Diversidad íctica asociada con plataformas gaseras: Evaluación de dos técnicas de censos visuales
Fish diversity associated with gas platforms: Evaluation of two underwater visual census techniques
P Consoli1,2*, E Azzurro1, G Sarà3, M Ferraro4, F Andaloro1
1 ICRAM, Central Institute for Research Applied to the Sea, Via dei Mille 44, 98057 Milazzo (Me), Italy. *E-mail: pierpaoloconsoli@hotmail.com.
2 Department of Animal Biology and Marine Ecology, University of Messina, Salita Sperone 31, 98100 Messina, Italy.
]]> 3 Department of Animal Biology, University of Palermo, Via Archirafi 18, 90123 Palermo, Italy.4 ENI S.p.a., EandP Division, Italy.
Recibido en septiembre de 2006;
Aceptado en marzo de 2007
Resumen
Se estudiaron las comunidades ícticas asociadas con plataformas extractivas mediante dos técnicas de censos visuales submarinos: transectos y conteos de puntos móviles. Los datos se tomaron a cuatro profundidades en tres diferentes plataformas situadas en el Mar Jónico (Crotone, Italia). Se registraron un total de 25 especies de peces pertenecientes a 12 familias. Se observaron diferencias significativas entre ambos métodos de muestreo y las profundidades en cuanto a la estructura de la comunidad íctica, la riqueza de especies y la abundancia de peces. El promedio de peces registrado con el método de transectos siempre fue mayor que el registrado mediante puntos móviles, mientras que lo contrario sucedió para las abundancias medias. Las especies gregarias como Boops boops, Chromis chromis, Anthias anthias y Oblada melanura fueron las que más contribuyeron a las diferencias en la estructura poblacional. Ambas técnicas permitieron observar especies que no son comúnmente capturadas con artes de pesca. Cuando se utilizan las dos técnicas, éstas proporcionan información complementaria con respecto a las comunidades ícticas estrictamente asociadas con las estructuras de las plataformas.
Palabras clave: técnicas de censos visuales, plataformas extractivas, comunidades de peces, diversidad.
]]> Abstract
Fish assemblages associated with offshore platforms were surveyed using two underwater visual census techniques: strip transects and mobile point counts. Data were collected from four depth ranges at three platforms off Crotone, Italy (Ionian Sea). A total of 25 fish species belonging to 12 families were recorded for the three platforms. Significant differences between sampling methods and depth were observed in the fish assemblage structure, species richness and fish abundance. The mean number of species recorded with the strip transect method was always greater than that obtained with mobile point counts, whilst the opposite pattern was observed for mean abundances. Gregarious species such as Boops boops, Chromis chromis, Anthias anthias and Oblada melanura were responsible for most of the differences in the assemblage structure. According to our results, both methods allowed us to observe species that are not usually caught by means of fishing gear. When both census techniques are used, they provide complementary information about the fish assemblages strictly associated with the platform structures.
Key words: visual census methods, gas platforms, fish assemblage, diversity.
Inroducción
La estructura de las comunidades de peces asociadas con estructuras artificiales mar adentro ha sido estudiada en varias regiones como el Mar del Norte, el Golfo de México, el sur de California y la costa occidental de África. En estas áreas se encontró evidencia de que las plataformas de extracción mar adentro promueven la acumulación de peces que de otra forma estarían dispersos en amplias extensiones de agua (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; Jorgensen et al. 2002; Lokkeborg et al. 2002). En vista de 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 investigación sobre la biodiversidad íctica asociada con plataformas se ha llevado a cabo principalmente mediante estudios pesqueros (Bombace et al. 1999; Fabi et al. 2002, 2004; Lokkeborg et al. 2002), estudios hidroacústicos (Stanley y Wilson 2000, Jorgensen et al. 2002, Soldal et al. 2002), videos tomados desde vehículos operados por control remoto (ROVs) (Cripps y Aabel 1995, Aabel et al. 1997) o sumergibles (Love et al. 2000, 2005, 2006). Sin embargo, las técnicas de censos visuales submarinos con equipo autónomo (SCUBA) no han sido empleadas frecuentemente para evaluar la diversidad íctica asociada con las plataformas petroleras y gaseras (Carlisle et al. 1964, Rilov y Benayahu 2000). Tampoco se han realizado comparaciones entre las técnicas de censos visuales usados en estos hábitats particulares, las cuales pueden ser particularmente útiles ya que métodos tradicionales, como los estudios pesqueros, no proporcionan información sobre los peces asociados estrictamente con las plataformas.
En las últimas décadas, los censos visuales submarinos han sido ampliamente adoptados para estimar la densidad de peces arrecifales (La Mesa y Vacchi 2004 y referencias ahí citadas, Fariña et al. 2005, Méndez et al. 2006). Estos métodos normalmente son rápidos y económicos, no destructivos y pueden implementarse de varias formas, aunque los más comúnmente utilizados son los transectos y conteos de puntos móviles (La Mesa y Vacchi 2004 y referencias ahí citadas). Varían en su implementación y protocolo para permitir la recolección de datos tanto cualitativos como cuantitativos bajo diferentes condiciones ambientales y objetivos de estudio sobre la composición de especies, abundancia y biomasa de peces (La Mesa y Vacchi 2004 y referencias ahí citadas). De hecho, se han desarrollado técnicas ligeramente modificadas de observación in situ para estudiar peces asociados con arrecifes artificiales (Relini et al. 1994, D'Anna et al. 1999a) y otros hábitats artificiales tales como dispositivos para la agregación de peces (Andaloro et al. 2002, Sinopoli et al. 2003).
Como parte de un programa de investigación más amplio, este estudio tiene como objetivo determinar un método óptimo de censos visuales submarinos para evaluar la diversidad de peces asociada con las plataformas gaseras mar adentro. Se probaron dos métodos mediante buceo con equipo autónomo: el transecto, comúnmente usado en hábitats naturales, y el conteo de puntos móviles, diseñado específicamente para estructuras artificiales verticales (plataformas extractivas) por Rilov y Benayahu (2000).
]]> Material y métodos
Área de estudio
Se estudiaron tres plataformas gaseras localizadas a diferentes distancias de la costa de Crotone, Italia (Mar Jónico, Mediterráneo central; fig. 1). Las plataformas Luna A y Luna B se encuentran a 6.1 y 6.5 km de la costa, y a profundidades de 70 y 90 m, respectivamente, mientras que la plataforma Hera Lacinia se localiza a 1.8 km de la costa, a una profundidad de 27 m. Estas plataformas están fijas al fondo del mar mediante postes de concreto o acero, los cuales se conectan por un armazón de barras cruzadas.
Recolección de datos y diseño experimental
El estudio se realizó en junio de 2004, dentro del marco de un proyecto cuyo propósito es estimar la influencia de las plataformas gaseras en las comunidades de peces (mediante diferentes métodos, incluyendo estudios pesqueros clásicos, ROVs y sensores remotos). El muestreo se llevó a cabo a lo largo de dos días para prevenir sesgos temporales y bajo excelentes condiciones de clima (i.e., vientos y corrientes de baja intensidad, y alta transparencia del agua). En cada plataforma, se realizaron censos visuales mediante buceo con equipo autónomo en cuatro intervalos de profundidad (0-3, 4-7, 15-18 y 21-24 m), con tres réplicas cada uno. Los datos se registraron en tableros de PVC. La abundancia de peces se estimó usando una escala basada en un factor de progresión geométrica de aproximadamente dos (1, 2-5, 6-10, 11-30, 31-50, 51-100, 101-200, 201-500, >500), y la densidad de peces se estimó considerando el punto medio de cada clase de abundancia (Harmelin-Vivien et al. 1985). Se emplearon dos métodos diferentes de censos visuales submarinos: transecto y conteo de puntos móviles.
En el primer método se registraron las especies de peces a lo largo de un transecto horizontal (25 m de largo × 5 m de ancho × 3 m de alto = 375 m3) a lo largo de la estructura sumergida de la plataforma. Para los censos se extendió una cinta métrica a una velocidad consante de 3-4 m min-1 (Harmelin-Vivien et al. 1985).
En el segundo método se dividió el pilar en unidades horizontales de 3 m de altura de acuerdo con los niveles batimétricos mencionados anteriormente. El buzo, nadando alrededor de cada unidad, censaba instantáneamente todos los peces observados hasta 3 m del pilar (1 m en diámetro). El espacio potencial para peces fue considerado como un cilindro hueco imaginario obtenido por un cilindro de 3.5 m de radio y 3 m de altura (volumen = 115 m3) menos el volumen del pilar de la misma altura (2 m3) (Rilov y Benayahu 1998, 2000). Estos cálculos arrojaron un espacio total disponible de 113 m3 alrededor del pilar.
Análisis de datos
]]> Los datos se analizaron mediante métodos estadísticos univariados y multivariados. Puesto que los volúmenes de agua estudiados con los dos métodos eran diferentes (volumen del transecto = 375 m3; volumen de los puntos móviles = 113 m3), los datos de abundancia obtenidos por medio de conteos de puntos móviles fueron estandarizados al volumen máximo (375 m3) para permitir la comparación de ambos métodos. A fin de estimar las diferencias entre los métodos de muestreo y las profundidades en la estructura poblacional de peces, se realizó un escalamiento multidimensional no métrico (NMDS, Kruskal y Wish 1978) usando la medida de similitud de Bray-Curtis (Bray y Curtis 1957). Los datos fueron transformados a log (x + 1) para que cada especie contribuyera equitativamente a cada análisis (Clarke 1993). Se llevaron a cabo pruebas formales de significancia para las diferencias entre métodos y profundidades mediante un análisis de similitud de dos vías (ANOSIM, Clarke 1993), mientras que se utilizó el análisis de similitud porcentual (SIMPER, Clarke 1993) para identificar la contribución de cada especie a las disimilitudes entre los métodos y las profundidades.Las diferencias en la riqueza de especies y la densidad total entre métodos de muestreo y profundidades fueron analizadas mediante un análisis de varianza de dos vías (Underwood 1981). Método y profundidad fueron considerados los factores fijos y ortogonales. Se probó la homogeneidad de varianzas con la prueba de Leven y, cuando era necesario, se transformaron los datos a ln(x +1). En los casos donde las transformaciones no resultaron en varianzas homogéneas, se utilizó a = 0.01 para compensar por la mayor probabilidad de un error tipo I (Underwood 1997). Se realizaron comparaciones múltiples post hoc usando la prueba de Student-Newman-Keuls (SNK).
Resultados
Composición de la fauna íctica
En total se registraron 25 especies de peces pertenecientes a 12 familias en las tres plataformas (22 especies en Luna A, 7 en Luna B y 13 en Hera Lacinia) (tabla 1). No se identificaron Gobius spp. y Trachurus spp. a nivel de especie por ser difícil su determinación específica a partir de una observación visual directa. Las familias con el mayor número de especies fueron Sparidae (nueve especies) y Serranidae (cinco especies). Sólo se registraron cuatro especies comunes a las tres plataformas (Seriola dumerili, Thalassoma pavo, Chromis chromis y Oblada melanura). Las especies más abundantes fueron Anthias anthias, C. chromis, Boops boops, Spicara smaris y Trachurus spp., con una densidad media (juntando las tres plataformas) de 4.2 a 37.7 individuos por 375 m3. Estas especies corresponden a 89% de los individuos registrados en las tres plataformas.
Comparación de los métodos de muestreo y las profundidades
En relación con el método de muestreo, sólo se observaron diferencias significativas en la estructura de la comunidad íctica en las plataformas Luna A y Luna B (ANOSIM, tabla 2) y se puede observar cierta separación en las gráficas de NMDS, especialmente para Luna B y Hera Lacinia (fig. 2). Los valores de tensión (0.09-0.14) indican que las similitudes están representadas adecuadamente por las distancias en el plano.
Las especies C. chromis, A. anthias, O. melanura, S. smaris y T. pavo contribuyeron a la mayoría de las disimilitudes entre los métodos y las profundidades (tabla 3). En cuanto a la profundidad, la especie más abundante en las profundidades 1 y 2 resultó ser C. chromis, mientras que en las profundidades 2 y 3 lo fue A. anthias.
El promedio de especies registrado con el método del transecto fue, en general, mayor que el obtenido con el conteo de puntos móviles, aunque las diferencias resultaron ser estadísticamente significativas sólo en Luna B y Hera Lacinia (P < 0.01 y P < 0.05, respectivamente; tabla 4, fig. 3). Al contrario, en cada plataforma las densidades ícticas más altas se registraron con el método de puntos móviles. En Luna A, el análisis de varianza indicó diferencias significativas (P < 0.05) entre métodos. En Luna A así como en Luna B, el promedio de especies e individuos por censo varió de forma significativa (P < 0.05) entre profundidades, con los valores mayores en el último intervalo de profundidad, según la prueba SNK.
Discusión
A la fecha, no se han realizado comparaciones entre las técnicas de censos visuales para plataformas petroleras o gaseras. Este estudio, por tanto, compara por primera vez dos métodos diferentes, los transectos y los conteos de puntos móviles, a fin de estimar la biodiversidad íctica asociada con las plataformas gaseras, habiendo sido el segundo diseñado específicamente para uso en éstas mar adentro (Rilov y Benayahu 2000).
Los datos de la literatura sugieren que estos dos métodos de censos visuales son los más utilizados en hábitats rocosos (Vacchi y Tunesi 1993, Francour 1994, Vacchi et al. 1998, García-Charton et al. 2004), y Bortone et al. (1989) y Guidetti et al. (2005) han realizado comparaciones entre ambos en ambientes naturales. Estos autores encontraron que estos métodos dan como resultado comunidades diferentes de peces y que la riqueza de especies resulta mayor cuando la evaluación se lleva a cabo utilizando transectos. Además, según Bortone et al. (1989), los transectos siguen siendo la técnica preferida para los censos cuantitativos de comunidades de peces en ambientes homogéneos. Los puntos estacionarios, sin embargo, deberían utilizarse en hábitats muy heterogéneos o en arrecifes artificiales (frecuentemente constituidos por unidades discretas), donde podrían no ser viables los transectos. De acuerdo con estos estudios, los resultados de este trabajo muestran que los transectos y los conteos de puntos móviles presentan comunidades de peces muy diferentes; de hecho, los primeros parecen ser más adecuados para evaluar la riqueza de especies, como lo indicaron Bortone et al. (1989) y Guidetti et al. (2005), y los segundos para evaluar la abundancia de peces. Las diferencias observadas, según los análisis univariantes y multivariantes, en la riqueza de especies y abundancia entre los métodos de muestreo pueden deberse a la distribución diversa de los peces debajo de las plataformas. Las especies gregarias, especialmente las más abundantes como C. chromis, A. anthias, B. boops y O. melanura, generalmente fueron observadas cerca de los pilares. Los conteos de puntos móviles se limitaron al volumen de agua alrededor de los pilares, permitiendo censar las especies más abundantes, mientras que los transectos se realizaron al azar en un mayor volumen de agua a lo largo de la estructura sumergida de la plataforma, permitiendo censar un mayor número de especies.
Por tanto, ambas técnicas proporcionaron información complementaria sobre las comunidades ícticas asociadas con las plataformas gaseras. Nuestros resultados apoyan la aseveración de D'Anna et al. (1999b), quienes proponen el uso de técnicas mixtas en arrecifes artificales, para así adaptar los censos visuales a cada contexto específico.
La profundidad fue un factor principal que influyó en la estructura de la comunidad íctica en las plataformas gaseras. Las especies planctívoras presentaron un claro patrón de distribución en relación con la profundidad: C. chromis predominó en la capa de profundidad de 0-7 m y A. anthias en la de 15-24 m. Esta observación es apoyada por datos publicados que indican diferentes distribuciones batimétricas para estas dos especies (Louisy 2005). Además, las comunidades encontradas en las capas de profundidad de 0-3 y 4-7 m siempre fueron similares, lo que sugiere la posibilidad de combinar estos niveles de profundidad en estudios futuros.
Desde un punto de vista técnico, los conteos de puntos móviles resultan particularmente adecuados para el análisis de las especies estrictamente asociadas con los pilares, así como para detectar especies bénticas y crípticas. Esta técnica también es eficiente para extrapolar la información sobre el ancho del sustrato (representado por la superficie del pilar) censado durante cada muestreo. Esta información es de gran utilidad para comparar las especies bentónicas asociadas con sustratos diferentes (i.e., sustratos artificiales vs. fondos rocosos naturales; Rilov y Benayahu 2000). Además, la técnica de puntos móviles es más rápida y fácil de aplicar que la de transectos. Históricamente, realizar transectos implica el uso de cuerdas como líneas de referencia, lo cual es lento y potencialmente causa cierto sesgo en la evaluación subsiguiente (Bortone et al. 1989), especialmente en estructuras verticales donde la cuerda no se puede tender sobre el sustrato (com. pers.). Considerando las dificultades técnicas de los censos en los ambientes de plataformas extractivas (gran hidrodinámica, turbiedad del agua, etc.), ésta es una característica que se tiene que tomar en cuenta.
]]> Los transectos y conteos de puntos móviles nos permitieron registrar peces criptobénticos, tales como Parablennius gattoruggine, y nectobénticos, tales como C. chromis y A. anthias, los cuales nunca o pocas veces han sido capturados usando artes de pesca pasivos en estudios previos sobre las comunidades ícticas asociadas con plataformas gaseras en el Mar Adriático (Bombace et al. 1999; Fabi et al. 2002, 2004). Por tanto, las técnicas de censos visuales submarinos proporcionan información complementaria a las técnicas tradicionales y son particularmente útiles para registrar las especies que se asocian estrictamente con las estructuras de plataformas. Una de las limitaciones de estas técnicas, sin embargo, es la profundidad del censo, ya que por debajo de los 40 m, los censos in situ tienen que realizarse usando ROVs, sumergibles pequeños o artes de pesca debido a los problemas relacionados con el buceo autónomo a grandes profundidades (La Mesa y Vacchi 2004). Por esta razón, sugerimos que los estudios sobre las comunidades ícticas asociadas con plataformas petroleras o gaseras no sólo usen técnicas de censos visuales submarinos. En general, cuando se emplean diferentes métodos se puede obtener información complementaria y, consecuentemente, un mejor entendimiento del tema, como lo han mostrado algunos estudios realizados en ambientes naturales, en los cuales se han comparado los censos visuales y otros métodos de muestreo (Gray y Bell 1986, Morize et al. 1990, Harmelin-Vivien y Francour 1992).
Agradecimientos
Agradecemos a KR Clark (Plymouth Marine Laboratory) sus sugerencias valiosas en cuanto a los análisis estadísticos.
Traducido al español por Christine Harris.
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