Antes de las presas: Historia ecológica sobre el delta del Río Colorado, México  

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Karl W. Flessa, David L. Dettman, Bernd R. Schöne, David H. Goodwin, Carlie A. Rodriguez, Sarah K. Noggle

Department of Geosciences, University of Arizona, Tucson, AZ 85721 USA

Miguel A. Téllez-Duarte, Guillermo E. Avila-Serrano

Facultad de Ciencias Marinas, Universidad Autnoma de Baja California, Ensenada, B.C., Mxico

Michael Kowalewski

Department of Geological Sciences, Virginia Tech, Blacksburg, VA  24061 USA

Glenn A. Goodfriend

Department of Geology, George Washington University, Washington, D.C. 20052 USA

Simposio México - Estados Unidos Sobre el Delta del Ro Calorado La Comision International del Limites y Aguas entre México y los Estados Unidos (CILA), la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales de México (SEMARNAT) y el Departamento del Interior de los Estados Unidos (DOI).  Mexicali, Baja California, México, 11-12 de septiembre de 2001.

 

Introducción

          Desde hace varios años el Río Colorado ha dejado de llegar al mar. El flujo del río ha estado regulado por diversas presas en las zonas superiores (río arriba), lo que ocasiona una desviación de un 90% del flujo de agua dulce, que es empleada en la agricultura y el consumo domstico en diversas ciudades de Arizona, Nevada y sur de California. Mediante un tratado internacional a México le pertenece aproximademente el 10% restante del caudal dulceacucola anual. En México, el uso de esta agua es para irrigación y consumo domstico para los estados de Sonora y Baja California. Desde 1960, poca agua dulce ha sido vertida en el Golfo de California, exceptuando algunos años inusualmente humedos (Fig. 1).

          Cuál ha sido el efecto de esta drástica reducción en el flujo de agua dulce en la fauna marina del Delta del Río Colorado? Debido a la carencia de estudios sistemticos en la zona del delta previos a 1998, se utilizaron las conchas de bivalvos para reconstruir las condiciones ambientales, la riqueza especfica y la productividad en años previos a la construcción de las presas. Es decir, organismos muertos pero preservados en depsitos son empleados para:

determinar las consecuencias ambientales provocadas por el desvo de agua dulce.

proporcionar indicaciones para el restablecimiento de habitats y especies claves o dominantes.  

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Figura 1. Flujo del Río Colorado en Yuma, Arizona durante 1878-1997.

Cambio ambiental en el Delta del Ro Colorado

          Como resultado directo de la disminución en el flujo dulceacucola la salinidad del estuario y zona más septentrional del Golfo de California se ha incrementado. Observaciones previas (Townsend, 1901) y mediciones obtenidas durante liberaciones controladas de agua dulce (Lavín y Sánchez, 1999) indicaron que salinidades en el intervalo de 32 a 35 eran comunes previo a las presas, lo cual no concuerda con medidas obtenidas río arriba desde la construcción de las presas. Hoy en da las salinidades oscilan entre las 35 a 45 (Alvarez-Borrego et al., 1975; Flessa, observ pers).

          El incremento en la salinidad del agua en el estuario riverino cambio profundamente la circulación del alto Golfo de California (Carbajal et al., 1997; Lavín et al., 1998; Lavín y Sánchez, 1999). Cuando el agua dulce (por definición menos densa), llegaba al estuario tenda a fluir en el golfo a nivel superficial ocasionando un flujo profundo de agua marina, salina y más densa, hacia tierra. Carbajal et al. (1997), Lavín y Sánchez, (1999) y (Rodríguez et al., 2001) estimaron que la zona de mezcla de agua dulce se extenda hasta 60 km de la boca del río.

          Desde el desvo del agua dulce, la circulación estuarina ha estado controlada por la evaporación de las aguas del golfo, especialmente en la desembocadura del río. Las altas tasas de evaporación generan aguas salinas de mayor densidad que se hunden y fluyen en las zonas cercanas al fondo del alto golfo, mientras que el agua relativamente menos densa fluye hacia el estuario cercana a la superficie marina (Lavín et al., 1998).

          Las presas río arriba y el manejo de aguas, también han modificado la acumulación y flujo de los sedimentos transportados por el Río Colorado. Anteriormente el río arrojaba alrededor de 160 toneladas / ao de sedimento en el delta (van Andel, 1964); en la actualidad, prácticamente no hay transporte de sedimentos por esa va. Las corrientes de oleaje y marea hoy en da erosionan los sedimentos de grano fino previamente depositados (Carriquiry y Sánchez, 1999). Los altos niveles de turbulencia en las aguas del alto golfo son producto del constante trabajo erosivo en los sedimentos.

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Figura 2. Cheniers y cordilleras de playa de las planicies del delta del Río Colorado. 

Los cheniers están compuestos de conchas lavadas al exterior de la zona intermareal.

Conchas y cheniers

          Aunque el oleaje y las mareas son lo suficientemente fuertes para remover los lodos y limos previamente depositados, los materiales de grano grueso (e.g. conchas) permanecen y se acumulan como depósitos en las playas, y son conocidos como cheniers (Augustinus, 1989). Estos depósitos ricos en conchas (Fig. 2) delimitan la zona y se extienden en el occidente del delta hasta por 40 km (Kowalewski y Flessa, 1995). La acumulación de cheniers activos inició cuando el sedimento del río quedo atrapado en el Lago Mead, al termino de la edificación de la Presa Hoover en 1935 (Thompson, 1968); los cheniers activos fueron transportados hacia el oeste durante tormentas y mareas altas extremas, marcando as el retroceso del delta hambriento en sedimentos.

          Los cheniers más costeros (Fig. 2) indican episodios tempranos en el empobrecimiento de sedimentos tiempos cuando el Río Colorado fluja hacia el Valle Imperial (Imperial Valley) por causas naturales, atrapando los sedimentos riverinos en el Holocnico Lago Cahuilla (Waters, 1983). El fechado con isotopos de Carbono radioactivo en carbones y turbas provenientes de depósitos playeros sugiere que el nivel más alto del Lago Cahuilla ocurrió alrededor del 1640 y 1690 D.C. (Gurrola y Rockwell, 1996).

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Figura 3.  Calibración y edad de conchas en cheniers activos.  A) Distribución de frecuencia de edades para 125  conchas de Chione.  

B)  Calibración del cambio en proporción de aminocidos (haloisoleucina / isoleucina) con fechado de Carbono radioactivo 

(segn Kowalewski et al., 1998).

     Se utilizó la geocronología por aminocidos calibrada con Carbono radioactivo para fechar a 125 conchas. Las conchas en cheniers activos muestran una edad entre los 1000 D.C. y el presente (Fig. 3). Los cheniers son depósitos de promedio temporal y contienen conchas que representan intervalos de 50 años durante los últimos 1,000 años (Kowalewski et al., 1998).

 

Cambio faunstico en el Delta del Río Colorado

          Los cheniers ricos en conchas en el delta del Río Colorado constituyen un registro de la composición y abundancia especfica de los moluscos bivalvos que vivan en la zona antes de la construcción de las presas río arriba y del manejo de su cauce. Al compararlos con su contraparte viviente se puede documentar el efecto del desvo de agua dulce en esta fauna de las aguas someras del delta.

          Antes de las presas, la fauna de bivalvos estaba dominada por la almeja del delta del Río Colorado, Mulinia coloradoensis (Fig. 4A).  Individuos de esta especie constituyen el 91% de las conchas en los cheniers activos, seguido por otro venerido del género Chione (Fig. 4B) con tan solo un 4% de la fauna (Fig. 5). Actualmente, el 87% de las conchas pertenecen al género Chione; mientras que Mulinia coloradoensis representa solo un 5% de los bivalvos vivientes (Fig 5). Con esto se demuestra que el desvo del cauce de agua dulce ha cambiado la composición faunstica de moluscos en el delta.

 Disminuciones en la productividad

          Antes de las presas, los moluscos eran mucho más abundantes que en la actualidad. Aproximadamente dos billones de conchas mayores a 12.5 mm han sido acumuladas en los cheniers activos. Este material es un indicador de la productividad bentnica en la zona del delta en los últimos 1,000 años.

          Estas conchas pueden ser utilizadas para estimar las densidades poblacionales previo a las presas (Kowalewski et al., 2000).  Las bandas de crecimiento en las valvas de almejas del delta del Ro Colorado indican que las dimensiones mostradas por los individuos  sugieren una edad promedio de 3 años. As las cosas, 333 generaciones de almejas han habitado la zona en el último milenio, lo que arroja una población aproximada de 600,000 millones de bivalvos. Estas almejas habitaron en la extensa zona intermareal, la submareal somera o ambas, donde alcanzaron densidades de 25 a 50 individuos / m2 en pocas previas a las presas.

          La fauna reciente fue muestreada dentro de 7 transectos en 1999 y 2000. Se determin la densidad poblacional de bivalvos en los primeros 20 cm del sedimento en 258 estaciones de muestreo. Actualmente la densidad poblacional de almejas vivas es de 3 individuos / m2 un 94% menor a las densidades previas a las presas (Fig. 5).

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Figura 4. A) La almeja del delta del Río Colorado, Mulinia coloradoensis, el molusco más abundante en el delta antes de las presas.  B) Conchas de Chione, el molusco más abundante viviendo actualmente en el delta

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Figura 5.  Desde las presas y desvos de agua dulce, Chione ha reemplazado a Mulinia como molusco dominante en el delta, 

cuya abundancia ha disminuido un 94%.

Almejas como indicadores de ecosistemas

          La alta densidad de moluscos bentnicos antes de las presas sugiere que cangrejos, poliquetos y otros invertebrados bentnicos también eran abundantes en aquel entonces. Posiblemente los nutrientes acarreados por el río eran aprovechados por los bivalvos y otros organismos. Las altas densidades de invertebrados en la zona pudieron ser aprovechadas por un mayor número de aves y peces de aquella poca. Actualmente, la pesca de camarón en el alto Golfo de California ha mostrado incrementos después de la liberación controlada de agua dulce en el cauce del Río Colorado (Galindo-Bect et al., 2000), lo cual también sugiere que el río tenía un papel importante en el soporte de la vida marina en el alto Golfo de California. El desvo y almacenamiento del agua dulce ha disminuido las abundancias de la fauna local en el delta del Río Colorado.

 

Especies en peligro de extincin en el Delta del Río Colorado

          Tres especies del delta del Río Colorado estn en peligro de extinción: la almeja del delta del Río Colorado (Mulinia coloradoensis), la totoaba (Totoaba macdonaldi) y la vaquita o marsopa del Golfo de California (Phocoena sinus). La totoaba y la vaquita están consideradas como amenazadas en el Acta de Especies en Peligro de Extinción de los Estados Unidos de Norteamérica (U.S. Endangered Species Act) y ambas también se registran dentro de la Lista Roja de Especies Amenazadas de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (I.U.C.N., por sus siglas en inglés).

 

La almeja del delta del Río Colorado

          El bivalvo, Mulinia coloradoensis  (Fig. 4A) solo es conocido en el alto Golfo de California. En algún tiempo fue el molusco ms abundante del delta del Río Colorado. Billones de conchas de esta especie han sido lavadas de las planicies de marea y ahora forman las playas de conchas, cheniers y bancos de arena del delta. Antes de las presas, la almeja del delta del Río Colorado se distribua hasta 60 km de la boca del río y sus densidades alcanzaban los 46 individuos / m2. Actualmente, la especie ocurre típicamente dentro de los 30 km cercanos a la boca con densidades de solo 0.15 individuos / m2.

          La drámatica disminución en esta población acaecida desde el desvo dulceacucola río arriba probablemente es resultado del incremento en la salinidad de su habitat (Rodrguez, Flessa y Dettman, 2001). La importancia del agua dulce mezclada en el habitat de este organismo proviene de los análisis de geoquímica isotópica de las conchas colectadas.

          La mayor concentración de isotopos de oxígeno ligero (16O) ocurre en aguas de río, por lo que las almejas que están creciendo en una mezcla de agua dulce y salada tienen proporciones (radios) isotópicas de oxgeno en su carbonato de calcio (CaCO3) que son menores a las que ocurren en almejas crecidas en aguas marinas. La composicóin isotópica del oxígeno en el agua o la concha se registra como una desviación a un parmetro estándar en la razón entre 18O y 16O, cuya notación típica es del18O, y se reportan en unidades por mil (). El agua de mar es cercana a las 0 y las condiciones antes de las presas indican que el agua del Río Colorado oscilaba entre 6 a 17 (Dettman et al., 1999).

Se compararon las variaciones isotópicas en las conchas de organismos vivos del género Chione con la variabilidad en las conchas de Mulinia coloradoensis antes de las presas (Fig. 6) provenientes de los depósitos de playa. La almeja del delta del Río Colorado era abundante cuando la salinidad en el marea era menor. El intervalo en valores del18O para Chione est ampliamente determinado por la fluctuación temporal en la temperatura durante el periodo del crecimiento de los organismos; para Mulinia coloradoensis los valores de del18O muestran un intervalo más amplio, en ocasiones alcanzando las -6.4 . Valores menores al -2.5 mínimo encontrado en Chione (vivas) son el efecto de agua dulce previamente liberada por el Río Colorado.

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Figura 6.  Isotopos de oxígeno en valvas de Mulinia coloradoensis antes de las presas, y Chione actualmente vivientes en la zona 

demuestran que Mulinia coloradoensis habitaba en lugares con salinidades menores a las actuales (Rodrguez et al., 2001).

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Figura 7.  Variación estacional en el flujo del río en Yuma, Arizona. En 1911, antes de las presas (azul) y variación en el flujo 

del río después de la Presa Morelos, México (amarillo).

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Figura 8.  Registro isotópico de nieve derretida en primavera en una concha de Mulinia coloradoensis colectada muerta en la playa y 

que representa un organismo vivo antes de las presas.

          Antes del manejo de agua dulce ro arriba, el flujo del Río Colorado se consideraba estacional. Aproximadamente el 70% del flujo anual  llegaba al delta durante los meses de mayo, junio y julio (Fig. 7, ver Harding et al., 1995), como resultado de la nieve derretida en primavera en las Montañas Rocallosas (Rocky Mountains). En al menos una concha de Mulinia coloradoensis hay evidencia de la nieve derretida anualmente en primavera detectada en la variación isotópica de oxígeno (Fig. 8). Valores de del18O menores al mnimo registrado en verano (-2.5 ) indican la llegada de grandes cantidades de agua dulce al estuario del río. El tiempo en que ocurra dicho flujo de agua dulce pudo haber sido tan importante para la biología de la almeja del delta del Río Colorado como lo era la baja salinidad resultante. Por lo que, los ciclos de agua dulce pudieron haber regulado el crecimiento y/o propiciado el desove de las especies.  

Una especie amenazada

          A menos de que cierta cantidad de agua dulce sea liberada al delta del Río Colorado, la pequea y limitada (geográficamente) población de Mulinia coloradoensis en un habitat alterado la colocan en peligro de extinción.

 

La totoaba 

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Figura 9. Totoaba, pez en peligro de extinción en el rea del delta del Río Colorado (imagen obtenida en la red  dentro de 

la página- http://www.ens.uabc.mx/Reportaies/Totoaba/  

La totoaba, Totoaba macdonaldi (Fig. 9) es una especie de pez que llegó a ser la base de una pesquera comercial y deportiva en el alto Golfo de California. Estos telesteos de gran longitud, cerca de los 2 m, llegan a pesar hasta ~100 kg (Flanagan y Hendrickson, 1976). El desove de los adultos ocurre en la región del delta del Río Colorado durante el invierno, donde permanecen por varias semanas, los juveniles requieren quedarse unos 2 años para completar su desarrollo antes de migrar hacia el sur (Cisneros-Mata et al., 1995). La madurez sexual se alcanza a los 6 7 años, las bandas de crecimiento en los otolitos (huesos del odo) sugieren que los organismos llegan a vivir hasta 25 años (Romn-Rodrguez y Hammann, 1997). La disminución en las poblaciones de totoaba usualmente se atribuye a la sobreexplotación por pesca, la pesca en la fauna de acompañamiento del camarón y el saqueo. Además, los incrementos en salinidad en el estuario del río pudieron haber degradado las areas de desove y nutrición de la especie (Cisneros-Mata et al., 1995).  

 

La vaquita

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Figura 10. Vaquita, cuyo nombre común en inglés es Gulf of California harbor porpoise, (imagen obtenida en la red dentro 

de la página- http://www.seaworld.org/AnimalBytes/vaquita.html

La vaquita, Phocoena sinus (Fig. 10) es un pequeño mamífero cuya distribución geográfica lo limita al alto Golfo de California; todos los avistamientos confirmados se encuentran dentro de los primeros 150 km de la boca del Río Colorado (Vidal, 1995). Se piensa que la vaquita es el cetceo marino mayormente amenazado y se estima que su población oscila entre 106 y 470 individuos (Barlow et al., 1997). La biología de la especie se conoce primordialmente por el estudio de individuos accidentalmente atrapados en redes, varamientos o colecciones museogrficas. Hohn et al. (1996) examinaron 56 organismos, encontrando una edad bimodal con un máximo de 21 años. La madurez sexual ocurre alrededor de los 3 y 6 años, se reproducen a finales de invierno y principios de primavera, el intervalo de cuidado de crías es superior al año. Los adultos llegan a medir 140 cm (hembras) y 135 cm (machos) de longitud, siendo ligeramente menores a sus primos de aguas-frías, Phocoena phocoena; los análisis del contenido estomacal indican una dieta basada en calamar y peces (Vidal, 1995). La principal causa de mortalidad en la vaquita es la captura incidental en las redes de pesca (Hohn et al., 1996; DAgrosa et al., 2000), pero se desconoce el papel desempeado por el incremento en la salinidad dentro de su habitat.

 Conclusiones

Mirando hacia el futuro

          El ambiente y la fauna del delta del Río Colorado y alto Golfo de California ha sido modificado por el desvo de agua dulce para consumo humano. La abundancia relativa de especies de moluscos ha cambiado, la productividad bentnica ha disminuido drásticamente y por lo menos una especie está amenazada de extinción por el incremento en la salinidad de su habitat. Aunque la liberación (reinici) del "exceso" del flujo del Río Colorado hacia el golfo ha resultado en un resurgimiento parcial de los habitats ribereos del delta (Leucke et al., 1999), la cantidad de flujo requerido para restablecer parcialmente el habitat marino es desconocida.

          En el futuro se pretende: 1) examinar la función del agua dulce en la biologa de la almeja del delta del Río Colorado; 2) estimar el flujo mínimo necesario para sostener una población viable de esta especie; 3) examinar la variabilidad isotópica en otolitos de totoaba para determinar si el flujo del róo es importante en la biologóa del pez; y 4) examinar la variación isotópica en restos seos de la vaquita con el mismo fin que para la totoaba.

El delta no está muerto, pero su restauración parcial depende de la colaboración internacional en diversas ramas como la conservación, manejo del sistema hidrolgico y utilización de recursos, incluyendo una perspectiva cientfica.

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Figura 11. Billones de conchas de la almeja del delta del Río Colorado, Mulinia coloradoensis forman las playas y 

cheniers del delta; aunque en la actualidad la especie es rara.

Agradecimientos

          El proyecto fue financiado por diversas organizaciones: Fundación Cientfica Nacional (National Science Foundation), Fundación Eppley para la Investigación (Eppley Foundation for Research), División de Aguas Occidentales de los Monitoreos Geológicos de E.U.A. (Western Water Division of the U.S. Geological Survey), Centro para la Diversidad Biológica (Center for Biological Diversity), Defensores de la Vida Silvestre (Defenders of Wildlife), Universidad de Arizona (The University of Arizona) en E.U.A., y en México por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y la Universidad Autónoma de Baja California.  Se agradece a José Campoy-Favela (Director, Reserva de la Biosfera Alto Golfo de California y delta del Río Colorado) por su colaboración y apoyo. El trabajo no pudo haberse completado sin la participación de diversos pangueros del alto Golfo de California cuya habilidad en el manejo de embarcaciones en las aguas someras del delta fue trascendental, en especial agradecemos a Ramón Soberanes y al último Martín Pescador. La traducción al español fue realizada por Carlos E. Cintra-Buenrostro.

 

Referencias

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RELATED LINKS

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