Evaluating fish assemblages associated with gas platforms: Evidence from a visual census technique and experimental fishing surveys**
F Andaloro1, L Castriota1, M Ferraro2, T Romeo3, G Sarà4, P Consoli3*
1 ISPRA, c/o Residence Marbela, Via Salvatore Puglisi 9, 98143 Palermo, Italy.
2 ENI Div. Exploration and Production, Servizio AMTE, Via Emilia 1, 20097 San Donato Milanese, Milano, Italy.
3 Dept. of Ecology, University of Palermo, Via delle Scienze, Ed. 16, I–90128 Palermo, Italy.
]]> 4 ISPRA, Laboratory of Milazzo, Via dei Mille 44, 98057 Milazzo, Messina, Italy.
* Corresponding author.
E–mail: pierpaoloconsoli@hotmail.com
Received February 2010
Accepted September 2010
RESUMEN
Se estudiaron, por primera vez, las comunidades de peces asociadas con plataformas extractivas mediante muestreos pesqueros tradicionales (red de enmalle de fondo) y una técnica de censos visuales submarinos para determinar la eficacia e identificar las fortalezas y debilidades de los dos métodos. El estudio se realizó durante tres estaciones del año en dos plataformas gaseras marinas (Eleonora y Squalo C) localizadas en el Mar Adriático central. Los dos métodos registraron una cantidad similar de especies ícticas, aunque solamente ocho especies en común, suministrando información complementaria y un buen cálculo de la riqueza total de las especies ícticas (39) asociadas con las plataformas gaseras. El uso de técnicas inovadoras, como los censos visuales submarinos, para explorar el interior de las plataformas permitió el censo de varias especies criptobentónicas, generalmente Blennidae (8 especies), que no se habían registrado en estudios anteriores. Aunque con los dos métodos se logró detectar la variabilidad temporal, sólo los censos visuales distinguieron los cambios espaciales entre las plataformas, demostrando así la calidad de la información científica suministrada. Este método inovador para estudiar la biodiversidad parece ser altamente reproducible y apropiado para observar la diversidad de peces en hábitats artificiales y complejos como lo son las plataformas gaseras.
]]> Palabras clave: Mar Adriático, comunidad de peces, plataformas gaseras, muestreo pesquero, censos visuales.
ABSTRACT
Fish assemblages associated with extractive platforms were surveyed, for the first time, using traditional fishing surveys (bottom gill net) and an underwater visual census (UVC) technique in order to test the effectiveness and to identify strengths and weaknesses of both methods. The study was carried out during three seasons at two offshore gas platforms (Eleonora and Squalo C) located in the central Adriatic Sea. Both methods recorded a similar number of fish species although with only eight species in common, thus supplying complementary information and a good estimate of the total fish species richness (39) associated with these gas platforms. The use of innovative techniques, such as UVC, to explore the inner part of the platforms, allowed the censusing of several cryptobenthic species, mostly Blennidae (8 species), never recorded during previous studies. Even if both methods were able to detect temporal variability, only the UVC technique was able to highlight spatial changes between platforms, demonstrating their high efficiency regarding the quality of the scientific information supplied. The innovative method of studying biodiversity presented in this study appears to be highly reproducible and suitable for monitoring fish diversity in artificial and very complex habitats like gas platforms.
Key words: Adriatic Sea, fish assemblage, gas platforms, fishing survey, visual census.
INTRODUCCIÓN
La extracción de combustibles fósiles de campos mar adentro ha aumentado rápidamente en las últimas décadas, convirtiéndose en la principal actividad en la explotación de los recursos minerales marinos. Como principal consecuencia, han proliferado miles de plataformas costa afuera en los océanos del mundo y probablemente se instalarán muchos más en el futuro (Pulsipher y Daniel 2000). Por tal razón, la comprensión del papel que juegan en los ecosistemas marinos adquiere cada vez mayor importancia a nivel mundial. La distribución y abundancia de las comunidades de peces asociadas con plataformas gaseras y petroleras se han estudiado en regiones como el sur de California, el Golfo de México, la costa occidental de África y el Mar del Norte. En estas áreas se encontró evidencia de que las plataformas mar adentro promueven la agrupación de peces que de otra manera se encontrarían dispersos en zonas más amplias del océano (Hastings et al. 1976; Olsen y Valdemarsen 1977; Valdemarsen 1979; Gallaway et al. 1981; Gerlotto et al. 1989; Stanley y Wilson 1990, 1991, 1997, 1998, 2000; Bull y Kendall 1994; Love et al. 1999; Jergensen et al. 2002; Lekkeborg et al. 2002). Ya que estas estructuras se extienden a lo largo de la columna de agua, no sólo afectan a los peces demersales, sino también a las especies pelágicas que son atraidas ya sea por la naturaleza sólida, de tipo arrecifal, de las estructuras o por los organismos más pequeños que buscan alimento en el área (Gallaway y Lewbel 1982).
Hasta ahora, la evaluación de la diversidad íctica asociada con plataformas extractivas se ha realizado principalmente mediante métodos destructivos, como las artes de pesca (Bombace et al. 1999; Fabi et al. 2002, 2004; Lekkeborg et al. 2002), y métodos conservativos, como los muestreos hidroacústicos (Stanley y Wilson 2000, Jergensen et al. 2002, Soldal et al. 2002), videos tomados desde vehículos operados por control remoto (Cripps y Aabel 1995, Aabel et al. 1997) o sumergibles (Love et al. 2000, 2005, 2006). En contraste, rara vez se han empleado las técnicas de censos visuales submarinos con equipo autónomo (Carlisle et al. 1964, Rilov y Benayahu 2000, Consoli et al. 2007).
En este contexto, el objetivo principal de este estudio fue combinar censos visuales submarinos y muestreos pesqueros experimentales a fin de obtener información complementaria y determinar la eficacia de tales métodos para describir las comunidades de peces asociadas con plataformas gaseras. Es importante enfatizar que ambos métodos no son directamente comparables ya que son totalmente distintos y se realizaron durante diferentes momentos del día y a diferentes profundidades; por lo tanto, se discuten las ventajas y desventajas de ambos métodos.
]]>MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
El estudio se llevó a cabo en dos plataformas gaseras, Eleonora y Squalo C, localizadas en el Mar Adriático central (Mar Mediterráneo), alrededor de 17 km de la costa de Pescara, Italia (fig. 1). La primera es una plataforma de ocho postes y la segunda una plataforma de cuatro postes. Ambas plataformas yacen sobre un fondo arenoso y lodoso a profundidades de 59 y 80 m, respectivamente, y están fijas al fondo del mar mediante postes de concreto o acero, los cuales se conectan por un armazón de barras cruzadas.
Métodos de muestreo
Durante el verano de 2005, el otoño de 2005 y la primavera de 2006, se evaluaron las comunidades de peces mediante muestreos pesqueros experimentales y la técnica de censos visuales submarinos.
En los muestreos pesqueros experimentales, los peces se recolectaron dentro de un radio de 50 m de las dos plataformas con una red de enmalle de monofilamento (400 m de largo, 6 m de alto, 34 mm de luz de malla). La red, anclada cerca del fondo, se colocaba al anochecer y se recogía al amanecer (~12 h). Se realizaron dos réplicas por temporada en cada plataforma, para un total de 12 recolecciones durante todo el periodo de estudio para ambas plataformas.
Los censos visuales se realizaron mediante buceo con equipo autónomo alrededor de unidades horizontales (6 m de altura y con un radio de 3 m de la superficie del pilar) a profundidades de 0 a 18 m. En cada plataforma se realizaron 12 réplicas por temporada en pilares seleccionados de forma aleatoria para un total de 72 censos durante todo el periodo de estudio para ambas plataformas.
]]> De entre las diferentes técnicas de censos visuales se escogió el método de conteo de puntos móviles. Este método, específicamente diseñado para plataformas mar adentro (Rilov y Benayahu 2000), fue éxitosamente probado por Consoli et al. (2007), ya que es particularmente favorable para estudiar especies estrictamente asociadas con pilares de plataformas y para detectar especies bentónicas y crípticas. Para los conteos, los buzos primero registraban los peces más conspicuos y fácilmente identificables dentro de 3 m de los pilares, y posteriormente nadaban muy cerca de cada pilar para contar las especies criptobentónicas. La abundancia de peces se estimó contando especímenes individuales hasta un máximo de 10 individuos, y usando clases de abundancia (11–30, 31–50, 51–100, 101–200, 201–500, >500 en el caso de cardúmenes). Este sistema redujo el error normalmente encontrado en un análisis de un amplio intervalo de abundancias, asegurando la homogeneidad de varianza después de la transformación logarítmica de los datos (Frontier 1986, Guidetti et al. 2003).Análisis de datos
Para evaluar la suficiencia de las muestras para cada técnica, se utilizó el método estadístico no paramétrico propuesto por Chao et al. (2009). Tal método usa el estimador no paramétrico de riqueza asintótica Chao2, el cual se basa en las frecuencias de especies poco comunes en los datos originales de muestreo:
donde Sest es la riqueza de especies asintótica estimada, Sobs es la riqueza de especies observada, es el número de muestras recolectadas, Q1 es el número de especies representadas por exactamente una muestra ("únicas") y Q2 es el número de especies representadas por exactamente dos muestras ("duplicadas"). El número adicional de muestras necesarias para alcanzar el estimador asintótico Chao2 es igual a m = tx*, donde x* es la solución de la siguiente ecuación:
Para alcanzar una fracción g (incluyendo 100%, 95% y 90%) deSestpara los datos basados en la muestra, el número necesario de muestras adicionales es:
Para verificar la existencia de diferencias en la comunidad de peces en cuanto a la variabilidad temporal y espacial, se realizó un análisis de varianza multivariado de dos vías con base en permutaciones (PERMANOVA, Anderson 2001) para cada grupo de datos (muestreos pesqueros y censos visuales). Para ambos grupos de datos, se empleó un análisis de varianza multivariado para detectar diferencias entre estaciones del año (tres niveles, fijos) y plataformas (dos niveles, fijos). El análisis se basó en distancias de Gower, bajo 4999 permutaciones. También se realizó un análisis permutacional de la dispersión multivariada (PERMDISP, Anderson 2004) para detectar diferencias en dispersión dentro de cada grupo. Previo a los análisis, los datos fueron transformados a log(x+1) para reducir el peso de las categorías abundantes e incrementar el de las menos comunes. En vista de que los dos métodos se implementaron a diferentes profundidades, los datos se analizaron por separado.
]]> RESULTADOS
En total, se registraron 45 especies de peces mediante los muestreos pesqueros y los censos visuales submarinos en ambas plataformas gaseras (Eleonora y Squalo C). Se registró un número total de especies comparable (riqueza total de especies) para los muestreos pesqueros (28 taxones pertenecientes a 19 familias) y los censos visuales (29 taxones pertenecientes a 12 familias), aunque sólo se encontraron ocho especies en común (tabla 1). En los conteos visuales, las familias Blennidae y Sparidae fueron las más representativas, con ocho especies cada una.
En cuanto a la suficiencia de las muestras para cada método (tabla 2), 12 muestreos pesqueros recolectaron 92% (28 especies) del número total de especies estimado (30 especies), lo cual significa que se necesitarían dos muestras adicionales para alcanzar 95% (g = 0.95) de Sest. Por otro lado, 72 censos visuales detectaron sólo 88% del número total de especies estimado, por lo que se necesitarían 13 muestras adicionales para detectar 95% (g = 0.95) de Sest.
Para ambos métodos, el PERMANOVA demostró que las comunidades de peces difirieron entre las temporadas de muestreo. La comunidad de peces detectada mediante conteos visuales fue diferente en función del factor "plataforma" (tabla 3). El PERMDISP no mostró dispersión significativa para ambos métodos según los factores "plataforma" y "temporada" (tabla 4).
DISCUSIÓN
Este estudio permitió identificar las fortalezas y las debilidades tanto de los muestreos pesqueros como de los censos visuales submarinos como herramientas para estudiar la diversidad íctica y las comunidades de peces asociadas con plataformas gaseras mar adentro.
El método estadístico no paramétrico propuesto por Chao et al. (2009) mostró que los muestreos pesqueros detectaron 92% de la diversidad íctica estimada, mientras que los censos visuales sólo pudieron detectar 88%, a pesar de que el número de muestreos pesqueros y censos visuales realizados fue diferente (12 y 72, respectivamente).
Tal resultado se puede atribuir a la selectividad del arte de pesca; de hecho, es bien conocido que las redes de enmalle y trasmallo son lo suficientemente selectivas y que 12 muestreos pesqueros son suficientes para detectar la mayoría de la diversidad íctica. Por otro lado, se requieren 72 censos visuales para obtener una estimación razonable de la riqueza de especies. No obstante, ambos métodos registraron un número similar de especies de peces, de los cuales sólo ocho fueron comunes, proporcionando así información complementaria y un buen cálculo de la riqueza total de especies ícticas (39) asociadas con plataformas gaseras. En particular, el uso de técnicas inovadoras como los conteos visuales para explorar la parte interior de las plataformas, permitió censar varias especies que no habían sido registradas en estudios anteriores realizados en la misma zona (Bombace et al. 1999; Fabi et al. 2002, 2004). La mayoría de esas especies (27% del número total de especies registradas mediante censos visuales) pertenecen a la categoría de especies cripto–bentónicas, principalmente de la familia Blennidae (ocho especies), las cuales viven muy cerca de estructuras duras de las plataformas probablemente por razones tanto tróficas como reproductivas. Tal comportamiento de estas especies concuerda con otras observaciones que indican que estos peces normalmente se esconden entre las estructuras internas de las plataformas y evaden la captura debido a su tamaño pequeño y a la dificultad de posicionar las artes de pesca pasiva (Bombace et al. 1999; Fabi et al. 2002, 2004) cerca de los pilares (Soldal et al. 2002).
]]> Aunque ambos métodos lograron detectar la variabilidad temporal, sólo los conteos visuales pudieron distinguir los cambios espaciales entre plataformas; sin embargo, las técnicas de censos visuales submarinos presentan ciertas desventajas. La profundidad, temperatura y transparencia del agua, así como las corrientes y el tiempo limitado en el fondo pueden afectar las operaciones de buceo (tabla 5). En particular, el observador generalmente dispone de tiempo limitado y los datos recolectados no se pueden revisar. Algunos factores relacionados con los observadores pueden afectar la localización e identificación de especies in situ. Además, la presencia del buzo puede afectar considerablemente el comportamiento de algunas especies. No obstante, los censos visuales también presentan varias ventajas en comparación con los muestreos pesqueros usando redes. Como ya se mencionó, la detección eficaz de peces bentónicos que se refugian dentro de arrecifes sólo es posible mediante observaciones in situ. Además, el método de censos visuales empleado (conteo de puntos móviles) es adecuado para recolectar datos tanto cualitativos (diversidad, composición y distribución espacial de especies) como cuantitativos (densidad y estructura de tallas); de hecho, el tamaño del área muestreada se conoce y establece antes del censo. La razón del número de individuos censados por área muestreada permite cuantificar la densidad de especies. El uso de artes de pesca estáticos, tal como redes fijas, también permite obtener datos cualitativos y cuantitativos, pero no permite calcular la superficie (o volumen) del área muestreada. Por tanto, debido a los datos complementarios que proporcionan, podría ser ventajoso emplear de forma conjunta técnicas de censos visuales y de muestreo directo, especialmente cuando se pretende caracterizar toda la comunidad de peces (Relini et al. 1995).
El método inovador para estudiar la biodiversidad que se presenta en este estudio parece ser altamente reproducible y adecuado para monitorear la diversidad íctica en hábitats complejos y artificiales como lo son las plataformas gaseras. La evaluación de la biodiversidad en estos lugares tan complejos representa un reto en el futuro cercano, y un método confiable podría influenciar la investigación internacional en este campo. Estas técnicas son muy específicas, de rentabilidad efectiva y lo suficientemente económicas para que los grupos de investigación puedan obtener datos precisos así como repetibles. En conclusión, tales consideraciones podrían bajar los costos de futuros muestreos cuyo objetivo es estudiar las comunidades de peces asociadas con plataformas extractivas.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen W Mentesana quien dirigió las operaciones submarinas, así como FM Passarelli, G Scotti, E Azzurro, E Mostarda, U Scacco, M Dalú, V Esposito y P Battaglia su asistencia técnica.
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*English translation by Christine Harris.
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