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Ecosistemas y recursos agropecuarios

On-line version ISSN 2007-901XPrint version ISSN 2007-9028

Ecosistemas y recur. agropecuarios vol.6 n.17 Villahermosa May./Aug. 2019

http://dx.doi.org/10.19136/era.a6n17.1827 

Artículo científico

Humedales en dolina del norte de Quintana Roo, México: ecosistemas poco conocidos

Sinkhole wetlands of the north of Quintana Roo, Mexico: ecosystems barely known

Eduardo Cejudo1  * 
http://orcid.org/0000-0002-5779-517X

K. Geraldine Herrera-Caamal1 

1Centro de Investigación Científica de Yucatán A.C. Unidad de Ciencias del Agua. Calle 8, No. 39, Mz. 29, CP. 77500. Cancún, Quintana Roo, México

RESUMEN:

Los humedales son los ecosistemas más productivos y amenazados del mundo. Si se encuentran en regiones donde domina la roca caliza se denominan humedales cársticos, un tipo de este humedal son los humedales en dolina. El objetivo del estudio fue caracterizar humedales en dolina del Norte de Quintana Roo, México. Se usaron descriptores de microtopografía, parámetros edáficos, fisicoquímica del agua y biomasa arbórea. Los resultados indican que los humedales en dolina son unidades primarias tipo P/b/h, sistema Palustre, subsistema depresión, clase estacional a intermitentemente inundado, forma ovoide o redonda con vegetación dominada por árboles tolerantes a la inundación en fondo rocoso con sustrato no consolidado. Se encontró mineralización de la materia orgánica, suelo con alta capacidad de retención de agua y elevado contenido de calcio y sílice. La biomasa se estimó entre 0.01 y 0.30 kg de carbono por árbol.

Palabras clave: Clasificación; fisicoquímica; microtopografía; suelo; volumen maderable

ABSTRACT:

Wetlands are the most productive ecosystems in the world, yet the most endangered. The wetlands established in limestone-dominated areas are referred to as karstic wetlands; a special type of karstic wetlands are sinkhole wetlands. The objective of this study was to characterize sinkhole wetlands of the north of the state of Quintana Roo, Mexico. We used descriptors of the micro-relief, edaphic parameters, water chemistry and tree standing biomass. The results show that sinkhole wetlands are primary units of the type P/b/h, swamp depressions from seasonally to intermittently flooded, shape from round to ovoid, dominated by trees tolerant to flooding, established on rocky bottoms with unconsolidated sediments. Surface and interstitial water measurements suggest mineralization of organic matter, soil with high water retention capacity and elevated calcium and silica. Estimated tree standing median biomass was from 0.01 to 0.3 kg of carbon per tree.

Keywords: Classification; physicochemistry; micro-relief; soil; timber volume

Introducción

Los humedales se encuentran entre los eco sistemas más productivos y benéficos del planeta (Cronk y Mitsch 1994, MEA 2005), pero son los más amenazados por la pérdida de superficie y actividades humanas (Ramsar 2015). En estos ecosistemas la biota y los procesos fisicoquímicos del suelo están adaptados a la inundación temporal o permanente, y tienen algunos de los servicios ecosistémicos más importantes (Mitsch y Gosselink 2007). Proporcionan agua en cantidad adecuada y calidad, mantienen biodiversidad, regulan disturbios, almacenan carbono, regulan gases atmosféricos y son sitios de recreación, entre otros (Costanza et al. 2014, Mitsch et al. 2015). En México, se han decretado 142 humedales de importancia internacional, que com prenden 8.6 millones de hectáreas (Ramsar 2018); no obstante, se excluyen humedales urbanos y de poca extensión superficial (Serran y Creed 2016). En zonas de alto desarrollo urbano, el valor por unidad de superficie de algunos humedales aumenta debido al uso de suelo urbano, además son sitios importantes para reducir o amortiguar inundaciones, mejorar la calidad del agua y proveen espacios de recreación (Mitsch y Gosselink 2000).

Los humedales cársticos se encuentran en regiones donde domina roca caliza con procesos de disolución que incrementan la porosidad y permeabilidad de la roca con fisuras, fracturas y conductos de disolución (Kresic 2013). En México, los humedales cársticos más conocidos son los petenes (Beltram 2016) y en menor proporción los bajos inundables y sabanas (Palacio Aponte et al. 2002). Los humedales en dolina, conocidos como cenotes, corchales o aguadas, son geoformas generadas por la disolución de roca que causa co lapso de la misma, formando oquedades cónicas o de caverna, exponiendo el agua subterránea a la atmósfera (Gutiérrez et al. 2007, Torrescano-Valle y Folan 2015).

La Península de Yucatán cuenta con una gran superficie ocupada por depresiones cársticas donde se pueden establecer humedales en dolina (Aguilar et al. 2016). Los humedales en dolina de regiones templadas han sido estudiados (Watson et al. 1990), pero en México son poco conocidos y posiblemente uno de los menos conservados (MEA 2005, Zhou y Beck 2005). Los humedales en dolina dependen del agua subterránea, pueden alterarse al modificar el régimen hidrológico local o regional (Rohde et al. 2017), por ello su caracterización hidrogeomorfológica genera información para entender la dinámica, estructura y funcionamiento (Loheide y Booth 2011, Noe et al. 2013). Los humedales de la región hidrológica Yucatán norte son prioritarios, pero los humedales en dolina tienen nulo reconocimiento en el Inventario Nacional de Humedales (CONAGUA 2013). Por lo anterior, el objetivo fue caracterizar los humedales en dolina del norte Quintana Roo para conocer sus características hidrogeomorfológicas básicas.

Materiales y métodos

Área de estudio

El área de estudio se localiza en la zona norte del estado de Quintana Roo, México, en los municipios de Benito Juárez y Puerto Morelos. El clima es cálido subhúmedo con lluvias en verano (Aw), temperatura media anual de 26 °C; precipitación anual de 1 229 mm con lluvias abundantes de junio a octubre (INEGI 2016). El relieve es una llanura conformada por una secuencia de sedimentos calcáreos de origen marino del Terciario reciente, con secciones de reciente emergencia del agua donde afloran sedimentos del Cuaternario (INEGI 2016). Los suelos dominantes son rendzinas y litosoles (INEGI 2016). Se estudiaron cinco humedales en dolina: un humedal rural y cuatro urbanos de mayo a octubre de 2017 (Figura 1). El humedal en dolina de la zona rural se encuentra a 4.5 km al norte de Leona Vicario, municipio de Puerto Morelos conocido como El Corchal; mientras que los humedales urbanos se encuentran dentro de la ciudad de Cancún, municipio de Benito Juárez, conocidos como LC34, Hondonada, La Piedra y La Horquilla.

Figura 1: Localización de los humedales en dolina en estudio. Los humedales urbanos se localizan dentro de la ciudad de Cancún y el humedal de zona rural en la localidad de Leona Vicario. 

Microtopografía

La microtopografía de los humedales se midió por nivelación del relieve con un cuadro de aluminio de 1 m2 unido a un brazo móvil con un nivel de burbuja para determinar la diferencia en altura de un transepto, desde la parte elevada hasta la parte más baja del terreno. Se eligió un transepto radial del humedal, comenzando en el exterior y terminando en la parte de mayor inundación, debido a que los humedales en dolina presentan una circunferencia redonda o elíptica. La nivelación se realizó con respecto al terreno de mayor elevación y no con respecto al nivel del mar. En todos los casos, se registró la inundación promedio del humedal en cen tímetros entre los meses de mayo y octubre de 2017.

Fisicoquímica del agua

Los parámetros físicoquímicos de agua superficial e intersticial se midieron en cinco puntos de cada sitio de estudio. La temperatura (°C), pH, conductividad eléctrica (mS cm-1) y contenido de solidos disueltos totales (g L-1) se midió con una sonda Hanna® Temp/pH/EC/TDS (HI98129); mientras que el potencial de óxido reducción (mv) con una sonda Hanna® ORP/PH H198121. Las sondas se calibraron en campo con soluciones buffer y estándares de calibración. Se colectaron cinco muestras de agua para análisis de nutrientes en los mismos puntos donde se evaluaron los parámetros fisico- químicos. El agua superficial se colectó de forma directa, y el agua intersticial a 15 cm de profundidad del suelo con una manguera de tubo de cobre perforado de 1/2 pulgada, conectada a una bomba peristáltica manual. Las muestras de agua se filtraron con un filtro de nitrocelulosa Pall® de 0.45 µm de tamaño de poro y se conservaron en frío (aproximadamente 4oC) en botellas de polietileno de alta densidad Nalgene® de 60 ml. En el laboratorio de Fisicoquímicos de la Unidad de Ciencias del Agua del CICY se cuantificaron nitritos, amonio, ortofosfatos y nitratos con métodos espectrofotométricos en un espectrofotómetro UV-Vis Eppendorf BioSpectrometer®. Los nitritos se cuantificaron con modificaciones del método de Strickland y Parsons (1972), usando tres mililitros de volumen de muestra y adaptando el rango de operación de 0.01 a 0.50 mg N-NO2 - L-1. El ion amonio (NH4 +) se cuantificó con el método del salicilato (Bower y HolmHansen 1980) con rango de 0.01 a 2.00 mg N-NH4 + L-1. Los ortofosfatos (PO4 -3) se cuantificaron con el método 365.3 de la USEPA (1978) con rango de 0.01 a 1.20 mg P-PO4 -3 L-1. Se analizaron nitratos con la cuantificación rápida APHA 4500-NO3 - (APHA 2000). Las muestras que tuvieron valor de corrección por interferencia de materia orgánica superior al 10% de la absorbancia no se reportan. Se analizaron los datos con una prueba ANOVA para detectar diferencias entre el origen de agua (superficial e intersticial) y humedales con el programa SPSS 13.0.

Parámetros edáficos

Los parámetros edáficos se midieron en los mismos sitios de toma de muestra de agua, con la metodología de Campos-Cascaredo y Moreno-Casasola (2009). El cilindro de PVC usado para obtener núcleos de suelo fue de 5 cm de diámetro y 2 cm de altura (39.3 cm3). Después de secar a 60 oC por 24 h, se determinó el contenido gravimétrico del agua ω (g agua g-1 suelo), densidad aparente Da (g cm-3), contenido volumétrico de agua θ (cm3 cm-3), porosidad P y saturación S (%) con las ecuaciones de la Tabla 1. Los datos se analizaron con el programa SPSS 13.0, aplicando la prueba ANOVA y la prueba post-hoc de Tukey (HSD, α = 0.05). En sub-muestras de suelo seco de cada humedal, se realizó un análisis cualitativo de elementos por espectroscopia de rayos X (EDS) en un microscopio electrónico de barrido (MEB), para detectar la presencia de Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca y Fe. El soporte de las muestras fue una Double-Sided Carbon Tape (Electron Microscopy Sciences®) por lo que el C y O se detectaron en la misma proporción en todas las muestras por lo que se eliminaron del análisis. Las condiciones del MEB para la adquisición de espectros fue de 35o elevación de adquisición de espectro; 20.00 kv de aceleración, resolución mayor de 49 ev, con conteo /variable de espectros. Los valores expresan el porcentaje de cada elemento respecto al total de la muestra.

Tabla 1: Ecuaciones para medir los parámetros edáficos de suelo de humedales (Campos-Cascaredo y Moreno-Casasola 2009). 

Parámetro edáfico Ecuación Descripción
Contenido gravimétrico del agua ω=Ph-PsPs P h = peso del suelo húmedo; P s = peso del suelo seco.
Densidad aparente Dα=MV M = peso del suelo seco; V = volumen del cilindro (39.3 cm3).
Contenido volumétrico del agua θ=ω x DaDw ω = contenido gravimétrico del agua; D a = densidad aparente; D w =densidad del agua (1 g cm-3).
Porosidad P=1-DaDr D a = densidad aparente; D r = densidad real del suelo (≈2.54 g cm-3)
Grado de saturación S=θP θ = contenido volumétrico de agua; P =porosidad.

Biomasa arbórea

Se midió la circunferencia de entre 15 y 30 árboles con tronco mayor a 10 cm de circunferencia en cada humedal para calcular el volumen maderable con la fórmula de Smalian modificada, V = (DAP2)x(π)x(0.4)x(h), donde: DAP es el diámetro a la altura del pecho (1.3 m) y h la altura total del árbol. Obtenido el estimado de volumen maderable, se aplicó el método propuesto por la Alabama Forestry Comission para estimar la biomasa total aplicando un factor de conversión promedio de volumen maderable a biomasa de 1.19; después se obtuvo la biomasa en toneladas para luego estimar los kilogramos equivalentes de carbono por árbol con el factor de conversión de 0.5 de peso comparable de carbono en biomasa.

Resultados

Microtopografía

Los humedales en dolina son depresiones de redondas a elípticas con roca expuesta y suelo poco o nada desarrollado, pendiente variable y en ocasiones paredes de roca vertical. Con entre 3.0 y 4.5 m de profundidad con respecto al terreno, inundación variable de 3.0 a 3.7 m de profundidad (Figura 2).

Figura 2: Perfil microtopográfico de los humedales en dolina del norte de Quintana Roo. Las líneas punteadas representan la mínima y la máxima profundidad registrada. Los puntos en color negro sólido indican el inicio de la zona inundada en cada sitio. 

Fisicoquímica del agua

El análisis fisicoquímico del agua se muestra en la Tabla 2. Se observa que el agua intersticial tiene pH menor (F = 8.08, p = 0.007) y conductividad eléctrica mayor que el agua superficial (F = 29.38, p < 0.001). Los sólidos disueltos totales fueron diferentes entre el agua superficial e intersticial (F = 27.62, p < 0.001). De acuerdo al potencial de óxido-reducción medido, las condiciones del agua son moderadamente reductoras, sin diferencia entre el agua superficial e intersticial. Los resultados del análisis de nitritos, amonio y ortofosfatos muestran que los nitritos estuvieron por debajo del límite de detección (menor a 0.01 mg N-NO2- L-1); mientras que el amonio se detectó en todas las muestras (F = 7.71, p = 0.01). La menor concentración de amonio se cuantificó en el humedal LC34, seguido de la Piedra y Leona Vicario, con las mayores concentraciones en la Hondonada y la Horquilla (p < 0.05). Los ortofosfatos se midieron en concentraciones mayores a 0.2 mg P-PO4 -3 L-1 y no se encontraron diferencias entre los valores cuantificados entre agua superficial e intersticial. No se reportan los nitratos debido a que la corrección por interferencia de materia orgánica fue mayor al 10% de la lectura, por lo que no se consideran confiables.

Tabla 2: Parámetros fisicoquímicos medidos en agua superficial (S) e intersticial (I, a 15 cm de profundidad) en humedales en dolina del norte de Quintana Roo. 

Localidad Origen agua Temp (°C) pH CE(mS cm-1) SDT(mg L-1) ORP (mV) Inund(cm) mgN-NO2 - L-1 mgN-NH4 + L-1 mgP-PO4 3-L-1
Leona Vicario S 27.2 ± 0.60 7.3 ± 0.20 0.80 ± 0.13 0.40 ± 0.06 70.8 ± 55.50 7.8 ± 5.10 n.d. 0.40 ± 0.30 0.18 ± 0.02
I 27.3 ± 0.40 6.6 ± 0.10 1.30 ± 0.37 0.67 ± 0.18 79.8 ± 61.20 n.d 0.36 ± 0.37 0.62 ± 0.35
LC 34 S 27.2 ± 0.30 7.1 ± 0.30 0.28 ± 0.02 0.14 ± 0.01 30.2 ± 65.60 18.0 ± 5.40 0.03 ± 0.01 0.04 ± 0.03 n.c.
I 27.8 ± 0.30 6.9 ± 0.10 1.60 ± 0.81 0.59 ± 0.30 -36.1 ± 29.20 n.d. 0.07 ± 0.05 n.c.
Hondada S 28.5 ± 0.20 7.5 ± 0.20 0.53 ± 0.01 0.27 ± 0.01 0.7 ± 98.40 10.2 ± 1.00 0.02 ± 0.01 1.17 ± 0.01 0.75 ± 0.14
I 28.4 ± 0.30 7.3 ± 0.30 1.36 ± 0.70 0.68 ± 0.34 -68.0 ± 18.70 0.01 ± 0.01 0.42 ± 0.33 0.67 ± 0.01
La Piedra S 27.1 ± 0.30 6.9 ± 0.50 0.64 ± 0.02 0.32 ± 0.01 41.3 ±198.10 12.0 ± 3.60 0.13 ± 0.06 0.12 ± 0.06 0.22 ± 0.10
I 27.4 ± 0.40 6.8 ± 0.20 1.75 ± 0.85 0.87 ± 0.42 -38.0 ± 50.20 0.12 ± 0.1 0.17 ± 0.02 0.64 ± 0.34
La Horquilla S 24.5 ± 0.60 7.1 ± 0.60 0.48 ± 0.10 0.24 ± 0.04 119.6 ± 95.80 13.0 ± 2.00 n.d. 0.41 ± 0.07 0.99 ± 0.78
I 24.8 ± 1.00 7.0 ± 0.20 1.09 ± 0.49 0.54 ± 0.29 -7.6 ± 41.70 n.d. 1.10 ± 0.52 0.69 ± 0.76

Promedio ± desviación estándar (n=5). C.E. Conductividad eléctrica, SDT-Sólidos Disueltos Totales, ORP-Potencial de óxido-reducción. Inund- profundidad de inundación. n.d. - debajo del límite de detección; n.c.- no cuantificado.

Parámetros edáficos

El suelo de los humedales en dolina siempre estuvo saturado, los parámetros edáficos sugieren que los suelos son hidromorfos con alta capacidad de retención de agua y porosidad, con saturación mayor al 70%. Con excepción del contenido gravimétrico, el resto de los parámetros fueron diferentes entre sitios (Tabla 3). El análisis por espectroscopia de rayos X (EDS) de la fracción mineral del suelo mostró que el elemento más abundante en los humedales urbanos fue el calcio (53.8 a 87.5%); mientras que en el humedal de la zona rural los mayores componentes fueron sílice (36.4%) y aluminio (24.4%). El fósforo y azufre solo se detectaron en un humedal urbano (LC 34) y el hierro fue mayor en el humedal rural (19.8%, Tabla 4). Las fotografías de microscopio electrónico de barrido muestran la textura de grano y la distribución de partículas en el suelo de los humedales (Figura 3).

Tabla 3: Parámetros edáficos medidos en suelo de humedales en dolina del norte de Quintana Roo. 

Localidad ω (gr gr-1) Da (g cm-3) θ (cm3 cm-3) P (%) S (%)
Leona Vicario 2.3 ± 0.09 0.31 ± 0.13b 0.81 ± 0.15ª 88 ± 50a 1.15 ± 0.04ab
LC 34 1.96 ± 0.95 0.41 ± 0.24b 0.60 ± 0.07b 84 ± 90a 0.73 ± 0.15b
Hondonada 1.35 ± 0.63 0.77 ± 0.30ab 0.86 ± 0.18ab 69 ± 12a 1.3 ± 0.42ab
La Piedra 1.94 ± 1.00 0.44 ± 0.17b 0.69 ± 0.12ab 82 ± 80a 0.84 ± 0.08ab
La Horquilla 0.45 ±0.20 1.36 ± 0.35a 0.55 ± 0.10b 34 ± 11b 1.7 ± 0.58a

Promedio ± desviación estándar (n=5). Las letras indican diferencias entre muestras (Tukey HSD α=0.05).

Tabla 4: Análisis elemental por espectroscopia de rayos X (EDS) de la fracción mineral del suelo de humedales en dolina del norte de Quintana Roo. 

Humedal
Elemento Leona Vicario LC 34 La Hondonada La Horquilla La Piedra
Mg (%) 1.40 -- 2.40 1.50 5.60
Al (%) 24.40 14.90 14.90 4.60 8.00
Si (%) 36.40 16.60 23.50 5.40 12.80
P (%) -- 3.50 -- -- --
S (%) -- 2.00 -- -- --
Cl (%) -- -- -- -- 4.00
K (%) 0.90 -- 1.10 -- --
Ca (%) 17.20 63.00 53.80 87.50 67.00
Fe (%) 19.80 -- 4.20 1.00 2.60

Figura 3: Fotografías de microscopio electrónico de barrido (MEB) de muestras de suelos de los humedales. 

Biomasa arbórea

Se estimó la biomasa arbórea como el equivalente en kilogramos de carbono por árbol a partir del volumen maderable de los árboles medidos en cada humedal. La biomasa arbórea es diferente entre sitio, con entre 0.01 y 0.30 kg de carbono por árbol (Figura 4). Se observaron valores atípicos en los humedales urbanos LC34 (6.90 kg C) y La Horquilla (1.9 kg C) que corresponden con árboles de gran fuste del género Ficus. Se observó la presencia de especies del genero Ficus, zapote (Manilkara zapota), palma chit (Thrinax radiata), palma guano (Sabal mexicana), almendro (Terminalia catapa) y Anona glabra en los humedales de Benito Juárez; mientras que el humedal El Corchal es monotípico dominado por Anona glabra.

Figura 4: Biomasa arbórea (kg C) por árbol estimada en humedales en dolina del norte de Quintana Roo. 

Clasificación de los humedales en dolina

De acuerdo con la clasificación de humedales de la CONAGUA, los humedales en dolina del norte de Quintana Roo son sistemas palustres en depresión con régimen de estacional a intermitentemente inundado y saturación permanente, siendo unidades primarias tipo P/b/h. Al utilizar los descriptores de escala 1:20 000, los humedales son depresiones húmedas en clima cálido tipo leptoescala (1 100 a 2 800 m2 de superficie), de forma ovoide o redonda, con organización interna de vegetación de zoniforme a gradiforme, dominadas por formaciones arbóreas y presencia de herbáceas emergentes. El sustrato de los humedales es fondo rocoso con secciones de fondo no consolidado. En los humedales LC34, La Piedra, La Horquilla y Hondonada el uso de suelo predominante de los alrededores es urbano. Mientras que el humedal de Leona Vicario es propiedad ejidal con uso forestal y pequeñas parcelas agrícolas.

Discusión

La fisiografía de la península de Yucatán tiene variación microtopográfica que permite el establecimiento de humedales en dolinas (Bautista-Zuñiga et al. 2002). Con los perfiles microtopográficos se verificó la forma ovalada a redonda de la dolina, profundidad entre 3 y 4 m con respecto al terreno, el declive de las paredes puede ser con pendiente suave o abrupta. Debido a que los muestreos se realizaron en la época de secas (mayo) y en lluvias (octubre) se observó que la temporalidad y profundidad de inundación es variable con suelo siempre saturado; lo que define la cobertura vegetal domi nante, las condiciones del suelo y el tipo de humedal (Moreno-Casasola et al. 2012, CONAGUA 2013). Los humedales en dolina ocupan superficies menores de 0.5 ha, rodeados de tierras elevadas, lo que los convierte en humedales aislados (Tiner 2003), pero conectados con otros por aguas subterráneas, por lo que forman parte del sistema hidrológico regional, importantes para la recarga de agua subterránea y la regulación de inundaciones (Wintery LeBaugh 2003).

El pH ligeramente ácido, los sólidos disueltos totales y la conductividad eléctrica mayor en el agua intersticial comparada con el agua superficial, sugieren que el agua de poro contiene mayor cantidad de sólidos disueltos y ácidos orgánicos. La cantidad de sólidos disueltos totales es similar a lo reportado en agua de pozos de extracción de la ciudad de Cancún (CONAGUA 2018), lo que indica que el agua subterránea es la fuente de agua que abastece a los humedales en dolina. La temperatura del agua superficial varió con respecto a la densidad de la cobertura vegetal y penetración de luz solar. A pesar de la poca oscilación en la temperatura del agua, es posible que estas variaciones tengan influencia en la tasa y velocidad de las reacciones químicas que ocurren en el suelo, e influyan en la actividad biológica y las condiciones de oxidación-reducción del suelo y agua (Seybold et al. 2002). El potencial de óxido-reducción del agua superficial e intersticial fue de moderadamente reductor a reductor, por lo que se espera que domine el metabolismo microbiano facultativo (Falkowski et al. 2008). El potencial de óxido-reducción menor a cero y cercano a - 100 mv ha sido descrito en humedales riparios (Seybold et al. 2002) y humedales arbóreos del Golfo de México (Moreno-Casasola et al. 2012). En éstas condiciones de óxido-reducción, Drake et al. (2009) mencionan que varios procesos anaerobios pueden ocurrir de manera simultánea debido a la alta disponibilidad de materia orgánica, por lo que se espera que los humedales en dolina tengan elevadas concentraciones de amonio que no es completamente oxidado. Las condiciones reductoras del agua ayudan a explicar la detección del ion amonio de todas las muestras, con mayor concentración en el agua intersticial, lo que se puede deber a la continua mineralización de materia orgánica y menor oxidación del amonio por la baja tensión de oxígeno. Los nitritos estuvieron por debajo del límite de detección (0.01 mg N-NO2 - L-1), posiblemente debido a lenta oxidación del amonio, o reducción a otros compuestos nitrogenados (Van-Cleemput y Samater 1996), ser aceptor de electrones (Ettwig et al. 2010) o posible oxidación anaerobia de amonio (Zhu et al. 2010). Debido a que no se pudieron medir los nitratos, no se sabe si se están acumulando o hay desnitrificación. Al respecto, Marton et al. (2015) proponen entender la biogeo-química de los humedales en dolina con las especies disueltas de nitrógeno, ya que son reactores biogeo-químicos del paisaje con importancia para la calidad del agua.

El fósforo comúnmente se encuentra en complejos minerales y se precipita en condiciones de abundante calcita (Shenker et al. 2005, Mitsch y Gosselink 2007), por lo que se encuentra en mayor concentración en la matriz mineral y no se espera la concentración de ortofosfatos observada en el agua (mayor a 0.2 mg P-PO4 -3 L-1). El fósforo puede ser disuelto en condiciones reductoras (Shenker et al. 2005) y quedar libre en solución, lo que puede estar ocurriendo en los humedales en dolina. Debido a que los resultados provienen de un muestreo por estación (secas y lluvias), es necesario monitorear las condiciones de oxidación-reducción del suelo y agua para comprender la biogeoquímica de éstos ecosistemas.

De acuerdo con el contenido gravimétrico y volumétrico, y el porcentaje de saturación de suelos usados como indicadores de contenido de humedad, todos los humedales tienen alta capacidad de retención de agua. Los humedales urbanos tuvieron mayor densidad aparente comparada con los humedales de zona rural, posiblemente por la compactación por las actividades humanas. El humedal urbano La Horquilla tuvo los valores más bajos de contenido de agua y porosidad, además de mayor densidad aparente. Éste sitio es un parque municipal donde se realizan actividades recreativas. El sitio tiene dos estanques que funcionan como almacén de drenaje pluvial; por lo que en temporada de lluvias, el nivel freático se eleva y el agua subterránea se mezcla con el agua pluvial colectada en los estanques, siendo una potencial entrada de nutrientes al humedal. De acuerdo con Bautista et al. (2011) las geoformas de tipo fluvio-palustre comúnmente tienen suelos tipos Gleysol, Histosol, Leptosol y Solonchack; los dos primeros en humedales por los procesos de ausencia de oxígeno y alto contenido de materia orgánica. El análisis de la fracción mineral del suelo muestra que el calcio es el mineral más abundante en los humedales en dolina, lo que se relaciona con el origen de la matriz rocosa, dominada por calcitas, dolomías y coquina (Perry et al. 2002). El magnesio es otro elemento común en roca sedimentaria de la península de Yucatán (Perry et al. 2002), pero se encontró solo en cuatro humedales.

Los humedales urbanos tuvieron mayor contenido de calcio y el rural la mayor fracción de sílice. Lo que no se esperaba, debido a que la roca dominante en la región es caliza. Pero es posible que la alta proporción de sílice se deba a intemperización de roca. Estudios previos reportan que el sílice es un indicador de origen terrestre de agua subterránea (Hernández-Terrones et al. 2011). Otro mineral es el aluminio, elemento importante que en suelos con condiciones de acidez pueden generar la especie tóxica Al+3, de alta movilidad en el ambiente (Muñoz-Sánchez et al. 2015). El contenido de hierro, potasio, fósforo y cloro fue variable por sitio, lo que puede indicar la mineralogía e interacción agua-roca (Perry et al. 2002).

Los humedales urbanos estuvieron dominados por especies del género Ficus, Manilkara zapota, Terminalia catapa y la palma Thrinax radiata. El humedal rural Leona Vicario es monotípico dominado por Anona glabra, la biomasa arbórea comúnmente fue menor de 0.30 kg de carbono por árbol, con mayor variabilidad en el humedal urbano LC34. Estudios en humedales tropicales cársticos reportan que la mayor reserva de carbono no necesariamente se encuentra en la biomasa, sino en el suelo (Adame et al. 2013). Es importante mencionar que la mayor parte de las mediciones se completaron en los arboles establecidos en la porción de menor inundación, menos de 30 cm de profundidad, por lo que no se conoce el volumen maderable de los árboles que están en la zona profunda o en las zonas de sedimento menos consolidado y de difícil acceso. Los humedales en dolina son unidades de paisaje distinguibles por la saturación de suelo y la vegetación dominante. Proveen los servicios ecosistémicos de amortiguamiento de inundaciones, recarga del acuífero, y mejoran la calidad de agua y de recreación. Al ser ecosistemas geográficamente aislados, pero hidrológicamente conectados dentro de una zona urbana, pueden ser sitios importantes de movilización de solutos y dispersión de contaminantes.

Conclusiones

Los humedales son geoformas ovoides o redondas de entre 3 y 4 m de profundidad, superficie menor a 0.50 ha dominada por vegetación arbórea, estacional a intermitentemente inundado y de sustrato rocoso con secciones de sedimento no consolidado del tipo P/b/h. El agua tuvo condiciones reductoras, con presencia de amonio y ortofosfatos en concentración mayor a 0.2 mg N L-1 y 0.2 mg P L-1; con suelos hidromorfos de alta capacidad de retención de agua, porosidad y saturación mayor a 70%, elevado contenido de calcio, sílice y aluminio. La biomasa arbórea oscila entre 0.01 y 0.30 kg de carbono por árbol.

Agradecimientos

Al Ayuntamiento de Benito Juárez, Quintana Roo por el permiso (DGE/DPA/2748/2017); a la Comisaría Ejidal de Leona Vicario, Municipio de Puerto Morelos por el acceso al sitio El Corchal. A la IQ Silvia B. Andrade Canto por los análisis de espectroscopia de rayos X e imágenes del Microscopio Electrónico de Barrido del CICY. A la Quim. Daniela Ortega e Ing. Amb. Irainit Valencia por su apoyo en laboratorio.

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Received: May 07, 2018; Accepted: January 18, 2019

*Autor de correspondencia: eduardo.cejudo@cicy.mx

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