Variabilidad de nutrientes y clorofila a en la bocana de Ancão durante un ciclo de mareas vivas en abril de 2009

 

Variability of nutrients and chlorophyll a in Ancão Inlet during a spring tidal cycle in April 2009

 

P Alcântara, A Cravo*, J Jacob

 

Centro de Investigação Marinha e Ambiental (CIMA), FCT, Universidade do Algarve, Campus de Gambelas, 8005-139 Faro, Portugal. * Corresponding author. E-mail: acravo@ualg.pt

 

Received May 2010
Received in revised form April 2011
Accepted April 2011.

 

RESUMEN

La bocana de São Luis o de Ancão es la más occidental de las seis bocanas de la laguna de Ría Formosa, en el sur de Portugal. Esta bocana contribuye relativamente poco al intercambio del volumen de agua durante un ciclo mareal (~10%). La temperatura, la salinidad, el pH, el oxígeno disuelto y la concentración de clorofila a y de nutrientes se midieron cada hora durante un ciclo completo de mareas vivas, en la superficie, en un nivel intermedio y cerca del fondo, desde un punto central en medio de la bocana. La velocidad de las corrientes también se midió cada hora en toda la sección transversal de la bocana con un perfilador acústico Doppler. A partir de estos parámetros, la velocidad del flujo y el transporte de nutrientes y de clorofila a se calcularon e integraron a lo largo del ciclo mareal para obtener el transporte neto. Los resultados muestran que ésta es una bocana dinámica y bien mezclada, donde la señal de las mareas vivas es evidente sobre todo en el caso de las concentraciones de nutrientes y clorofila a. Las concentraciones de nutrientes fueron bajas (casi agotadas), mientras que las de clorofila a fueron altas (4-6 mg m^-3). Los transportes estimados indicaron que hubo una importación neta de clorofila a, nitrato y fosfato a la laguna, y una exportación de silicato a la zona costera adyacente.

Palabras clave: laguna costera, Ría Formosa, bocana de Ancão, nutrientes, clorofila a, transportes.

 

ABSTRACT

São Luis or Ancão Inlet is the most western of the six inlets of the Ria Formosa lagoon, in southern Portugal. This inlet contributes relatively little to the water volume exchange over a tidal cycle (~10%). Temperature, salinity, pH, dissolved oxygen, and chlorophyll a and nutrient concentrations were measured hourly at the surface, at an intermediate level, and near the bottom over a complete spring tidal cycle, at a sampling point in the middle of the inlet. Current velocity was also measured hourly over the entire cross-section of the inlet using an acoustic Doppler current meter. From these parameters, the flow rate and the transport of nutrients and chlorophyll a were calculated and integrated over the complete tidal cycle providing the net transport. The results show that this is a well-mixed dynamic inlet where, during spring tide, the tidal signal is evident particularly for the nutrient and chlorophyll a concentrations. The nutrient concentrations were low (almost depleted), while the chlorophyll a concentrations were high (4-6 mg m^-3). The estimated transports through Ancão Inlet revealed that there was a net import of chlorophyll a, nitrate, and phosphate to the Ria Formosa lagoon, while silicate was exported to the adjacent coastal area.

Key words: coastal lagoon, Ria Formosa, Ancão Inlet, nutrients, chlorophyll a, transports.

 

INTRODUCCIÓN

Ría Formosa (36°58'-37°3' N, 8°2'-7°32' O; fig. 1) es un sistema lagunar somero localizado en el sur de Portugal. Tiene un área de aproximadamente 80 km², una profundidad media de 3.5 m, una longitud de 55 km en dirección E-O y un ancho máximo de 6 km en dirección N-S.

Las mareas son semidiurnas y la amplitud de la marea varía de 0.5 a 3.5 m (mesomareal). Hay gran renovación diaria de agua, entre 80 x 10⁶ m³ durante mareas muertas y 150 x 10⁶ m³ durante mareas vivas (Neves et al. 1994). La laguna de Ría Formosa es un sistema complejo de bocanas e islas de barrera, con seis bocanas que pueden dividirse en tres sub-bahías hidrodinámicamente diferentes según lo descrito por varios autores (Salles 2001, Vila-Concejo et al. 2002, Bertin et al. 2009): (1) la sub-bahía occidental que incluye las bocanas de Ancão, Faro-Olhão y Armona; (2) la sub-bahía central que incluye las bocanas de Fuzeta y Tavira; y (3) la sub-bahía oriental que incluye la bocana de Lacém.

Debido a su ubicación, su importancia para la economía regional y su estatus de parque natural, la laguna de Ría Formosa ha sido objeto de muchos estudios en varios campos científicos, algunos de ellos interdisciplinarios e incorporados en proyectos internacionales (Williams et al. 1999).

Se han realizado modelizaciones numéricas y trabajo de campo para determinar el intercambio de agua entre la laguna y el mar (Salles 2001, Martins et al. 2003, Dias et al. 2009, Pacheco et al. 2010). Dias et al. (2009) mostraron que los intercambios de agua dependen de la posición y configuración morfológica de las bocanas.

La calidad del agua de la laguna de Ría Formosa ha sido estudiada intensamenta desde varios puntos de vista (incluyendo la dinámica de nutrientes), aunque siempre en áreas limitadas de particular interés en vez de ser considerada como un sistema global. En este sistema, los ciclos biogeoquímicos naturales son regulados principalmente por el intercambio mareal en los límites del océano. En consecuencia, las concentraciones de nutrientes en la laguna dependen en gran medida de la variabilidad en la calidad de las aguas costeras adyacentes. Los estudios existentes sobre la importancia del intercambio de agua entre la laguna y el mar en el sistema de Ría Formosa se basan únicamente en muestras de agua tomadas en unas cuantas estaciones fijas dentro de la laguna y no consideran los transportes de agua (Newton et al. 2003, Falcão y Vale 2003, Newton y Mudge 2005). Hasta la primavera de 2007, ningún estudio había determinado el papel del intercambio de nutrientes y clorofila a a través de las bocanas de la laguna. Por lo tanto, en abril y junio de 2007 se realizaron dos campañas preliminares en la bocana de Ancão durante marea muerta y marea viva, respectivamente. Esta bocana pequeña contribuye aproximadamente el 10% del volumen de agua intercambiado durante un ciclo mareal. Las dos campañas abordaron diferentes condiciones hidrodinámicas y meteorológicas, así como otras condiciones ambientales. Los datos obtenidos se utilizaron para estimar el flujo neto de nutrientes y clorofila a, e indicaron que hubo un transporte neto de agua de la laguna al océano durante un ciclo mareal completo de tanto marea viva como muerta. El objetivo principal de este trabajo fue determinar el transporte neto de nutrientes y clorofila a a través de la bocana de Ancão durante un ciclo de marea viva en abril de 2009.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Sitio de estudio y campañas

La bocana de Ancão o São Luis, la bocana más occidental de la laguna de Ría Formosa (fig. 2), fue abierta artificialmente en 1997 para mejorar la circulación de agua entre el océano adyacente y la laguna. Es una bocana pequeña, con un ancho promedio de 300 m, y es dominada por el reflujo, mostrando características morfológicas de una bocana dominada tanto por las mareas como las olas con un patrón cíclico de migración hacia el este (Vila-Concejo et al. 2004).

Según Salles (2001), el prisma mareal en la bocana de Ancão varía ampliamente en función de los cambios en la sección transversal de la bocana, de 8% a 12.5% del prisma mareal total de la sub-bahía occidental. Esta bocana es relativamente bien conocida en cuanto a las condiciones hidrodinámicas, la circulación del agua, las condiciones morfodinámicas y el transporte de sedimento, pero existe poca información química ya que sólo se han realizado dos estudios y los resultados se están procesando para ser publicados por los mismos autores del presente trabajo.

Se realizó un experimento de campo durante un ciclo completo de marea viva en la bocana de Ancão el 27 de abril de 2009. Durante el trabajo de campo se midieron las corrientes en la sección transversal de la bocana (fig. 2); además, se realizaron mediciones físicas y químicas in situ y se tomaron muestras de agua en varias profundidades en un punto central de la sección transversal (localización A, fig. 2). Su localización en el medio de la sección transversal se seleccionó con base en que los resultados de los estudios previos realizados en 2007 no mostraron diferencias horizontales en tres sitios de muestreo en la sección transversal. El número de profundidades de muestreo dependió del nivel del agua, que a su vez dependió de las fases de la marea. Siempre que fue posible las mediciones se hicieron en tres niveles: cerca de la superficie (1 m por debajo de la superficie), a una profundidad intermedia y cerca del fondo (1 m por encima del fondo).

Se usó un perfilador acústico Doppler (ADCM, marca SonTek) para medir y registrar los perfiles de velocidad de las corrientes en la sección transversal cada hora durante un ciclo mareal completo (~12.5 h). A fin de estimar el flujo en los márgenes intermareales durante el posprocesamiento, se determinó y registró la localización de la línea de costa en ambos márgenes de la sección (transecto) transversal. Además, en el punto central de la sección transversal se recolectaron muestras de agua cada hora para determinar la concentración de clorofila a y de nutrientes con una botella Niskin de 5 L. Al mismo tiempo y en los mismo niveles donde se tomaron las muestras de agua, se midieron in situ la temperatura, la salinidad, el pH y el oxígeno disuelto (concentración y porcentaje de saturación) con una sonda multi-paramétrica YSI 6600 XL.

Análisis

En la sección transversal se midió la velocidad del flujo mediante un ADCM, con un intervalo promedio de 5 s, una distancia de blanqueo de 0.50 m y un tamaño de celda de 0.50 m. Para determinar la descarga a través de la bocana y evaluar el prisma mareal, se usó el software CurrentSurveyor v. 4.60 de SonTek. Se empleó la ley de la sexta potencia para calcular la tasa de flujo cerca de la superficie y el fondo. También se derivó la tasa de flujo en los márgenes de la sección transversal no muestreados suponiendo una sección triangular de la línea de costa al punto más cercano medido y suponiendo una velocidad cero en la costa.

Se estimó la descarga total a través de la bocana con el mismo software. La integración numérica en el dominio del tiempo de los valores de descarga por hora durante los periodos de flujo y reflujo proporcionaron, respectivamente, los prismas mareales de flujo y reflujo. El prisma mareal residual o el transporte neto de agua se obtuvo como la diferencia entre los prismas mareales de flujo y reflujo o, equivalentemente, mediante la integración numérica de la descarga durante un ciclo completo de marea semidiurna.

Las muestras de agua (1 L) para el análisis de nutrientes se filtraron a través de filtros de membrana con un tamaño de poro de 0.45 |am, previamente descontaminados y pesados, y se congelaron a -20 °C. Las muestras de agua (1 L) para determinar la concentración de clorofila a se filtraron a través de filtros de fibra de vidrio y se congelaron a -20 °C antes del análisis. Las concentraciones de clorofila a y nutrientes se determinaron siguiendo los métodos espectrofotométricos descritos por Lorenzen (1967) y Grasshoff et al. (1983), respectivamente. Los nutrientes analizados fueron: amonio (NH₄⁺), nitrato + nitrito (NO₃^- +NO₂^-), fosfato (PO₄^3-) y silicato (SiO₄^4-). Los límites de detección fueron: 0.1 µM para amonio, 0.05 µM para nitrato + nitrito, 0.02 µM para fosfato y 0.04 µM para silicato. Se utilizó el Marine Nutrient Standards Kit (OSIL) como material de referencia para asegurar la precisión. La precisión del procedimiento fue alta, con un error relativo menor a 2.5% para las concentraciones de nutrientes. La precisión fue de ±1% para silicato y fosfato, y ±2% para nitrato.

La descarga se estimó numéricamente usando la regla trapezoidal compuesta para calcular la integral: descarga (Q) = ∫ componente de velocidad normal a la sección transversal x el área de la sección transversal.

Se obtuvo el transporte de nutrientes y clorofila a por hora durante todo el ciclo mareal al multiplicar la descarga (Q) por la concentración promedio de la sección transversal. Finalmente, el transporte neto de nutrientes y clorofila a se determinó integrando en el dominio del tiempo los valores de transporte de cada hora para todo el ciclo mareal.

Tratamiento estadístico

Se realizó un análisis de varianza seguido de la prueba de comparaciones múltiples por pares de Tukey para determinar si existían diferencias significativas en las concentraciones de clorofila a y nutrientes en las tres profundidades seleccionadas (superficie, nivel intermedio y fondo) en la columna de agua del canal principal. Se consideró un nivel mínimo de confianza de 95%.

 

RESULTADOS

Caracterización fisicoquímica de la bocana de Ancão

Como ya se mencionó, la velocidad de las corrientes se midió cada hora en una sección transversal de la bocana de Ancão con un ADCM. La distribución de las velocidades en la sección transversal se muestra para dos situaciones específicas: una típica de condiciones de reflujo a las 9:00 (fig. 3a) y otra representativa de condiciones de flujo a las 16:00 (fig. 3b). Como se observa en la figura 3, la velocidad máxima es similar en ambas situaciones, ~2 m s^-1, pero cubre mayor área en condiciones de flujo. Asimismo, se detectó la existencia de dos núcleos de velocidad intensiva, siendo mucho más pronunciada en condiciones de flujo debido a la presencia de un canal principal y probablemente de un canal de marea secundario.

Los valores de descarga, calculados a partir del componente normal de las mediciones de velocidad de la sección transversal realizadas cada hora, se presentan en la figura 3c para todo el periodo de muestreo correspondiendo a un ciclo semidiurno. Los valores positivos corresponden a condiciones de reflujo y los negativos a condiciones de flujo. A partir de los valores de descarga obtenidos y representados en la figura 3c, el prisma mareal residual o transporte neto de agua obtenido es igual a -3.28 x 10⁶ m³. Con base en este resultado, se puede afirmar que hay un influjo o importación de agua del océano a la laguna a través de la bocana de Ancão durante un ciclo completo de marea viva.

En la figura 4a-d se muestran los parámetros fisico-químicos medidos in situ en los tres niveles seleccionados a lo largo de la columna de agua en el medio de la sección transversal de la bocana de Ancão. La variación vertical por hora de temperatura, salinidad, pH y oxígeno disuelto (concentración y porcentaje de saturación) muestra que las aguas en esta bocana están bien mezcladas y que no hay influencia de agua dulce, por lo que no se observó estratificación en la columna de agua. El intervalo vertical de los parámetros medidos entre la superficie (1 m) y el fondo (máximo 7 m) puede considerarse pequeño y no se encontraron diferencias significativas (P > 0.05) entre los tres niveles seleccionados.

La temperatura del agua (fig. 4a) presentó una variación diaria típica, incrementando durante el día de 13.5 °C a las 7:00 a 17.3 °C a las 19:00. Como era de esperarse, se observó una reducción general de temperatura con la profundidad, con una diferencia máxima en la columna de agua, de casi 1 °C, a las 7:00. También se observó una tendencia opuesta en la variación entre la temperatura del agua y el nivel del mar. La salinidad (fig. 4b) varió dentro de un intervalo estrecho de 36.15 a 36.65. Al igual que la temperatura del agua, se detectó un patrón de variación opuesto en relación con el nivel del mar; i.e., la salinidad fue menor durante la pleamar y mayor cerca de la bajamar. En general, la salinidad fue mayor en el fondo que en la superficie. El pH (fig. 4c), como típicamente sucede en aguas costeras, presentó un intervalo de variación pequeño durante el ciclo mareal (8.05-8.35); sin embargo, el pH fue mínimo a las 7:00 y cerca de la bajamar (~11:00) y máximo durante la pleamar, siguiendo el mismo patrón de variación que el de oxígeno disuelto (fig. 4d). También se observó una disminución en el pH con la profundidad y la máxima diferencia a lo largo de la columna de agua de casi 0.1 se registró a las 7:00. El oxígeno disuelto varió de 7.20 a 9.75 mg L^-1, lo que corresponde a una saturación de 88-122%. La variabilidad temporal de oxígeno disuelto fue similar a la variación de la altura de marea. Los valores más bajos se registraron en el primer periodo de la mañana hasta la bajamar (7:00-10:00) y los más altos a media tarde (17:00) correspondiendo a la pleamar.

Las concentraciones de nutrientes medidas durante el ciclo mareal (fig. 5a-c) pueden considerarse bajas para este periodo del año, y no se observaron diferencias significativas (P > 0.05) entre los tres niveles seleccionados. De los compuestos de nitrógeno, en general el amonio resultó por debajo del límite de detección (<0.1 µM; no se muestra), mientras que las concentraciones de nitrato + nitrito y fosfato fueron menores que 0.25 µM. El silicato presentó concentraciones más altas, entre 0.35 y 2.50 µM. Los tres nutrientes presentaron tendencias temporales de variación similares, con una relación inversa con la altura de marea; i.e., las máximas concentraciones se registraron cerca de la bajamar y las mínimas durante la pleamar. Estos datos también identifican al nitrógeno como nutriente limitante, con una razón N:P (intervalo: 0.3-6.6) menor que la razón de Redfield (N:P = 16). Estas concentraciones bajas tienen que estar relacionadas con la concentración relativamente alta de clorofila a (fig. 5d).

Las concentraciones de clorofila a (fig. 5d) no fueron homogéneas en la columna de agua durante el ciclo mareal y, por consiguiente, se observaron diferencias significativas (P < 0.05), en particular entre 10:00 y 17:00. El intervalo total de clorofila a fue de 0.1 a 6.2 mg m^-3. Aunque los valores fueron relativamente bajos durante las primeras horas de muestreo (7:00-11:00), éstos incrementaron notablemente durante el reflujo entre 14:00 y 18:00 (4-6 mg m^-3). Es interesante mencionar que en este periodo los valores incrementaron de la superficie al fondo. Después de las 18:00, la concentración se redujo a valores similares a los registrados entre 10:00 y 12:00. La tendencia general de variación temporal siguió la de oxígeno disuelto (fig. 4d), así como la de la altura de marea, en el periodo después de bajamar (11:00). Los mayores valores de clorofila a pueden considerarse altos. Para entender cómo las aguas costeras adyacentes afectan los intercambios de clorofila a y nutrientes a través de la bocana de Ancão, se analizaron imágenes satelitales de la costa sur de Portugal. Una imagen compuesta de clorofila a de la semana anterior al estudio (fig. 6a) muestra que los valores para la costa adyacente de la laguna de Ría Formosa son altos (>3 mg m^-3). Imágenes de la temperatura superficial del mar (fig. 6b) para el mismo periodo también muestran la presencia de un evento de afloramiento en la costa sur de Portugal. En la zona costera, la temperatura del agua fue menor (~1-2 °C) que mar adentro. Los vientos registrados del 15 al 30 de abril, a pesar de ser relativamente débiles (<10 m s^-1, fig. 7), fueron predominantemente del oeste, la dirección más favorable para el desarrollo de eventos de afloramiento en la costa sur de Portugal, con una orientación de O-E. Debido a un periodo corto de relajación de vientos y de vientos no favorables para el afloramiento (del este), es posible que entre el 22 y 24 de abril (fig. 7) se promovió un mayor crecimiento de fitoplancton. Por lo tanto, la concentración de clorofila a durante este estudio puede ser mayor que los valores promedio de la semana anterior, en condiciones de mayor forzamiento de los vientos (fig. 6a).

Transporte neto de nutrientes y clorofila a

Los transportes netos de nutrientes y clorofila a estimados para el ciclo mareal se resumen en la tabla 1. Esta tabla muestra una importación de nitrato + nitrito (~4 kg), fosfato (16 kg) y clorofila a (23 kg) del océano a la laguna y una exportación de silicato (51 kg) de la laguna al océano por la bocana de Ancão. Debido a la importación de fitoplancton, las concentraciones de nitrógeno y fósforo fueron bajas (casi agotadas). Esto último asociado con una importación neta de agua resultó en un importe de estos nutrientes; sin embargo, representa una fuente de silicato para el océano adyacente según lo indica la exportación estimada.

 

DISCUSIÓN

Las lagunas costeras son ecosistemas dinámicos y variables asociadas con procesos hidrodinámicos que incluyen el forzamiento por vientos y otros factores atmosféricos, las mareas y la variabilidad espaciotemporal natural de los procesos físicos, químicos, biológicos y geológicos de las aguas limítrofes. Se ha observado que ecosistemas costeros con diferentes condiciones hidrodinámicas responden de manera diferente a cambios ambientales.

En cuanto a los valores de descarga, el prisma de marea residual o transporte neto de agua obtenido es igual a -3.28 x 10⁶ m³, lo que indica una entrada o importación de agua del océano a la laguna a través de la bocana de Ancão durante un ciclo completo de marea viva. El transporte neto registrado muestra una dirección opuesta a la encontrada en otros estudios realizados en el mismo lugar y en las mismas condiciones de marea (marea viva), tales como el estudio llevado a cabo por Salles (2001) en 1999, el de Pacheco et al. (2010) en 2004 y el de los propios autores en 2007 (datos no publicados), así como por el modelo de circulación hidrodinámica (modelo ELCIRC) aplicado por Dias et al. (2009) al estudio de Salles (2001). Los resultados de estos autores muestran velocidades similares, a pesar de registrar el transporte neto en dirección opuesta. No obstante, un estudio realizado por Pacheco et al. (2010) en 2006, en el mismo sitio, pero en condiciones de marea muerta, muestra un transporte neto de agua del océano a la laguna, en concordancia con lo observado en el presente trabajo. Como se mencionó en la Introducción, los intercambios de agua dependen de la posición y configuración morfológica de las bocanas (Dias et al. 2009) y es bien conocido que esta bocana está migrando hacia el este (90 m año^-1, Pacheco et al. 2010).

Las características químicas del agua en la bocana de Ancão pueden ser bastante variables, como también se ha observado para las otras bocanas de la laguna de Ría Formosa que no sólo son impactadas por la amplitud de la marea, sino también por los forzamientos físicos, las condiciones meteorológicas y los procesos biológicos que se presentan cuando se mezclan masas de agua. Al comparar los datos físicos y químicos del presente trabajo con los obtenidos en junio de 2007 para el mismo sitio en las mismas condiciones de marea, se observa que la temperatura fue menor y que la salinidad y el oxígeno disuelto fueron mayores, pero que el intervalo de pH fue similar. Con respecto a la concentración de nutrientes, el orden de magnitud fue similar pero en el presente trabajo los valores más altos fueron menores que en junio de 2007. Esto posiblemente esté asociado con las mayores concentraciones de clorofila a durante el reflujo (>2 mg m^-3), lo que ocasiona un rápido consumo biológico de los nutrientes.

Nuestros datos no pueden ser comparados directamente con los resultados históricos para las otras bocanas de la laguna de Ría Formosa (Falcão y Vale 2003, Newton y Mudge 2005) ya que las muestras sólo fueron recolectadas en pleamar y bajamar (intervalo de muestreo reducido) durante mareas vivas y muertas. Además, los datos se recolectaron hace 20-25 años cuando las condiciones lagunares eran diferentes. No obstante, sí se puede comparar el orden de magnitud de los parámetros medidos. Las mayores diferencias se observan en lo que respecta a las concentraciones de nutrientes, las cuales fueron consistentemente más altas que los valores del presente trabajo. Esta diferencia se puede asociar principalmente con la reducción en el uso de fertilizantes agrícolas y la implementación de plantas de tratamiento de aguas residuales (Loureiro et al. 2006). Además, considerando estos dos estudios, las concentraciones de clorofila a también fueron menores que los registrados en el presente trabajo. Más recientemente, en 2002 se realizó un estudio en la misma bocana en condiciones de marea viva, tomando muestras de agua sólo en pleamar y bajamar (Loureiro et al. 2006). Las concentraciones de nutrientes obtenidas en el presente trabajo generalmente fueron menores mientras que la clorofila a fue mayor.

Por último, estos datos se comparan con los resultados obtenidos para el estuario de Aveiro en la costa noroccidental de Portugal (Lopes et al. 2007), aunque por ser un sistema estuarino y no una laguna costera no es posible realizar una comparación directa. La comparación se realiza sólo con las muestras de agua recolectadas durante tanto la pleamar como la bajamar a finales de la primavera de 2001. Las principales diferencias entre los datos son los menores valores de salinidad y, por consiguiente, la mayor concentración de nutrientes y menor concentración de clorofila a en este sistema estuarino que en la bocana de Ancão.

La variabilidad en la respuesta de la biomasa fitoplanctónica a los nutrientes es un proceso complejo. Por ende, es muy important entender los procesos físicos que controlan tal respuesta ya que la susceptibilidad de los ecosistemas costeros al enriquecimiento de nutrientes es influenciada fuertemente por procesos físicos y meteorológicos.

Este estudio representa un esfuerzo para entender mejor los efectos de las mareas y los intercambios entre la laguna y el océano adyacente a través de la bocana de Ancão cuando la amplitud de la marea es máxima (~3 m, en condiciones de marea viva), en condiciones meteorológicas, físicas, químicas y biológicas de primavera. A pesar de ser una de las bocanas más pequeñas de la laguna de Ría Formosa, es de esperar que durante las mareas vivas se incrementan aún más los intercambios a través de ésta. Si se entienden los procesos y la variabilidad de las masas de agua en la bocana de Ancão entonces será posible predecir los mayores intercambios que se producen a través de las bocanas principales de este sistema lagunar y así contribuir al conocimiento de los intercambios en el sistema global.

Los valores de temperatura, salinidad, pH y oxígeno disuelto inmediatamente mostraron que esta pequeña bocana presenta gran variabilidad dinámica y está bien mezclada, sin presentar estratificación y ninguna contribución de agua dulce. En consecuencia, la amplitud de la distribución vertical de estos parámetros es limitada a pesar de la presencia de una señal de marea durante el estudio. La temperatura del agua aumentó de forma más evidente durante la bajamar que la pleamar debido al incremento en el volumen de agua. La salinidad también fue mayor alrededor de la bajamar, mostrando la influencia de una mayor tasa de evaporación dentro de la laguna que en el océano adyacente. El oxígeno disuelto (~90-120% de saturación) indicó que la masa de agua se encontraba bien oxigenada. Los valores más bajos se registraron en la mañana coincidiendo con el periodo del final del reflujo, lo cual indica que durante este periodo la tasa de respiración fue mayor en el sistema lgunar que en el océano adyacente. Este resultado concuerda con los valores mínimos de pH alcanzados a esta hora del día. Los valores máximos de oxígeno disuelto, alcanzando la supersaturación, se registraron al final de la tarde, cuando aumentó la fotosíntesis. Al mismo tiempo, se presentó un aumento en la concentración de clorofila a y el pH. Además, este periodo correspondió al reflujo, lo que indica que la renovación de agua promovió la oxigenación del agua que pasa por la bocana de Ancão.

El patrón de incremento/decremento de la concentración de nutrientes durante el reflujo/flujo muestra la fuerte influencia de la marea en la bocana de Ancão asociada con la dilución y mezcla del agua oceánica. Las bajas concentraciones registradas para los tres nutrientes debe estar asociada con la concentración relativamente alta de clorofila a, lo que muestra que el fitoplancton consume los nutrientes, especialmente durante el periodo de mayor estabilidad (relajación del viento, fig. 7) después de las dos semanas de vientos favorables para la presencia de afloramientos en la costa sur de Portugal (fig. 6a-b). Es importante mencionar que los valores de clorofila a, de 4 a 6.2 mg m^-3, pueden considerarse altas y típicas de eventos de afloramientos algales que inician en marzo (Wooster et al. 1976). De hecho, los valores registrados en las inmediaciones de las bocanas y en los canales principales de la laguna de Ría Formosa tienden a ser <2 mg m^-3 (Moita 2001, Falcão y Vale 2003, Barbosa 2006, Loureiro et al. 2006). Se han registrado valores cercanos a 6 mg m^-3 en el cabo de São Vicente y cerca de Faro durante eventos de afloramiento (Moita 2001).

La señal de marea también fue evidente en el caso de los valores de clorofila a; sin embargo, ya que el fitoplancton migra verticalmente, la concentración no fue homogénea en la columna de agua durante el ciclo mareal. Es interesante notar que en la tarde (14:00-16:00) los valores incrementaron de la superficie al fondo debido a una mayor radiación solar. La tendencia general de la variación temporal de clorofila a siguió la del oxígeno disuelto, ya que el fitoplancton juega un papel importante en la producción de oxígeno disuelto durante la fotosíntesis.

Puesto que la concentración de clorofila a en la zona costera fue alta y se observó una importación neta de agua (fig. 3 c), era de esperarse que sucediera una importación de clorofila a al sistema lagunar durante el estudio. Esto fue confirmado por los valores de transporte neto estimados (23 kg, tabla 1). Falcão y Vale (2003) también encontraron que, en condiciones de marea viva, existe una importación de clorofila a hacia la laguna. De hecho, el valor estimado es importante en cuanto a que es una orden de magnitud mayor que la estimada para el ciclo de marea viva en 2007. Por lo tanto, la concentración de nutrientes registrada, particularmente en el caso de nitrato (el nutriente que se consume con mayor rapidez), se encuentra en el límite inferior del intervalo de concentraciones comúnmente registrado para aguas oceánicas costeras (Benoliel 1985, Falcão y Vale 2003, Newton y Mudge 2005), proporcionando una razón N:P muy baja, como ya se ha documentado para la parte occidental de la laguna de Ría Formosa (Loureiro et al. 2006). La importación neta de nitrato (~4 kg, tabla 1) y fosfato (16 kg, tabla 1) y la exportación de silicato (51 kg, tabla 1) en condiciones de marea viva ya se han documentado para las bocanas del sistema lagunar por Falcão y Vale (2003), así como por Newton y Mudge (2005) para formas de nitrógeno en abril. Se ha asociado la exportación de silicato con los intercambios entre el sedimento y la columna de agua derivadas en condiciones de marea viva. Este hecho indica que la laguna de Ría Formosa puede servir como fuente de silicato para las aguas costeras adyacentes y que las principales especies de fitoplancton dentro de la laguna no agotaron el silicato, lo cual podría ser cierto en aguas costeras. Se encontraron concentraciones de clorofila altas en la zona costera adyacente a la laguna (fig. 6a) y se sabe que las diatomeas son el principal grupo de fitoplancton asociado a los afloramientos (Abrantes y Moita 1999, Silva et al. 2009). En condiciones de marea viva en el sistema de Ría Formosa, las diatomeas han sido identificadas como el grupo principal (Loureiro et al. 2006). Se ha observado que después de un evento de afloramiento, las concentraciones de silicato pueden ser casi agotadas en la superficie (<1 µM) en la costa sur y suroeste de Portugal (Moita 2001, Cravo et al. 2010, respectivamente). Con base en los valores medidos en la bocana de Ancão, se esperaría un intercambio de mayores cantidades de nutrientes y clorofila a entre las seis bocanas del sistema de Ría Formosa. Las condiciones analizadas durante este estudio muestran que la bocana de Ancão es dominada por una importación del océano. Los resultados dependen de la configuración de las bocanas inter-conectadas a través de un sistema complejo de canales de marea. Este sistema es muy inestable, con periodos cortos de variaciones morfodinámicas y, en consecuencia, la clausura y apertura natural de bocanas debido a las condiciones extremas del clima invernal. Considerando que la laguna de Ría Formosa es altamente productiva en ciertas condiciones meteorológicas, físicas, químicas y biológicas, puede exportar material al océano adyacente a través de varias bocanas, lo cual incrementa la productividad de estas aguas, como ya lo han indicado varios autores (Moita 2001, Falcão y Vale 2003, Newton y Mudge 2005).

 

CONCLUSIONES

Los resultados confirman que las características químicas de las bocanas de Ría Formosa son influenciadas no sólo por la amplitud de la marea sino también por forzamientos físicos, incluyendo el viento, y por los procesos biológicos que se presentan en la frontera entre las masas de agua.

En este estudio de un ciclo de marea viva realizada en la primavera se mostró la importación de agua a través de la bocana de Ancão, con una importante contribución al complejo sistema de seis bocanas. Las concentraciones de clorofila a fueron altas (máximo de ~6 mg m^-3) y las de nutrientes bajas. Se observó una importación de clorofila a, nitrato y fosfato a la laguna, mientras que el silicato fue el único nutriente que se exportó del sistema.

Los datos únicamente son representativos de las condiciones analizadas y las conclusiones no pueden ser generalizadas. Puesto que este sistema es inestable y variable en el tiempo, los datos pueden cambiar ya sea debido a alteraciones morfodinámicas de la bocana o a la mezcla de las masas de agua por procesos oceanográficos. Para un mejor entendimiento de los transportes netos en la bocana de Ancão y la laguna de Ría Formosa en su conjunto se realizarán estudios adicionales y similares en un futuro próximo con un enfoque tanto espacial como estacional.

 

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue parcialmente apoyado por el Centro de Investigaciones Marinas y Ambientales (CIMA, Portugal). Los autores agradecen a las autoridades marítimas portuguesas, en especial al comandante G Marques-Ferreira, el haber proporcionado el barco para el estudio, así como a Ó Ferreira el haber prestado el ADCM que se usó para medir las corrientes en la sección transversal durante un ciclo completo de marea.

 

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NOTA

* Descargar versión bilingüe (Inglés-Español) en formato PDF.

Traducido al español por Christine Harris.