conocen como parásitos protelianos porque la larva es parásita, en tanto que ninfas (deutoninfa) y adultos son predadores. La mayoría de los hidrácaros parasitan artrópodos pero también han sido encontrados en vertebrados, moluscos y poríferos. Los estados pupales llamados calyptostasis (protoninfas y tritoninfas) son inactivas.17 En cuanto a los hábitos alimenticios, hasta el presente se acepta que los adultos son predadores de larvas de insectos especialmente quironómidos así como los huevos de los mismos.17 g. Orden Anphípoda. La diversidad, actualmente conocida de crustáceos dulceacuícolas se incrementa permanentemente con hallazgos de taxones de alta jerarquía, sobre todo si consideramos los estudios del medio acuático subterráneo.17 Los estudios de la diversidad del biotopo hiporreico son recientes y aislados en América del sur, por lo que espera que los aportes futuros enriquezcan el alto grado de diversidad conocido actualmente. Esta afirmación también es válida para otros ambientes de agua dulce aún inexplorados, como es el caso de la mayoría de los cuerpos de agua de las cavernas, cuevas subterráneas construidas por otros crustáceos y ambientes mixohalinos.17 h. Orden Basommatophora. Estos organismos pertenecen a la clase gasterópoda, son uno de los grupos con mayor diversidad en el planeta .Dentro de esta clase de animales encontramos a los que se conocen comúnmente como como caracoles y babosas. Existen especies marinas dulceacuícolas y terrestres. Se han registrado alrededor de 7,000 especies de agua dulce.17 La gran mayoría de las especies dulceacuícolas se caracterizan por tener una concha en forma de espiral o de cono. El color de su concha puede variar según su especie, pero por lo general presentan tonalidades cafés o negras. También poseen una cabeza y un pie ventral con el cual se deslizan.17 16 Viven en el agua desde 10 cm hasta 2 m de profundidad en el substrato. La gran mayoría de estos animales son herbívoros, siempre las algas su alimento principal y se encuentran en zonas poco contaminadas.17 i. Clase Oligochaeta. Grupo muy heterogéneo que comprende de varias familias. Adaptados a muy diferentes ambientes, son un grupo eminentemente detritívoro. Pueden ser muy abundantes en aguas ricas en materia orgánica, pero son muy sensibles a la contaminación química. Algunas familias pueden vivir en condiciones de anoxia, lo que hace no se les considere útiles como indicadores de alta calidad.17 j. Clase Turbelaria. Conocidos como gusanos planos, estos organismos son de vida libre, aunque existen algunas especies que son parásitas. Se les encuentra en agua dulce, en el mar, y existen algunas especies que son terrestres.17 Son organismos bastante aplanados o también pueden ser cilíndricos. Tienen una especie de cabeza en la parte anterior en donde se encuentran los ojos y la boca. Miden de 5.30 mm, pero existen especies microscópicas.17 La mayoría de estas especies son hermafroditas y su reproducción es sexual. Estos organismos no son capaces de nadar, sino que se mueven a través del sustrato. La mayoría de especies se alimenta de otros pequeños invertebrados, aunque si existen especies que son herbívoras. Algunas especies son tolerantes a la contaminación de origen orgánico.17 2.3.5. Índices para estimar la Calidad Ecológica de las Aguas. La aplicación de índices bióticos a través de la utilización de macroinvertebrados bentónicos como bioindicadores, se ha desarrollado a nivel mundial, dentro de los índices más ampliamente aplicados se puede mencionar los siguientes: BMWP, adaptado y modificado a la fauna del Sur Occidente Colombiano por la Universidad del Valle; EPT, aplicado en el río Angosturita en Argentina, Leiva,22 y IBF, Hilsenhoff.23 a. Índice Ephemeroptera, Plecóptera, Trichoptera (EPT) El análisis EPT se realizará mediante la utilización de estos tres grupos de macroinvertebrados que son indicadores de la calidad de agua, debido a que son más sensibles a la contaminación. En primer lugar se coloca en una columna la clasificación de organismos , en una segunda columna la abundancia y una última columna con los EPT presentes, posteriormente los EPT presentes se dividen por la abundancia total , obteniendo un valor, el cual se lleva a una tabla de calificaciones de calidad de agua que va de muy buena a mala calidad.24 17 Tabla 1. Calidad del agua según los índices Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera (EPT). Número Índice EPT (%) Calidad del Agua 1 75 – 100 Muy Buena 2 50 – 74 Buena 3 25 – 49 Regular 4 0 – 24 Mala Fuente: Plafkin. 30 b. Índice Biótico de Familia (IBF). Este índice es muy útil en el análisis de la calidad del agua y de fácil cálculo, debido a que necesita la identificación de la comunidad solo a nivel de familia. Para aplicar esta metodología se debe tener la siguiente información: taxonomía de los organismos a nivel de familia, sus respectivas abundancias y los puntajes de tolerancia (Tabla 2); para luego aplicar la siguiente fórmula:23 Dónde: : Número total de organismos en la muestra : Número de Individuos en una familia : Puntaje de tolerancia de cada familia Tabla 2. Valores de tolerancia de los macroinvertebrados bentónicos según el Índice Biótico de Familia (IBF). Orden o clase Familia Valor de tolerancia Diptera Athericidae 2 Blephariceridae 0 Ceratopogonidae 6 Chironomidae (rojos) 8 Chironomidae (rosados) 6 Dolichopodidae 4 Empididae 6 Muscidae 6 Psychodidae 10 Simuliidae 6 Tabanidae 6 Tipulidae 3 Plecoptera Gripopterygiidae 1 Perlidae 1 Ephemeroptera Baetidae 4 Leptophlebidae 2 Trycorythidae 4 Coleoptera Helmidae 4 Psephenidae 4 18 Megaloptera Corydalidae 3 Sialidae 4 Trichoptera Glossosomatidae 0* Helicopsychidae 3 Helicophidae 6 Hydropsychydae 4 Hidrobiosidae 0 Hydroptilidae 4 Leptoceridae 4 Basommatophora Amnicolidae 6 Lymnaeidae 6 Physidae 8 Chilinidae 6 Haplotaxida 10 Lumbriculida 8 Hirudinea 10 *: No toleran a la contaminación orgánica. Fuente: Hilsenhoff.23 El valor 0 corresponde al menos tolerante a la contaminación orgánica, mientras que el valor 10 corresponde a la mayor tolerancia a la contaminación orgánica. Luego los valores del IBF se expresan en siete clases de calidad (Tabla 3), correspondiente a una escala de condición biológica que fue desarrollada para determinar el grado de contaminación orgánica. Tabla 3. Rangos del Índice Biótico de Familia (IBF), expresados en siete clases de calidad de agua. Clase Rangos del IBF Calidad del agua Color I < 3,75 Excelente Celeste II 3,76 – 4,25 Muy bueno Azul III 4,26 – 5,0 Buena Verde IV 5,01 – 5,75 Regular Amarillo V 5,76 – 6,50 Relativamente mala Café VI 6,51 – 7,25 Mala Naranja VII > 7,26 Muy mala Rojo Fuente: Hilsenhoff. 23 c. Índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) EL índices BMWP, establecidó en Inglaterra, es un método simple de puntaje para todos los grupos de macroinvertebrados identificados hasta nivel de familia y que requiere solo datos cualitativos (presencia/ausencia). El puntaje va de uno a diez de acuerdo a su tolerancia a la contaminación orgánica (Tabla 4). Las familias más sensibles (por ejemplo: Perlidae, Oligoneuridae) reciben una puntuación de diez; en cambio las más tolerantes a la contaminación (Oligochaeta) reciben una puntuación de uno. Familias intolerantes a la contaminación tienen puntajes altos y los tolerantes puntajes bajos. La suma de 19 puntajes de todas las familias en un sitio dado da el puntaje BMWP total (Tabla 5), el cual muestra el significado de la calidad del agua, además de su representación cartográfica mediante colores. El puntaje promedio por taxón conocido como ASPT (Average Store Per Taxon) esto es, el puntaje total BMWP dividido por el número de los taxas, es un índice particularmente valioso para la evaluación del sitio. Los valores de puntaje para las familias individuales reflejan su tolerancia a la contaminación basadas en el conocimiento de la distribución y la abundancia.25 Alba,12 menciona que los macroinvertebrados a diferencia de otras comunidades, son buenos indicadores de contaminación debido a las siguientes consideraciones:  La naturaleza sedentaria de muchas especies facilitan la evaluación espacial de efectos adversos a largo plazo en la comunidad.  Muchos de ellos tienen fases inmaduras con ciclos bastante largos, como el caso de los Ephemeropteros, Plecopteros, etc.  Viven y se alimentan en o sobre los sedimentos donde tienden a acumularse las toxinas, las cuales se incorporan a la cadena trófica a través de ellos. Tabla 4. Puntuaciones asignadas a las diferentes familias de macroinvertebrados acuáticos para la obtención del Biological Monitoring Working Party (BMWP). Familias Puntuación Siphlonuridae, Heptageniidae, Leptophebiidae Potamanthidae, Ephemeridae, Taeniopterygidae, Leuctridae, Capniidae, Perlodidae, Perlidae, Chloroperlidae, Aphelocheiridae, Phryganeidae, Molannidae, Beraeidae, Odontoceridae, Leptoceridae, Goeridae, Lepidostomatidae, Brachycentridae, Sericostomatidae, Athericidae, Blephariceridae 10 Astacidae, Lestidae, Calopterygidae, Gomphidae, Cordulegasteridae, Aeshnidae, Corduliidae, Libellulidae, Psychomyiidae, Philopotamidae, Glossosomatidae 8 Ephemerellidae, Nemouridae, Rhyacophilidae, Polycentropodidae, Limnephilidae 7 Neritidae, Viviparidae, Ancylidae, Hydroptilidae, Unionidae, Corophiidae, Gammaridae, Platycnemididae, Coenagriidae 6 Oligoneuriidae, Dryopidae, Elmidae, Helophoridae, Hydrochidae, Hydraenidae, Clambidae, Hydropsychidae, Tipulidae, Simuliidae, Planariidae, Dendrocoelidae, Dugesiidae 5 Baetidae, Caenidae, Haliplidae, Curculionidae, Chrysomelidae, Tabanidae, Stratiomydae, Empididae, Dolichopodidae, Dixidae, Ceratopogonidae, Anthomyidae, Limoniidae, Psychodidae, Sialidae, Piscicolidae, Hidracarina 4 20 Mesoveliidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepidae, Naucoridae, Pleidae, Notonectidae, Corixidae, Helodidae, Hydrophilidae, Hygrobiidae, Dysticidae, Gyrinidae, Valvatidae,, Hydrobiidae, Lymnaeidae, Physidae, Planorbidae, Bithyniidae, Sphaeridae, Glossiphoniidae, Hirudidae, Erpobdellidae, Asellidae, Ostracoda 3 Chironomidae, Culicidae, Muscidae, Thaumaleidae, Ephydridae 2 Oligochaeta (todas las clases) 1 Fuente: Alba. 12 Tabla 5. Clases de calidad, significado de los valores Biological Monitoring Working Party (BMWP) y colores a utilizar en representaciones cartográficas. Clase Valor Significado Color I > 150 Aguas muy limpias Azul 101-120 Aguas no contaminadas o no alteradas de modo sensible II 61-100 Son evidentes algunos efectos de contaminación Verde III 36-60 Aguas contaminadas Amarillo IV 16-35 Aguas muy contaminadas Naranja V < 15 Aguas fuertemente contaminadas Rojo Fuente: Alba. 12 2.3.6. Calidad Fisicoquímica del Agua a. Alcalinidad La alcalinidad indica la cantidad de cambio que ocurrirá en el pH con la adición de cantidades moderadas de ácido. Debido a que la alcalinidad de la mayoría de las aguas naturales está compuesta casi íntegramente de iones de bicarbonato y de carbonato, las determinaciones de alcalinidad pueden dar estimaciones exactas de las concentraciones de estos iones. Los iones de bicarbonato y de carbonato son algunos de los iones dominantes presentes en las aguas naturales; por lo tanto, las mediciones de alcalinidad proporcionan información sobre las relaciones de los iones principales y la evolución de la química del agua. Este parámetro está íntimamente ligado con las formas en la cual se encuentran el dióxido de carbono. Cuando el CO2 penetra en el agua, rápidamente se hidrata formando el ácido carbónico.26 b. Dureza Total En las aguas superficiales está determinada por la concentración de metales alcalinotérreos originados por depósitos calcáreos de la superficie terrestre. Los iones de calcio y magnesio se combinan fácilmente con los bicarbonatos y carbonatos, dando origen a la dureza temporal y con los sulfatos, cloruros, nitratos lo que se conoce como dureza permanente. Debido a que en las aguas 21 naturales los iones más comunes son los de Ca++ y Mg++ la dureza se define como la concentración de estos iones expresados como carbonato de calcio.27 c. Calcio y Magnesio El calcio es un elemento importante en las aguas continentales (quinto en abundancia) y es el resultado del poder solvente del agua sobre las rocas calcáreas con las que se pone en contacto. Se presenta principalmente bajo la forma de carbonato de calcio y está relacionada con la concentración del ión catión Ca++, alcalinidad, pH, temperatura y concentración total de sólidos disueltos. El calcio está muy relacionado con la dureza del agua y es importante para los seres vivos: nutriente en el metabolismo de las plantas superiores, para las membranas celulares, para la formación de estructuras calcáreas. El magnesio es requerido por las plantas por ser parte estructural de la clorofila como integrante de enzimas. En aguas naturales se presentan en concentraciones que van de 5 a 50 mg/l. Los carbonatos en aguas duras están presentes por lo general como CaCO3 en una proporción de más del 95%, con una presión parcial de CO2 normal.28 d. Cloruros Los cloruros ocupan un tercer lugar del porcentaje de los aniones en el agua, estos por lo general expresan la salinidad, por lo mismo es un factor importante en la distribución geográfica de los organismos. La determinación de los cloruros es una prueba relativamente sencilla: se utiliza el cromato de potasio como indicador (amarilla) y se titula con nitrato de plata hasta la obtención de un color anaranjado o rojo ladrillo.26 e. pH El pH es una expresión del carácter ácido o básico de un sistema acuoso, en un sentido estricto, es una medida de la concentración molar del ion hidrogenión en un medio acuoso. Los conceptos de pH, alcalinidad y acidez se relacionan mutuamente debido a que el pH, se utiliza como criterio para determinar si la capacidad amortiguadora de la muestra se ha de medir en función de su acidez o en función de su alcalinidad, en este sentido los conceptos de pH, acidez y alcalinidad, se asemejan mucho a los de temperatura y calor.29 El pH de las aguas naturales es regido en gran medida por la interacción de los iones H+ proveniente de la disociación de H2CO3 y los iones OH- proveniente de la hidrólisis de los bicarbonatos. El pH de las aguas naturales oscila entre dos y 12, prácticamente las aguas con valores inferiores a cuatro están en regiones 22 volcánicas que reciben ácidos minerales fuertes, así como debido a la oxidación de la pirita y arcillas. Las aguas naturales ricas en materia orgánica disuelta, presentan valores bajos de pH, especialmente en aquellas zonas donde predominan las turberas.30 f. Temperatura Es un factor altamente variable, dado por la altitud, latitud, composición del sustrato, turbiedad, aportes freáticos o pluviales, viento y cubierta vegetal lo que se acentúa en aguas con menor profundidad. Los ríos por su turbulencia en general se mantienen bien mezclados pero se puede establecer una gradualidad de temperaturas entre el borde y el agua ubicada al centro en una misma zona. A lo largo del río se encuentran fluctuaciones de temperatura, que varía de acuerdo a la profundidad y porcentaje de exposición a la radiación solar. La cantidad de radiación retenida por la corriente depende del flujo de calor, del área comprendida y de las descargas que recibe el río.31 g. Conductividad eléctrica Es la expresión numérica de la capacidad del agua de transportar corriente eléctrica, esta capacidad depende de la presencia de iones en el agua, de su concentración total, de su movilidad, de su carga o valencia y de las concentraciones relativas, así como de la temperatura de medición. Dentro de los factores que afecta el comportamiento de los iones en la solución, las atracciones y repulsiones eléctricas entre iones y la agitación térmica, son quizá los más importantes. Estos efectos se expresan a través de un parámetro conocido como Fuerza Iónica de la solución ( ): ∑ Dónde: : representan la concentración. : Carga iónica del componente . Las soluciones de la mayoría de los ácidos, bases y sales inorgánicas, son relativamente buenos conductores de la corriente eléctrica. Inversamente, las soluciones acuosas de solutos orgánicos, que no se disocian o se disocian muy poco en el agua, presentan conductividades eléctricas muy bajas o similares a las del agua pura. En la mayoría de las soluciones acuosas, cuanto mayor es la concentración de las sales disueltas, mayor es su conductividad eléctrica. La temperatura también influye en los valores de conductividad, puede variar de un 23 ion a otro, en general se acepta que ésta aumenta en promedio tres por ciento, por cada grado centígrado que aumente la temperatura.2 h. Sólidos Disueltos Totales Las corrientes de agua transportan materiales, principalmente sólidos disueltos o sólidos suspendidos. El primero se refieren a la materia orgánica en forma iónica y el segundo, a la materia orgánica como detritus y de origen aluvial como restos de rocas, arcilla, arena y similares. Los sólidos suspendidos pueden verse a simple vista como pequeñas partículas y son los que dan turbiedad al agua. Desde el punto de vista ecológico, aguas con elevadas cantidades de sólidos disueltos indican alta conductividad que puede ser un factor limitante para la vida de muchas especies por estar sometidas a una presión osmótica. Por su parte un alto contenido de sólidos en suspensión o alta turbiedad, también es limitante para el ecosistema acuático ya que impide el paso de los rayos solares, daña y tapona el sistema de intercambio gaseoso en los animales acuáticos y destruye su hábitat natural.30 2.4. Marco Legal En el Perú se ha legislado la protección del recurso agua en normas ambientales, en normas sectoriales de relevancia ambiental y en el código penal 2.4.1. Ley General del Ambiente (Ley N° 28611) En el Artículo 98° menciona que la conservación de los ecosistemas se orienta a conservar los ciclos y procesos ecológicos, a prevenir procesos de su fragmentación por actividades antrópicas y a dictar medidas de recuperación y rehabilitación, dando prioridad a ecosistemas especiales o frágiles. En el Artículo 114°, menciona que el acceso al agua para consumo humano es un derecho de la población. Corresponde al Estado asegurar la vigilancia y protección de aguas que se utilizan con fines de abastecimiento poblacional, sin perjuicio de las responsabilidades que corresponden a los particulares. En caso de escasez, el Estado asegura el uso preferente del agua para fines de abastecimiento de las necesidades poblacionales, frente a otros usos. El artículo 120°, menciona que el Estado, a través de las entidades señaladas en la Ley, está a cargo de la protección de la calidad del recurso hídrico del país. Asimismo, el Estado promueve el tratamiento de las aguas residuales con fines de su reutilización, considerando como premisa la obtención de la calidad necesaria para su rehúso, sin afectar la salud humana, el ambiente o las actividades en las que se reutilizarán. 24 En el Artículo 121°, menciona que el Estado emite en base a la capacidad de carga de los cuerpos receptores, una autorización previa para el vertimiento de aguas residuales domésticas, industriales o de cualquier otra actividad desarrollada por personas naturales o jurídicas, siempre que dicho vertimiento no cause deterioro de la calidad de las aguas como cuerpo receptor, ni se afecte su reutilización para otros fines, de acuerdo a lo establecido en los ECA correspondientes y las normas legales vigentes. 2.4.2. Ley de Recursos Hídricos (Ley N° 29338) Regula el uso y gestión integrada de los recursos hídricos, que comprende agua superficial, subterránea, continental y los bienes asociados a ésta. Según el ordenamiento legal peruano el agua es un recurso natural renovable que constituye patrimonio de la Nación y es un bien de uso público, cuya administración solo puede ser otorgada y ejercida en armonía con el bien común, la protección ambiental y el interés de la Nación. En consecuencia no hay propiedad privada sobre el agua, correspondiendo al Estado la asignación de derechos patrimoniales a particulares, condicionado a su disponibilidad. 2.4.3. Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua (Decreto Supremo 002-2008-MINAM) El Ministerio del Ambiente dentro de las normas que le confiere la Ley aprobó los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para el agua en el Perú DS N° 002-2008-MINAM (Tabla 7) con el objetivo de conservar y preservar las aguas continentales superficiales de manera que sean aptas para el mantenimiento de los ecosistemas acuáticos y su entorno, maximizando los beneficios sociales, económicos, medioambientales y culturales. Los estándares de calidad ambiental (ECAs) establecidos para la conservación del ambiente son de observancia obligatoria en todo el Territorio Nacional para aguas continentales superficiales y teniendo en cuenta el tipo de cuerpo de agua (Lagos, ríos y estuarios). Las aguas superficiales continentales se encuentran físicamente en proporciones acotadas con dinámicas muy distintas. Son utilizadas para diferentes propósitos o usos, no siempre compatibles y por lo tanto se requieren mecanismos de gestión y control. El recurso hídrico es el sustento de una gran variedad de ecosistemas acuáticos, es por ello la importancia de establecer Estándares de Calidad Ambiental para la conservación del ambiente acuático, lo cual pueda servir como un instrumento de gestión y control en aquellas áreas delimitadas administrativamente para la 25 conservación de ecosistemas frágiles y de aquellas áreas que albergan hábitats de importancia ecológica. Asimismo, garantizaría la supervivencia de los organismos acuáticos y las especies interdependientes, orientado a conservar el equilibrio ecológico. Criterios.  La calidad y cantidad del agua que regresa al sistema y el mantenimiento del caudal hidrológico, son factores relevantes para el sostenimiento de los ecosistemas.  Para la determinación de los ECAs de agua para la conservación del ambiente natural se debe considerar el enfoque de manejo integral del recurso hídrico.  Considerar que tanto la disponibilidad y como la distribución del recurso agua son afectadas por los eventos climáticos extremos y desastres naturales.  Debe considerarse como criterio a la cuenca, como unidad hidrográfica del estudio y la planificación.  Se debe considerar los ciclos naturales que se producen entre el aire, suelo y agua, las sustancias u organismos que albergan o recepcionan, el estilo de vida de los pobladores, entre otros. La propuesta presenta una clasificación en función a los cuerpos de aguas:  Lagunas oligotróficas y eutróficas.  Ríos de la Costa, Sierra y Selva.  Estuarios. 2.5. Zonas de Vida. 2.5.1. bosque húmedo - MONTANO SUBTROPICAL (bh-MS) a. Ubicación y Extensión Ubicado en la región latitudinal Subtropical con una superficie total de 756,295.650 Ha. Situado en las provincias de Cangallo, Huamanga, Huanca Sancos, Huanta, La Mar, Lucanas, Sucre, Víctor Fajardo y Vilcas Huamán. b. Clima Según el diagrama Bioclimático de Holdridge, la biotemperatura media anual mínima es de 6ºC y la máxima es de 12ºC el volumen de precipitación anual se encuentra entre los 500 y 1,000mm y el promedio de evapotranspiración potencial varía entre 0.5 y 1 ves el valor de precipitación, ubicándose en la provincia de humedad de: HÚMEDO.35 26 2.5.2. páramo muy húmedo - SUBALPINO SUBTROPICAL (pmh-SaS) a. Ubicación y Extensión Ubicado en la región latitudinal Subtropical con una superficie total de 965,087.681Ha. Situado en provincias de Cangallo, Huamanga, Huanca Sancos, Huanta, La Mar,Lucanas, Parinacochas, Sucre, Víctor Fajardo y Vilcas Huamán. b. Clima Según el diagrama Bioclimático de Holdridge, la biotemperatura media anual mínima es de 3ºC y la máxima es de 6ºC el volumen de precipitación anual se encuentra entre los 500 y 1000mm y el promedio de evapotranspiración potencial varía entre 0.25 y 0.50 veces valor de precipitación, ubicándose en la provincia de humedad de: PERHÚMEDO.35 2.6. VERTEDEROS. Los vertederos en el tramo estudiado, son de aguas utilizadas utilizadas en labores económicas como la crianza de truchas, de manera artesanal o intensiva. Es así que podemos encontrar tres vertederos de aguas: El primero en la zona de muestreo N° II y III, se encuentra la piscigranja de Qatumpampa; el segundo por la zona de muestreo N° III, donde se encuentra la piscigranja de mediana capacidad denominada “El Bagrecito”; y el tercero en la zona de muestreo N° V, donde se encuentra una piscigranja artesanal de mediana producción, la que aprovecha las aguas de este afluente. 27 III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Ubicación de la Zona de Estudio El presente trabajo de investigación se desarrolló en un tramo de recorrido del río Apacheta, tomando como punto inicial el poblado de San Lucas (Vinchos), y tomando como punto final el puente Suchuna (Santa Fé -Paras), comprendiendo tres riachuelo tributarios, Lirio, Río Niñobamba y Puente Suchuna. 3.1.1. Ubicación Política Región : Ayacucho. Provincia : Huamanga y Cangallo. Distrito : Vinchos y Paras. Figura 1. Mapa de ubicación geopolítica de la zona en estudio. Paras Vinchos LUCANAS LA MAR HUANTA PARINACOCHAS HUAMANGA SUCRE CANGALLO HUANCA SANCOS VICTOR FAJARDO VILCAS HUAMAN N -75 -75 -74 -74 -73 -73 -1 5 -1 5 -1 4 -1 4 -1 3 -1 3 AYACUCHO 28 3.1.2. Ubicación Geográfica El río Apacheta se une con el río Chicllarazo formando el río Cachi el cual, posteriormente se une al río Mantaro, formando la cuenca con el mismo nombre, integrando parte de la Vertiente del Atlántico. A lo largo del río estudiado se determinaron diez zonas de muestreo, de las cuales siete zonas son del mismo cauce del rio y tres zonas son afluentes. (Figura 2). La ubicación de las coordenadas geográficas y la altitud de las zonas de muestreo, se muestran en la Tabla 6. Tabla 6. Ubicación geográfica de las zonas de muestreo del río Apacheta y sus tributarios. Ayacucho 2013. Zonas de muestreo Símbolo Altitud (msnm) Norte (m) Este (m) San Lucas I 3290 570179 8527030 Ccenuacucho II 3472 562492 8524254 Qatumpampa III 3537 559317 8524564 Totorabamba IV 3693 554290 8526076 Lirio (Afluente) V 3736 553495 8526221 Rumichaca - Occollo VI 3835 550136 8524764 Río Niñobamba (Afluente) VII 3920 546841 8524997 Apacheta-Niñobamba VIII 3911 546840 8525099 Tunsulla IX 3980 544291 8525856 Puente Suchuna (Afluente) X 4096 541779 8525764 29 Figura 2: Mapa de ubicación de las 10 zonas de muestreo a lo largo der río Apacheta y sus tributarios. Ayacucho 2013. 30 3.2. Descripción del Área de Estudio El río Apacheta en su mayor parte recorre un cauce que está limitado por elevaciones bastante pronunciadas en ambos lados, dejando muy poco espacio para ambas riberas, lo que determina que las áreas de cultivo en ambos márgenes sean mínimas, de subsistencia y estacional. Esta característica también determina que el recorrido sea por una pendiente bastante pronunciada determinando una alta velocidad de la correntada y como consecuencia elevada turbulencia. Así mismo, es muy atractivo la coloración del agua, que varía desde la parte más baja (San Lucas) donde el agua es relativamente cristalina hasta tornarse de color verde amarillenta a medida que vamos ascendiendo rio arriba, (Totorabamba, Niñobamba, Tunsulla), seguramente debido a la presencia de algunas sales disueltas en el agua. Las zonas de muestreo, según la vegetación ribereña predominante pueden ser divididas en dos grandes grupos: Las zonas de muestreo denominadas San Lucas, Ccenuacucho, Qatumpampa, Totorabamba y Afluente Lirio, que abarca la parte más baja del río Apacheta donde la vegetación arbustiva y arbórea más representativa estuvo compuesta por: “quenua” Polylepis sp, “colle” Buddleja sp., “taya” Baccharis tricuneata, “tasta” Escallonia sp, “eucalipto” Eucaliptus globulus, “cipres” Cupressus sp. entre los más importantes. La temperatura del ambiente fluctúa, entre 6 y 14 ºC, durante las horas del día; sin embargo durante la época de invierno las temperaturas pueden disminuir por debajo de 0 °C durante las horas de la noche. La precipitación anual es de 500 a 2000 mm. El afluente Lirio es un riachuelo, cuyo caudal es bastante variable, durante la época de lluvias puede acarrear hasta 500 L/seg, mientras que durante la época de estiaje solamente, entre 40 a 60 L/seg. Asimismo según el mapa de las zonas de vida de la región Ayacucho, elaborado por la Gerencia Regional de Recursos Naturales y Gestión del Medio Ambiente del Gobierno Regional de Ayacucho, catalogan a esta área como zona de vida: bosque húmedo - MONTANO SUBTROPICAL (bh-MS) Las zonas de muestreo denominadas Rumichaca Occollo, afluente Niñobamba, río Apacheta-Niñobamba, Tunsulla y Puente Suchuna, que abarca la parte alta del río Apacheta, donde prácticamente la comunidad vegetal solo está representada por gramíneas (porte herbáceo), tales como los conocidos “ichu” Stipa sp. Calamagrostis sp., Festuca sp. Especies notablemente adaptadas a condiciones ambientales bastante extremas, lo que caracteriza esta zona, donde 31 la temperatura ambiental durante las horas de la noche baja frecuentemente por debajo de 0 ºC. El afluente Niñobamba, es un riachuelo que trae aguas con características muy particulares (elevada salinidad) este riachuelo, entre los tres estudiados es que contribuye con el mayor caudal al río Apacheta. El tributario Puente Suchuna, es un riachuelo que por lo general acarrea un bajo caudal, dependiendo de la época del año. Esta área de muestreo, está representada por la zona de vida paramo muy húmedo – SUBALPINO SUBTROPICAL (pmh - SAS, influenciado en algunas partes por la zona de vida bosque húmedo - MONTANO SUBTROPICAL (bh-MS). 3.3. Población y Muestra 3.3.1. Población Comunidad macroinvertebrada bentónica y agua del río Apacheta y de sus principales tributarios, desde su unión con el río Chicllarasu hasta metros arriba del poblado de Tunsulla donde se encuentra un riachuelo de aguas cristalinas, encima del cual cruza el puente Suchuna. 3.3.2. Muestra Se tomaron 80 muestras de las comunidades macroinvertebrados bentónicos y de agua, las que fueron colectados en 10 puntos de muestreo, 7 en el curso mismo del río Apacheta y 3 en los tributarios, con una frecuencia quincenal entre los meses de Julio a Noviembre del 2013, obteniéndose 8 muestras para cada uno de los puntos considerados en el estudio. El sistema de muestreo fue seleccionar determinativamente en función de los centros poblados, tomándose la muestra muchos metros antes de llegar a ellos con la finalidad de localizar la presencia posibles gradientes ambientales, así como buscando la homogeneidad en el lecho donde se realizó el muestreo (presencia de guijarros y profundidad entre 20 y 40 cm). A partir del cual las muestras fueron tomadas sistemáticamente siguiendo la dirección del curso del río. 3.4. Metodología y Recolección de Datos 3.4.1. Colección del Material Biológico Los muestreos para la colecta de los macroinvertebrados se realizaron en los respectivos puntos principalmente en las orillas y parte central del río, con la finalidad de que los resultados sean comparables entre sí. Los muestreos se realizaron utilizando una red tipo Surber, con un área de muestreo de 0.12 m2 (30 x 40 cm) y con una luz de malla de 0,5 mm., considerando cinco submuestras por cada punto, los cuales fueron posteriormente homogenizados. La toma de muestra se realizó colocando la boca de la red en contra de la corriente de agua y con la ayuda de las manos se removió los guijarros 32 componentes del lecho con la finalidad de que los organismos adheridos o bajo ellos, sean arrastrados por la corriente hacia el fondo de la red. Una vez colectados, conjuntamente con otros organismos y otros materiales inertes, la muestra fue colocada en bolsas de polietileno los cuales estuvieron debidamente rotulados para su identificación, para luego agregarles alcohol al 90%. Posteriormente fueron trasladados al laboratorio de Biodiversidad y Sistema de Información Geográfica de la Facultad de Ciencias Biológicas donde fueron separados del resto de material indeseable. Los macroinvertebrados seleccionados fueron colocados en viales (frascos pequeños) al cual se le añadió alcohol al 70% para su conservación y posterior identificación. Finalmente con la ayuda de microscopios y estereoscopios, para la visualización de características de importancia taxonómica, se procedió a su identificación procurando llegar hasta la categoría de especie empleándose las claves taxonómicas de Fernández y Domínguez,17 lo que permitió identificar el material biológico hasta el nivel de género. 3.4.2. Colección de Muestras de Agua. Para la determinación de la calidad fisicoquímico del agua se tomó muestras en frascos de polietileno con una capacidad de 500 mL, el procedimiento para la toma de muestra fue sumergiendo los frascos en la parte media del curso del agua, haciendo que ingrese cuidadosamente el agua sin producir mucha turbulencia, logrando llenarlos completamente y cerrados herméticamente. Finalmente las muestras obtenidas fueron trasladadas al laboratorio de Biodiversidad y Sistema de Información Geográfica, para su respectivo análisis. Las características fisicoquímicas del agua determinadas fueron: Tabla 7. Parámetros fisicoquímicos determinados en las aguas del río Apacheta y tres de sus principales tributarios. Párametro Unidad Método Comentario Alcalinidad total mg/L CaCO3 Volumétrico Titulación H2SO4 Cloruros mg Cl/L Volumétrico Titulación AgNO3 Conductividad eléctrica µS/cm Electrométrico Electrométrica Dureza Total mg/L CaCO3 Volumétrico Titulación EDTA Dureza Magnésica mg/L Mg Volumétrico Titulación EDTA Dureza Cálcica mg/L Ca Volumétrico Titulación EDTA pH Peachímetro Electrométrica Sólidos Disueltos Totales mg/L Conductímetro Electrométrica Temperatura °C Comparativo Electrométrica 33 3.5. Tipo de Investigación 3.5.1. Diseño de Investigación Se adecuó a un diseño de nivel descriptivo y correlacional, donde se recopiló información de las variables identificadas como características de la comunidad macroinvertebrada (composición y densidad), calidad ambiental del río según los índices de BMWP, IBF y EPT, y la calidad fisicoquímica de las aguas, para posteriormente buscar la relación existente entre ellas, por lo que fue de corte transversal. 3.5.2. Análisis de Datos Con los datos obtenidos de los macroinvertebrados, la calidad ambiental de los ríos y las características fisicoquímicas del agua en las 10 puntos de muestreo, se construyó una base de datos en los software SPSS 20 y MINITAB 15, a partir del cual se obtuvo estadísticos descriptivos, los cuales fueron presentados en tablas y figuras; así mismo con la finalidad de determinar la existencia de una posible relación entre las variables biológicas (abundancia de los macroinvertebrados) con las variables ambientales, se realizó el análisis de regresión y correlación bivariada de Person. Por otro lado, para determinar posibles diferencias de las zonas de muestreo según las abundancias de los taxones hallados, se aplicó la prueba de Kruskal-Wallis, mientras que según los índices de calidad ambiental, se aplicó el análisis de varianza, el cual en caso de ser significativo, se realizó la prueba de Duncan. En todos las pruebas inferenciales el nivel de confianza asumido fue del 95% (α=0,05). 34 35 IV. RESULTADOS Tabla 8. Valores promedios de las características fisicoquímicas del agua del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. CARACT. FISICOQUÍMICAS ZONAS DE MUESTREO Kruskal- Wallis (p) I II III IV V VI VII VIII IX X Temperatura (ºC) 10,2 9,8 10,4 9,4 8,8 10,5 11 10,7 11,3 9,8 0,818 pH 8 8 8,1 8,1 8,1 8 8,2 7,7 6,8 7,5 0,000 Alcalinidad (mg CaCO3/L) 12,5 12,5 12 14,3 6,6 14 19 6,8 5,4 6,7 0,008 Dureza Total (mg CaCO3/L) 192,5 214,3 229,5 335,3 44,5 316,8 406 231,5 221,3 77,4 0,000 Dureza Cálcica (mg CaCO3/L) 164,5 175,3 190,8 188,8 27,3 189,8 253,3 171,3 181,5 57,1 0,000 Dureza Magnésica (mg MgCO3/L) 28 39 38,7 146,5 17,3 127 152,8 60,3 39,8 20,3 0,000 Cloruros (mg Cl/L) 82,3 88,1 97,1 105,7 8,2 121,4 262,3 37,4 20,7 7,1 0,000 Conductividad (µS/cm) 943,4 843,7 1047 1130 96,1 1286 2529 684,8 546 156 0,000 S.T.D (mg/L) 472 488,6 523,3 564,5 48,6 643,4 1264 345,4 273,1 77,6 0,000 I: San Lucas (Río Apacheta) II: Ccenuacucho (Río Apacheta) III: Qatumpampa (Río Apacheta) IV: Totorabamba (Río Apacheta) V: Lirio.(Afluente) VI: Rumichaca– Occollo (Río Apacheta) VII: Rio Niñobamba.(Afluente) VIII: Río Apacheta-Niñobamba IX: Tunsulla (Río Apacheta) X: Puente Suchuna (Afluente) 36 Tabla 9. Composición de la comunidad macroinvertebrada bentónica en siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. CLASE ORDEN FAMILIA ZONAS DE MUESTREO I II III IV V VI VII VIII IX X Insecta Díptera Simuliidae + + + + + + + + + + Chironomidae + + + + + + + + + + Muscidae + + 0 + + 0 + 0 + + Blephariceride 0 0 0 0 + + + 0 0 0 Tabanidae + + + + + + + + + + Ceratopoginadae 0 + + + 0 + 0 0 0 + Ephemeroptera Baetidae + + + + + + + + + + Leptohyphidae + + + 0 0 0 0 0 0 0 Leptophlebiidae + + + + + + + + + + Coleóptera Elmidae + + + + + + + + + + Scirtidae 0 0 + 0 + + + 0 0 + Trichoptera Hydropsychidae + + + 0 0 0 0 + 0 0 Glossosomatidae + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Hydroptilidae + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Helicopsychidae + 0 0 0 0 0 0 0 0 + Limnephilidae 0 0 0 0 + + 0 + + + Hydrobiosidae + + + + + + + + + + Plecoptera Gripopterygidae + + + + + + + + + + Arachnida Prostigmata Hydrachnidae + + + + + + 0 + 0 0 Malacostraca Amphipoda Hyalellidae 0 + 0 + 0 + + + 0 0 Gastropoda Basomatophora Lymnaeidae + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Physidae 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 Oligochaeta Lumbriculida Lumbriculidae + + + + + + + + + + Haplotaxida Naididiae + + 0 + 0 0 0 0 0 0 Turbelaria Seriata Planariidae + + + + + 0 0 0 0 + +: Presente; 0: Ausente I: San Lucas (Río Apacheta) II: Ccenuacucho (Río Apacheta) III: Qatumpampa (Río Apacheta) IV: Totorabamba (Río Apacheta) V: Lirio.(Afluente) VI: Rumichaca– Occollo (Río Apacheta) VII: Rio Niñobamba.(Afluente) VIII: Río Apacheta-Niñobamba IX: Tunsulla (Río Apacheta) X: Puente Suchuna (Afluente) 37 I: San Lucas (Río Apacheta) II: Ccenuacucho (Río Apacheta) III: Qatumpampa (Río Apacheta) IV: Totorabamba (Río Apacheta) V: Lirio.(Afluente) VI: Rumichaca– Occollo (Río Apacheta) VII: Rio Niñobamba.(Afluente) VIII: Río Apacheta-Niñobamba IX: Tunsulla (Río Apacheta) X: Puente Suchuna (Afluente) Figura 3. Abundancia relativa (porcentaje) de familias de la comunidad macroinvertebrada bentónica en siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 38 Prueba Análisis de varianza: F = 14,1; p = <0,0001 Rangos asignados por el test de Duncan: A, B, C y D I: San Lucas (Río Apacheta) II: Ccenuacucho (Río Apacheta) III: Qatumpampa (Río Apacheta) IV: Totorabamba (Río Apacheta) V: Lirio.(Afluente) VI: Rumichaca– Occollo (Río Apacheta) VII: Rio Niñobamba.(Afluente) VIII: Río Apacheta-Niñobamba IX: Tunsulla (Río Apacheta) X: Puente Suchuna (Afluente) Figura 4. Índice Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera - EPT (promedio + desviación típica) en siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 39 Prueba Análisis de varianza: F = 4,57; p = 0 Rangos asignados por el test de Duncan: A, AB, ABC, CD y D I: San Lucas (Río Apacheta) II: Ccenuacucho (Río Apacheta) III: Qatumpampa (Río Apacheta) IV: Totorabamba (Río Apacheta) V: Lirio.(Afluente) VI: Rumichaca– Occollo (Río Apacheta) VII: Rio Niñobamba.(Afluente) VIII: Río Apacheta-Niñobamba IX: Tunsulla (Río Apacheta) X: Puente Suchuna (Afluente) Figura 5. Índice Biótico de Familia - IBF (promedio + desviación típica) en siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios. Ayacucho, 2013. 40 Prueba Análisis de varianza: F = 9,99; p = <0,0001 Rangos asignados por el test de Duncan: A, AB, B y C I: San Lucas (Río Apacheta) II: Ccenuacucho (Río Apacheta) III: Qatumpampa (Río Apacheta) IV: Totorabamba (Río Apacheta) V: Lirio.(Afluente) VI: Rumichaca– Occollo (Río Apacheta) VII: Rio Niñobamba.(Afluente) VIII: Río Apacheta-Niñobamba IX: Tunsulla (Río Apacheta) X: Puente Suchuna (Afluente) Figura 6. Promedios del índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) en siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. 41 Tabla 10. Clasificación de las siete zonas de muestreo del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, según los índices bióticos. Ayacucho, 2013. Zona de muestreo EPT IBF BMWP Categoría Categoría color Categoría color I Buena Buena Aguas contaminadas II Regular Buena Aguas contaminadas III Regular Buena Aguas contaminadas IV Mala Buena Aguas contaminadas V Regular Muy bueno Aguas contaminadas VI Buena Muy bueno Aguas contaminadas VII Buena Muy bueno Aguas contaminadas VIII Regular Excelente Aguas muy contaminadas IX Mala Muy bueno Aguas muy contaminadas X Muy Buena Excelente Aguas contaminadas EPT: Índice Ephemeroptera, Plecóptera y Trichoptera IBF: Índice Biótico de Familia BMWP: Índice Biological Monitoring Working Party 42 Tabla 11. Correlación de Pearson para los índices de calidad ambiental del agua y las principales características fisicoquímicas del agua del río Apacheta y sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS INDICES IBF EPT BMWP Temperatura (ºC) -0,09 -0,06 -0,31 pH 0,32 ** 0,06 0,22 * Alcalinidad (mg CaCO3/L) 0,15 0,11 0,07 Dureza Total (mg CaCO3/L) 0,17 -0,01 -0,16 Dureza Cálcica (mg CaCO3/L) 0,18 -0,10 -0,17 Dureza Magnésica (mg MgCO3/L) 0,08 0,09 -0,08 Cloruros (mg Cl/L) 0,23 * 0,11 0,18 Conductividad (µS/cm) 0,16 0,14 0,08 Que tiene correlación S.T.D (mg/L) 0,20 0,12 0,08 43 Tabla 12. Correlación de Pearson para los índices de calidad ambiental del agua del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, Ayacucho, 2013. Índice IBF Índice EPT Índice BMWP Índice IBF 1 -0,59 ** 0,09 Índice EPT -0,59 ** 1 0,28 * Índice BMWP 0,09 0,28 * 1 44 45 V. DISCUSIÓN En la tabla 8, se muestra los valores promedios de las características fisicoquímicas de las aguas del río Apacheta y tres de sus principales tributarios, se observa que dichos valores son muy variables con la excepción de la temperatura, principalmente tomando en cuenta los tres tributarios y el mismo río de Apacheta, así por ejemplo los valores promedios hallados para la alcalinidad, muestran grandes diferencias para la zona I y II con 12,5 mg CaCO3/L, en la zona III con 12,0 mg CaCO3/L, en la zona IV con 14,3 mg CaCO3/L, en la zona V con 6,6 mg CaCO3/L, en la zona VI con 14,0 mg CaCO3/L, en la zona CaCO3/L, en la zona VII con 19,0 mg CaCO3/L, en la zona VIII con 6,8 mg CaCO3/L, en la zona IX con 5,4 mg CaCO3/L y en la zona X con 9,8 mg CaCO3/L, los valores altos puede deberse a que la alcalinidad está íntimamente asociada a las formas en que se encuentre el dióxido de carbono producto de la descomposición de la materia orgánica y de la naturaleza del lecho del río. Este parámetro es importante ya que la estabilidad de las aguas está relacionada con las concentraciones de carbonatos y bicarbonatos. Roldán,32 señala que la alcalinidad representa un principal sistema amortiguador del agua dulce, además representa un papel relevante en la productividad de los cuerpos de aguas naturales y sirven como fuente de reserva para la fotosíntesis y que el exceso de estos sustancias no produce efectos nocivos en la salud del hombre, pero si imparte sabor desagradable, en los sólidos disueltos totales y la conductividad eléctrica, se observa una tendencia de aumento con el discurrir de las aguas del río Apacheta, así para la zona I (aguas abajo) registra promedios de 472 mg/L y 943,4 µS/cm respectivamente; mientras que en la zona X (aguas arriba) se registra los valores mínimos para las mismas características, como son 77,6 mg/L y 156 µS/cm respectivamente, estas variaciones se debe a que los ríos al circular por su cauce, tienen oportunidad de disolver una mayor cantidad de 46 sales y minerales, tal como lo sostiene Roldan,32 Margalef,29 y Wetzel,28 de la misma manera se puede observar que en la zona VII los valores de los sólidos disueltos y la conductividad son sumamente elevados, alcanzando valores medios de sólidos disueltos totales y conductividad de 1264 mg/L y 2529 µS/cm, respectivamente, esto probablemente se debe a que dicho recurso hídrico tienen como origen aguas termales que se hallan en las alturas de la zona, lo que determina la existencia de gran cantidad de iones elevando los valores de las características señaladas. Los valores señalados incluso son mayores que los hallados por Carrasco,2 para algunos ríos afectados por la contaminación. Por otro lado, también se observa que existe valores mínimos, siendo estas los de la zona V, cuyas aguas tienen origen en lagunas cuyo origen son principalmente la acumulación de precipitaciones pluviales, por lo que los valores de dichas características son mínimas. Lo hallado coincide con lo manifestado por Roldan, 18 que manifiesta que los ecosistemas lóticos, en cuanto a sus características fisicoquímicas pueden ser muy variables, incluso aquellos que ocupan zonas geográficas muy cercanas, por lo que es incoherente pretender generalizar características fisicoquímicas a ríos, incluso muy próximos. En la Tabla 9, se observar la composición de la comunidad macroinvertebrada de los 7 puntos muestreados a lo largo del río Apacheta y de sus 3 tributarios, registrándose la presencia de organismos pertenecientes a 6 clases, 11 órdenes y 25 familias. Es importante señalar que los órdenes de Diptera y Trichoptera son los que mostraron mayor número de familias en comparación con el resto, siendo no menos importantes las demás órdenes. Así mismo, resalta que la composición y presencia registrada en las zonas de muestreo es diferente, es así en la zona 1 (San Lucas) se halló 19 familias, en la zona II (Ccenuacucho) 18, en las zonas III (Qatumpampa), IV (Totorabamba), V (Lirio) y VI (Rumichaca– Occollo) 15 familias, en las zonas VII (Rio Niñobamba) y VIII (Río Apacheta) 13, en la zona IX (Tunsulla) 11 y en la X (Puente Suchuna) 15 familias, por lo que se puede apreciar que pese a que la comunidad estudiada se halla en el curso del mismo río, éstas varían. Los resultados hallados coinciden con los reportados por Jaico 7 y Carrasco 2 los que afirman que la composición y abundancia de la comunidad macroinvertebrada, no es similar en los diferentes zonas de discurrimiento de los ríos, existiendo diferencias debido a las variantes de las condiciones ambientales, más aún con la existencia de un tributario que presenta, por lo general, diferentes características fisicoquímicas y su influencia 47 en el río cuando éste se une al río principal. Por otro lado, también se aprecia la presencia de familias que son persistentes como Simuliidae, Chironomidae, Tabanidae, Baetidae, Leptophlebiidae, Elmidae, Hydrobiosidae, y Lumbriculidae, que están presentes en todos los puntos de muestreo, muy probablemente a que presentan especies que tienen un amplio rango de tolerancia a las diferentes condiciones medioambientales, como las que se registraron en el presente trabajo. También se observa que en el punto I (San Lucas), se halló individuos de las familias Hydroptilidae y Glossosomatidae ambos del orden Trichoptera, cuyo hábitat son aguas corrientes, bastante oxigenadas, por lo que son considerados como indicadores de aguas oligotróficas (de buena calidad), lo que nos hace asumir que en dicha zona de muestreo presenta aguas sin mucha alteración, de buena calidad y muy oxigenadas,17 lo mencionado es corroborado por Palma,33 la que efectivamente afirma que en esta zona observó aguas cristalinas y con abundante vegetación hidrófita. Por otro lado, en la zona de muestreo II (Ccenuacucho), se halló al molusco de la familia Physidae, pequeños caracoles hasta unos 15 mm que son relativamente tolerantes a la contaminación orgánica, organismos que pueden ser hallados incluso en plantas depuradoras de aguas negras,34 la presencia de éste organismo probablemente esté estimulada por la presencia en estas aguas residuales proveniente la estación pesquera, donde se crían truchas en altas densidades. Es importante mencionar también, que se halló representantes de la familia Blephariceridae del orden Diptera, en las zonas de muestreo (V, VI, VII), estos organismos son considerados como indicadores de agua muy limpias, tal como los describe Durán,34 quién los describe como organismos que presentan adaptaciones morfológicas como ventosas y uñas ventrales, que les permite fijase a superficies sumergidas (piedras) que se hallan en medio de corrientes muy fuertes y sobre todo a que son muy sensibles a cualquier contaminación. En la Figura 3, se observa la abundancia relativa de las familias de la comunidad macroinvertebrada bentónica halladas en el río Apacheta y tres de sus principales tributarios. Las familias más abundantes en la zona I (San Lucas) fueron la familia Baetidae, conjuntamente con la familia Elmidae, y la sub familia Chironomidae, en la zona II (Quenuacucho) la familia Chironomidae, seguida por Baetidae, Elmidae e Hidrobiosidae; en la zona III (Qat