Dinámica de la productividad primaria y clorofila a, y el intercambio de gases de efecto invernadero (GEI) en el humedal Madrigal – Valle del Cauca

Abstract

La productividad primaria y la clorofila a fueron determinadas para evaluar las variaciones espaciales (verticales y horizontales) y temporales, y su relación con las variables de estudio: parámetros in situ y calidad de agua, y los flujos de CH4 y CO2 en dos estaciones de muestreo en el Humedal Madrigal, Valle del Cauca, durante Marzo de 2014 a Febrero de 2015 y el perfil de clorofila a desde Septiembre de 2014 a Febrero de 2015. Las estaciones se localizaron por características diferentes del cuerpo de aguas y el entorno circundante. La estación Con Vegetación (04°10’50,529’’N-76°15’23,94’’W) en el extremo sur con plantas acuáticas como buchón de agua (Eichhornia crassipes) y Salvinia sp, con vegetación enraizada como gramíneas y vegetación riparia, y la estación Sin Vegetación (04°10’57,878’’N-76° 15’2,139’’W) en el extremo norte del humedal con espejo de agua, cercana al canal con compuerta que conecta con el río Cauca. En las estaciones se determinó la productividad primaria y la clorofila a en dos profundidades de estudio: superficie y 1 DS. Las variaciones espaciales verticales de la productividad primaria mostraron diferencias significativas (p = 0,03188 p < 0,05) en la estación Con Vegetación y en las variaciones horizontales entre las estaciones de muestreo en superficie y 1DS (p = 0,03973 p< 0,05; p = 0,00705 p < 0,05, respectivamente). Las variaciones temporales de la productividad primaria presentaron diferencias significativas a 1 DS (p = 0,02442 p < 0,05) al igual que la clorofila a en superficie (p = 0,00672 p < 0,05) en la estación Sin Vegetación. Las correlaciones de Spearman y el Modelo Lineal Generalizado (MLG) Regresión Múltiple de la productividad primaria y la clorofila a, determinaron variables fisicoquímicas que más influyeron y fueron sus requerimientos en las estaciones de muestreo. La productividad primaria en unidades de superficie promedio fue menor en la estación Con Vegetación (2,16 g C m-2 d-1) y mayor en la estación Sin Vegetación (4,53 g C m-2 d-1). Las variaciones espaciales de los flujos de CH4 mostraron diferencias significativas (p = 0,00025 p < 0,05) en las estaciones de muestreo. Las variaciones temporales de los flujos de CH4 fueron significativas (p = 0,00810 p < 0,05) en la estación Con Vegetación. Los flujos promedio de CH4 fueron diferentes en las estaciones de muestreo (Con Vegetación: -0,122 g m-2 d-1 y 3, 53 g m- 2 d-1; Sin Vegetación: -2,956 g m-2 d-1 y 0,26 g m-2 d-1). Los flujos promedio de CO2 fueron mayores en la estación Con Vegetación (-6,798 g m-2 d-1 y 9,369 g m-2 d-1, respectivamente) que en la estación Sin Vegetación (-6,744 g m-2 d-1 y 5,693 g m-2 d-1). Las correlaciones de Spearman de la productividad primaria con los flujos de CO2 (Con Vegetación: r = -0,607070; Sin Vegetación: r = 0,751934) determinaron mayor captura de carbono en la estación Con Vegetación y procesos que participan en la emisión de carbono a la atmósfera. Mientras que, la disponibilidad de CO2 en la columna de agua mostró flujos de captura y emisión similares en la estación Sin Vegetación.

The primary productivity and chlorophyll a were determined to evaluate the spatial variations (vertical and horizontal) and temporary and its relationship with the variables of study: in situ parameters and quality of water, and the flows of CH4 and CO2 in two sampling stations in the wetland Madrigal, Valle del Cauca, during March 2014 to February 2015 and the profile of chlorophyll a from September 2014 to February 2015, and the profile of chlorophyll a from September 2014 to February 2015. The stations were located by different characteristics of the body of water and the surrounding environment. The station With vegetation (04°10'50,529''N-76°15'23.94''W) in the south end with aquatic plants like water buchón (Eichhornia crassipes) and Salvinia sp, with rooted vegetation such as grasses and riparian vegetation and the station Without vegetation (04°10'57,878''N-76° 15'2,139''W) in the north end of the wetland with mirror of water, close to the canal with gate that connects with the Cauca river. In the stations was determined the primary productivity and chlorophyll a in two depths of study: surface and 1 DS. The spatial variations of primary productivity vertical showed significant differences (p = 0,03188 p < 0,05) at the station With vegetation and in the horizontal variations between the sampling stations in surface and 1DS (p = 0,03973 p < 0,05; p = 0,00705 p < 0,05, respectively). The temporal variations of the primary productivity showed significant differences to 1 DS (p = 0,02442 p < 0,05) as well as the chlorophyll a in surface area (p = 0,00672 p < 0,05) in the station Without vegetation. The Spearman correlation and the Generalized Linear Model (MLG) Multiple Regression of primary productivity and chlorophyll a, determined physicochemical variables that have most influenced and were their requirements in the sampling stations. The primary productivity in units of average area was lower in the station With vegetation (2,16 g C m-2 d-1) and higher in the station Without vegetation (4,53 g C m-2 d-1). Spatial variations in the flows of CH4 showed significant differences (p = 0,00025 p < 0,05) at the sampling stations. The temporal variations of the flows of CH4 were significant (p = 0,00810 p < 0,05) at the station With vegetation. The average flows of CH4 were different in the sampling stations (With vegetation: -0,122 g m-2 d-1 and 3, 53 g m-2 d-1; Without vegetation: -2,956 g m-2 d-1 and 0,26 g m-2 d-1). The average flows of CO2 were higher in the station With vegetation (-6,798 g m-2 d-1 and 9,369 g m-2 d-1, respectively) than in the station Without vegetation (-6,744 g m-2 d-1 and 5,693 g m-2 d- 1). The Spearman correlation of primary productivity with the CO2 fluxes (With vegetation: r = -0,607070; Without vegetation: r = 0,751934) determined greater carbon capture in the station With vegetation and processes involved in the emission of carbon to the atmosphere. While the availability of CO2 in the water column showed capture fluxes and emission similar in the station Without vegetation.