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Dinamica del manglar en el complejo lagunar de Cispata (Caribe colombiano) en los ultimos 900 anos.

Mangrove dynamics in the Cispata lagoon system (Colombian Caribbean) during last 900 years.

Los manglares ocupan la cuarta parte de las costas tropicales del mundo y se consideran entre las reservas ecologicas y forestales del planeta (Field 1995). Su alta productividad, asi como su estructura y distribucion, estan determinadas principalmente por el aporte de agua dulce y sedimentos transportados por los rios, la salinidad, la geomorfologia, la estacionalidad de las lluvias y la amplitud y duracion de las mareas, entre otros (Field 1995, Sanchez-Paez et al. 1997, Hogarth 1999, Ellison et al. 2000, Willard et al. 2001). Los manglares protegen las costas del oleaje, controlan la erosion y son fuente de multiples productos para las comunidades humanas de las costas (Ellison 1996, Mazda et al. 2002, Gilman et al. 2007, Alongi 2008).

Las variaciones ambientales asociadas a los cambios climaticos afectan el establecimiento y supervivencia de los manglares y pueden causar aumento o disminucion del area cubierta por estos ecosistemas. Los cambios en las temperaturas superficiales, las oscilaciones en el nivel del mar, los procesos erosivos, el incremento en la frecuencia y magnitud de las perturbaciones ciclonicas y la dinamica fluvial, han generado cambios en la distribucion de los manglares del Caribe (Field 1995, Snedaker 1995, Gilman et al. 2007, Ellison 2008). Actualmente, los manglares se consideran entre los ecosistemas mas vulnerables a los efectos del cambio climatico global (IPCC 2007). Pero justamente la sensibilidad a los cambios ambientales hace de los manglares buenos indicadores ambientales (Rull 1998, Kumaran et al. 2007). Adicionalmente, su composicion floristica relativamente simple y la adaptacion de las especies de mangle a diferentes niveles de salinidad, permiten que estos ecosistemas sean facilmente identificables en los registros palinologicos, constituyendose en indicadores potenciales de cambios ambientales tanto a nivel regional (cambios en el nivel del mar), y locales (geomorfologicos, en la salinidad, en el drenaje, y en el grado de inundacion) (Blasco et al. 1996, Gilman et al. 2007).

Las reconstrucciones paleoecologicas en el Caribe y en gran parte del cinturon tropical y subtropical han permitido establecer los cambios de los manglares y su concordancia con los cambios ambientales, especialmente los cambios en el nivel relativo del mar a diferentes escalas temporales, por medio del analisis de polen en columnas de sedimentos (Rull 1998, 1999, Nyberg et al. 2001, Berger et al. 2006, Carvalho et al. 2006, Engelhart et al. 2007, Ferreira et al. 2007, Ellison 2008). Las investigaciones en manglares han establecido que desde el Holoceno medio al tardio los niveles del mar se incrementaron gradualmente y los manglares permanecieron en muchas areas, en donde se logro mantener la elevacion del sustrato por el aporte de sedimentos desde las areas continentales y de detritos organicos para contrarrestar este efecto (Parkinson et al.1994, Ellison 2008). Sin embargo en otras areas, los manglares disminuyeron debido al rapido incremento del nivel del mar, la erosion costera derivada de este y las bajas tasas de sedimentacion (Ellison 2008).

En America los manglares actuales se establecieron despues de 3000 A.P. cuando ocurrio una estabilizacion en el ascenso del nivel del mar despues del optimo holocenico (Ellison 1996); sin embargo, cambios climaticos posteriores, especialmente durante el ultimo milenio, tambien generaron cambios importantes en su distribucion. Entre estos se han identificado reducciones en las coberturas de manglar relacionadas con regresiones marinas durante la Pequena Edad de Hielo -PEH (1550-1850 A.D.) en las cuales se registraron menores precipitaciones y menores caudales de los rios, lo que a su vez implico menor aporte de sedimentos (Nyberg et al. 2002, Cohen et al. 2005). Igualmente, se han registrado migraciones tierra adentro de los manglares durante las ultimas decadas, asociadas al actual incremento en el nivel del mar, iniciado al culminar la PEH (Cohen et al. 2005).

Investigaciones paleoecologicas realizadas en el Caribe colombiano, han mostrado la respuesta de los manglares a fenomenos locales de subsidencia, variaciones en la dinamica fluvial, asi como a cambios en el nivel del mar y la actividad antropica durante el Holoceno tardio (Castano 2004, Gonzalez et al. 2010). Sin embargo, aun no se conoce la significancia regional de estos fenomenos y quedan muchas preguntas acerca de la respuesta de los manglares a los cambios ambientales recientes; en especial, no se sabe en que proporcion la evolucion de los manglares responde a los cambios climaticos, los geomorfologicos o al efecto combinado de ambos.

Los manglares del complejo lagunar Cispata cubren aproximadamente 150[km.sup.2] y constituyen la segunda area en extension cubierta por estos ecosistemas en el Caribe colombiano (Robertson & Chaparro 1998, Serrano 2004). El area ha presentado una gran dinamica por efecto de los cambios en el delta del rio Sinu, fuente principal de agua dulce de este complejo, el cual ha migrado varias veces su posicion en los ultimos 330 anos. En esta investigacion postulamos que la variabilidad climatica y la dinamica geomorfologica, han influido en los procesos de colonizacion, distribucion y composicion de los manglares de Cispata en el ultimo milenio, especialmente en los ultimos 150 anos.

MATERIALES Y METODOS

Area de estudio: Las secciones de sedimentos se obtuvieron de las lagunas La Flotante (9[grados]23'37" N, 75[grados]48'49" O) y Navio (9[grados]24'19" N, 75[grados]51'41" O); localizadas en la zona baja de la cuenca del rio Sinu, en El Complejo Lagunar Cispata, Noroeste de Colombia (Fig. 1). El rio Sinu nace en el extremo Norte de la Cordillera Occidental de los Andes, en el Nudo de Paramillo, a mas de 3 000m.s.n.m. (Fig. 1b) y tiene una extension aproximada de 380km (Hernandez & Wilches 1990, Robertson & Chaparro 1998, Atencio-Garcia 2000, Diaz et al. 2000).

El delta del rio Sinu ha cambiado su posicion seis veces desde 330 [+ o -] 30 anos A.C. El ultimo cambio lo registro en 1938 A.D. cuando se ubico en su posicion actual (Tinajones). En las tres ultimas ubicaciones del delta denominadas Venados, Mestizos y Cispata, este permanecio estable mas o menos 100 anos en cada una de ellas (Robertson & Chaparro 1998, Serrano 2001).

[FIGURA 1 OMITIR]

Cerca de un tercio de la cuenca del rio Sinu, es decir unos 4 583[km.sup.2] esta constituida por pendientes empinadas, el resto de la cuenca esta formada por tierras bajas, planas a onduladas o cenagosas, que ayudan a regular el caudal del rio (Parsons 1952, Palacio & Restrepo 1999). Cerca del delta de Tinajones el caudal medio del rio es de 383 [m.sup.3]/s, con maximos de 715[m.sup.3]/s y minimos de 240[m.sup.3]/s (Molina et al. 1994, Jurado & Liebmann 2003, Serrano 2004). Estos caudales han registrado variaciones interanuales relacionadas con eventos ENSO, con anomalias positivas durante anos Nina y negativas durante anos Nino (Ruiz-Ochoa et al. 2008).

La parte baja de la cuenca presenta un regimen de precipitacion unimodal, con un promedio anual de 1 338mm/ano; en la epoca seca (diciembre-abril) las precipitaciones no superan 50mm/mes, mientras que entre agosto y noviembre se presenta la temporada lluviosa con 230mm/mes (IDEAM 2001). La temperatura media anual es de 27[grados]C (Palacio & Restrepo 1999) y la evaporacion potencial anual promedio es de 1 826mm (Sanchez-Paez et al. 2004).

Vegetacion Actual: En la parte alta de la cuenca del rio Sinu la vegetacion se caracteriza por la presencia de bosque pluvial Premontano (Neotropicos 1997). En la zona media y baja de la cuenca la mayoria de los bosques han sido reemplazados por pastos con fines de pastoreo y areas de cultivo de algodon, maiz, sandia y arroz. En la parte baja de la cuenca en el delta de Tinajones y en el complejo lagunar Cispata, se presentan los bosques de manglar (CVS 2004). Las comunidades rurales anexas al complejo lagunar, obtienen de alli madera para lena y postes, corteza para taninos, pesca artesanal, caza, ecoturismo, recoleccion de moluscos y crustaceos (ASPROCIG, 2006). Los manglares se han clasificado en cuatro zonas (Gil-Torres & Ulloa-Delgado 2001) segun la geomorfologia (Fig. 1):

(i) Zona litoral: Se encuentra entre la linea de costa y las riberas del cano Salado, desde Tinajones hasta punta Mestizos. En esta zona los aportes de agua dulce provienen del rio Sinu a traves de canos en la epoca de invierno (Olaya et al. 1991). Se presentan gramineas (Poaceae) de los generos Brachiaria, Eragostis y Sporobolus, y arboles como Croton sp, Hibiscus tiliaceus L., Hippomane mancinella L., Thespesia populnea (L.) Sol. ex Correa y Chrysobalanus icaco L., entre otras. Entre las especies rastreras se encuentran Batis maritima L., Melochia crenata Bertero ex Spreng., Salicornia fruticosa L., Spartina sp., Ipomoea pescaprae (L.) R. Br. y Sesuvium portulacastrum (L.) L., asociadas con las especies de manglar Rhizophora mangle L., Laguncularia racemosa (L.) C.F. Gaertn., Avicennia germinans (L.) L., Conocarpus erectus L. y Pelliciera rhizophorae Planch. & Triana (Sanchez-Paez et al. 2003).

(ii) Zona estuarina: Esta ubicada entre el cano Salado hacia el norte, el cano Grande al sur y los canos Tijo, Palermo y Remediapobres al suroriente. Es un sistema de cienagas marino-fluvial con una profundidad en lamina de agua que varia entre 0.5 y 14m (Ulloa-Delgado et al. 1998). Comprende los manglares de la parte interna del complejo lagunar con presencia de R. mangle, A. germinans, L. racemosa, P. rhizophorae, C. erecta y el helecho Acrostichum aureum L. en masas dispersas (Sanchez-Paez et al. 2004).

(iii) Zona de influencia aluvial: Area ubicada entre el cano Grande al norte y el cano Sicara al sur; al occidente y suroriente, el rio Sinu y la cienaga Soledad. Conformada por especies de vegetacion de marismas, tales como Typha dominguensis Pers., Mikania cordifolia (L. f.) Willd., Ambrosia sp., Ludwigia peploides (Kunth) P.H. Raven, Cyperus giganteus Vahl y algunos bejucos Rhabdadenia biflora (Jacq.) Mull. Arg., Sarcostemma sp., Ipomoea setifera Poir. y Solanum scabrum Mill. (Gil-Torres & Ulloa-Delgado 2001).

(iv) Zona de piedemonte: Comprende la parte suroriental de la zona estuarina influenciada por los canos Tijo, Palermo y Remedia-pobres hasta la zona de colinas al suroriente. Se presentan relictos de bosques secundarios, que sirven de cercas vivas y sombrio para el ganado, donde se destacan especies como: Pouteria caimito (Ruiz & Pav.) Radlk., Guazuma ulmifolia Lam., Ficus sp, Astronium graveolens Jacq., Anacardium excelsum (Kunth) Skeels, Spondias mombin L., Ceiba pentandra (L.) Gaertn., Hura crepitans L., Nectandra concinna Nees, Lecythis minor Jacq., Chamaefistula fruticosa (Mill.) Pittier, Machaerium capote Triana ex Dugand y Lonchocarpus sanctae-marthae Pittier (Gil-Torres & Ulloa-Delgado 2001).

Muestreo de Campo: De las lagunas La Flotante y Navio (Fig. 1) se extrajeron dos secciones de sedimentos de 440cm y 100cm de longitud, respectivamente. Se utilizo una sonda rusa modificada tipo Macaulay (Traverse 1988). En cada seccion se hizo la descripcion estratigrafica en terminos de color con tabla Munsell, textura al tacto y presencia de restos organicos y calcareos.

Procesamiento y analisis de datos: La cronologia de las secciones de sedimentos se establecio con base en dataciones con [sup.210]Pb y deducciones a partir de la granulometria y la tasa de acumulacion de polen. En el nucleo La Flotante se hicieron 12 dataciones de [sup.210]Pb en el laboratorio My Core Scientific Inc. En el nucleo Navio se conto con la informacion correspondiente a 14 datos preliminares no publicados medidos en el laboratorio de Geoquimica y Contaminacion Costera del Instituto de Ciencias del Mar y Limnologia de la Universidad Autonoma de Mexico, Unidad Mazatlan. Para ambos nucleos se utilizo el modelo CRS (Constant Rate Supply, Appleby & Oldfield 1983) para calcular la edad de las muestras discretas que fueron utilizadas (cuatro en La Flotante, dos en Navio). En la parte superior de los dos nucleos, donde se obtuvieron fechas de Pb, se utilizo la tasa de acumulacion de polen para construir el modelo de edad segun el metodo propuesto por Traverse (1988). Para la seccion profunda del nucleo La Flotante se estimo una fecha en la base a partir del cambio en la granulometria de lodos a arenas, teniendo en cuenta la granulometria actual del Golfo de Morrosquillo (Molina et al. 1994) y el modelo de evolucion deltaica de Serrano (2001). Entre esta fecha y la ultima de Pb se hizo una interpolacion lineal. Para la seccion profunda del nucleo Navio se extrapolo el modelo superficial.

En la seccion de La Flotante se extrajeron 50 muestras en los primeros 200cm. Cada muestra se obtuvo al concentrar 4[cm.sup.3], correspondientes a 4cm de profundidad. A partir de 200cm y por la baja concentracion de polen, se analizaron 13 muestras a intervalos irregulares entre 220 y 440cm. En la seccion Navio se analizaron 20 muestras. Cada muestra se obtuvo al concentrar 2[cm.sup.3] por cada centimetro de profundidad en los primeros 20cm de la seccion. Entre 20 y 100cm se analizaron 20 muestras a intervalos de 4cm.

En el laboratorio, se utilizaron tecnicas estandar de preparacion de polen (Faegri e Iversen 1989). A cada muestra se le adiciono una tableta de esporas de Lycopodium para calcular la concentracion (granos/[cm.sup.3]) y la tasa de acumulacion de polen (Traverse 1988). Los residuos fueron montados en placas fijas con gelatina glicerinada y analizados a 400x y 1000x con un microscopio de luz transmitida. En cada muestra se contaron entre 250 y 300 granos de polen. Las zonas de polen fueron definidas con base en un analisis cluster realizado mediante el sotfware CONISS (Grimm 1987) y el ordenamiento resultante de un Analisis de correspondencia sin tendencias o DCA (Detrended Correspondence Analisis), en este analisis se incluyeron los taxones con abundancia relativa >2% y se utilizo CANOCO (Ter Braak & Smilauer 2002).

En la seccion de La Flotante se hicieron analisis de Carbono total, Nitrogeno y CaC[O.sub.3] en 22 muestras tomadas cada 4cm, en los 88cm superiores. En la seccion Navio estos parametros se midieron en los 56cm superiores, cada centimetro entre 3 y 20cm y luego cada 4cm. El C y N fueron medidos en un analizador elemental del laboratorio de Combustion y Combustibles de la Universidad del Valle, siguiendo la norma ASTM D5373-02. Los carbonatos fueron medidos por medio de digestion en HCl en un calcimetro tipo Bernard (Quiceno 2008). El Carbono organico (Co) fue estimado como la diferencia entre el Carbono total y el Carbono inorganico (Ci) calculado a partir de los carbonatos. Asimismo, se estimo la razon Co/N, la cual se ha considerado un indicador de la fuente de materia organica, marina vs. fluvial (Lamb et al. 2006). Se hicieron graficas comparativas en el tiempo para los parametros geoquimicos de los dos nucleos y analisis de correlacion por medio de una matriz de correlacion teniendo en cuenta la significancia estadistica.

RESULTADOS

Descripcion fisica de los nucleos: En la base de La Flotante (440-419cm) los sedimentos corresponden a arenas limosas de color negro (5Y 2.5/L). Entre 419 y 26cm son limos arcillosos con cambios de color y contenido de restos organicos y carbonatos. Son grises (5Y 3/1) entre 419 y 300cm, cambian a verde oliva (5Y 3/2) entre 300 y 240cm y retornan al gris (5Y 3/1) con restos organicos y calcareos entre 240 y 26cm. Hacia el tope de la secuencia, desde 26 a 0cm, los sedimentos corresponden a limos con restos organicos (Fig. 2). En la laguna Navio, los sedimentos corresponden a arcillas-limosas con grados variables en el contenido de restos organicos y calcareos (Fig. 3). No se observaron laminaciones en los nucleos.

[FIGURA 2 OMITIR]

Dataciones: Las mediciones de 210Pb de ambos nucleos mostraron un perfil decreciente exponencial caracteristico del decaimiento del [sup.210]Pb no soportado en profundidad. De estas se consideraron unicamente fechas asignadas a las muestras que contenian exceso de [sup.210]Pb (4 muestras superiores para La Flotante y 2 para Navio, Cuadro 1).

Descripcion e interpretacion de los diagramas de polen: Los diagramas de porcentajes y tasas de acumulacion de polen (Figs. 2 y 3) registran la historia de la vegetacion en el complejo lagunar Cispata durante los ultimos 941 anos para laguna La Flotante y los ultimos 260 anos para laguna Navio. Las zonas en las cuales se dividieron los diagramas se definieron con base en los grupos obtenidos con los analisis de Cluster y el analisis de correspondencia (DCA), los cuales fueron coincidentes.

Laguna La Flotante

Zona FI (440-220cm, 1064-1142 A.D.): En esta zona se obtuvieron bajas concentraciones promedio de polen (1954granos/ [cm.sup.3]). El espectro polinico (Fig. 2) fue dominado por esporas de helechos principalmente: Polypodium (6-58%), Acrostichum (<17%) y Blechnum (<20%) y vegetacion de marismas Ambrosia (47%) y Cyperaceae (<15%). Otros elementos presentes correspondieron a vegetacion de litoral, principalmente Poaceae (17%). Las bajas concentraciones de polen y la dominancia de algunos helechos evidencian la prevalencia de condiciones marinas sobre las continentales.

[FIGURA 3 OMITIR]

Zona FII (220-140cm, 1142-1331 A.D): En esta zona las concentraciones promedio de polen fueron de 3 255granos/[cm.sup.3]. Fue dominada por vegetacion de marismas especialmente Ambrosia (32%), Cyperaceae (17%) y Typha (9%) que incrementaron al finalizar la zona. La vegetacion de manglar, principalmente, Rhizophora (5%-19 %), mostro un incremento a partir de la mitad de la zona, mientras que Acrostichum mostro una disminucion (6%1%). Los helechos Polypodium y Blechnum disminuyeron respecto a la zona anterior y Poaceae alcanzo valores de 17%. Representa el inicio de la colonizacion del manglar en un ambiente de marismas facilitado por el aporte de sedimentos aluviales en los alrededores del delta activo en ese periodo de tiempo.

Zona FIII (140-40cm, de 1331-1738A.D): En esta zona las concentraciones promedio de polen fueron de 4 343granos/[cm.sup.3]. Mientras que la vegetacion de manglar mostro una tendencia de incremento principalmente Rhizophora (11%-34%) y Acrostichum (1%-9%), la vegetacion de marismas continuo dominando, Typha (26%), Cyperaceae (22%) y Poaceae (15%) se incrementaron, pero Ambrosia disminuyo (15%). Representa todavia la dominancia de marismas sobre el manglar, es una zona de intercambio entre aguas continentales y oceanicas, con mayor influencia de aguas salobres evidenciada por estas especies de marismas.

Zona FIV (40-0cm, 1738-2000 A.D): En esta zona las concentraciones promedio de polen fueron de 8 609granos/[cm.sup.3]. Representa el manglar plenamente establecido, principalmente Rhizophora (34-60%) mostro una tendencia de incremento y Acrostichum (5%) disminuyo. La vegetacion de marismas representada por Typha (18-5%), Ambrosia (13-4%) y Cyperaceae (5-2%) y de litoral por Poaceae (15-6%) disminuyeron. El incremento en la concentracion de polen coincidente con la formacion del delta de Mestizos y de la bahia de Cispata (1762 A.D.), indican condiciones de menor energia y predominio de las condiciones continentales sobre las marinas, lo cual permitio el establecimiento y expansion del manglar, generado por la progradacion del delta, el cual estaba culminando su formacion para esta epoca.

Laguna Navio

Zona NI (100-52cm, 1746-1795 A.D): En promedio la zona presento una concentracion de polen de 14 113granos/[cm.sup.3]. Estuvo dominada (Fig. 3) por los helechos Polypodium (25%) y Blechnum (14%), vegetacion de marismas representada por Ambrosia (22%) y Typha (17%), las cuales alternaron sus picos de dominancia, reflejando la variabilidad en la influencia mareal y las etapas iniciales de desarrollo del manglar dominado por Rhizophora (25%), con un comportamiento creciente hacia el final de la zona.

Zona NII (52-36cm, 1795-1814 A.D): La concentracion de polen promedio fue de 16 162 granos/[cm.sup.3]. Esta zona represento la transicion hacia el establecimiento del manglar, se caracterizo por la dominancia de Rhizophora, que alcanzo valores de 63% y por la disminucion de la vegetacion de marismas, representada principalmente por cambios en Ambrosia (27%-10%) y Typha (18%-7%) que disminuyeron hacia el final. Este cambio registra el incremento de aportes de sedimentos continentales.

Zona NIII (32-0cm, 1814-2000 A.D): Representa el manglar plenamente establecido. Los porcentajes de Rhizophora alcanzaron 65%. Se encontro Laguncularia (4%) hacia la mitad de la zona, lo cual se relaciona con la predominancia de condiciones de salinidad medias a bajas y la perturbacion antropica reciente. La mayoria de los taxones de vegetacion de marismas y de piedemonte presentaron disminucion en esta zona.

Analisis de Correspondencia: En las Figuras 4A y 4B se presentan los cuatro grupos identificados en el DCA del registro de La Flotante para los taxones polinicos (4A) y las profundidades a las que se tomaron las muestras (4B), los cuales coinciden con los grupos identificados por analisis de cluster, indicados en el diagrama de polen. El valor propio (eigen-value) alcanzado por el primer eje fue de 0.37 y por el segundo de 0.10, conjuntamente estos dos ejes explicaron el 32.3% de la variacion en los datos.

[FIGURA 4 OMITIR]

La figura 4A muestra la dispersion de los taxones polinicos. En esta la vegetacion de manglar se ubica al lado izquierdo del segundo eje, mientras que la de marismas hacia el extremo derecho. Los taxones correspondientes a la vegetacion de piedemonte se encuentran hacia el centro de la grafica. En el mismo sentido, la figura 4B muestra los cuatro grupos, producto del ordenamiento de las muestras en los dos primeros ejes, los cuales se relacionan con la profundidad y revelan fases de cambio de la vegetacion. El primer grupo incluye las muestras ubicadas entre 440 y 220cm y caracteriza la fase dominada por helechos y vegetacion de marismas. El segundo, entre 220 y 140cm y el tercero, entre 140 y 40cm, representan las fases iniciales de colonizacion del manglar, en las cuales esta vegetacion reemplaza la vegetacion de marismas. Y el cuarto agrupa las muestras correspondientes a los 40cm superficiales en las cuales se identifica el manglar plenamente establecido.

Los resultados del DCA para la seccion Navio se presentan en las Figuras 5A y 5B. Los autovalores del primer y segundo eje fueron de 0.50 y 0.15, respectivamente. Estos dos ejes explicaron el 42.1% de la variacion en los datos. En la figura 5A, se observa una tendencia de cambio de izquierda a derecha en la ubicacion de los taxones; hacia el extremo izquierdo se identifica la vegetacion de manglar y hacia el extremo derecho la vegetacion de marismas, mientras que en el centro se encuentran helechos y vegetacion secundaria registrada en la transicion entre manglar y piedemonte.

En el ordenamiento de las muestras en la figura 5B se pueden identificar tres grupos segun la profundidad, los cuales coinciden con los grupos identificados por el analisis de cluster, e indicados en el diagrama de polen. El primer grupo lo componen las muestras entre 100 y 52cm, el segundo entre 52 y 36cm y el tercero, las muestras de los 36cm superficiales. Estos grupos representan los cambios de la vegetacion, desde marismas, transicion a manglar, y manglar plenamente establecido, respectivamente.

Analisis geoquimicos: En las Figuras 6 y 7 se presentan las curvas de carbono organico (%Co), carbono inorganico (%Ci), la relacion C/N, el porcentaje de carbonatos (%CaC[O.sub.3]), la tasa de sedimentacion y el porcentaje de polen de Rhizophora en las secciones estudiadas.

Los registros geoquimicos cubrieron desde 1607 A.D. hasta el presente para la cienaga La Flotante y desde 1789 A.D. para la cienaga Navio. Los porcentajes de carbono organico e inorganico fueron mas altos en Navio (4 y 3%, respectivamente) que en La Flotante (1.1 y 1.4%). La razon C/N fue tambien mayor en Navio (maximo de 15.5 respecto a un maximo de 6.8 en La Flotante). Asimismo, las tasas de sedimentacion en la laguna Navio fueron practicamente el doble que en la Flotante (valores medios de 0.5 y 0.25cm/ano, respectivamente). Hacia 1679 A.D. se presenta una ligera disminucion de la razon C/N y un ligero aumento de Ci en la cienaga La Flotante. Estas variaciones no son significativas si se tiene en cuenta la precision del metodo de medicion de los carbonatos. En 1894 A.D. se presento en esta seccion un aumento importante en el Ci, a la vez que disminuyeron el Co y la razon C/N. Este mismo patron se encontro en la seccion de Navio alrededor de 1910. En Navio hay otra disminucion en Co y C/N alrededor de 1835 que no coinciden con un maximo en Ci y que en la seccion de La Flotante se percibe de forma no significativa alrededor de 1840. En Navio, los valores de C/N alcanzan valores de 10 o mayores en dos periodos: de 1814 a 1835 A.D. y de 1860 a 1890 A.D. En la laguna La Flotante las variables Ci, Co, C/N, y Rhizophora presentaron correlacion negativa significativa (p<0.05) con la profundidad. Tambien la correlacion entre Co y C/N con Rhizophora fue altamente significativa (p<0.01). En Navio, la variable edad tuvo correlacion significativa (p<0.01) negativa con Rhizophora, pero con la sedimentacion presento correlacion positiva significativa (p<0.01); de igual manera Co, C/N y Rhizophora tuvieron una correlacion significativa (p<0.01)

[FIGURA 5 OMITIR]

[FIGURA 6 OMITIR]

DISCUSION

Los modelos cronologicos utilizados mostraron ser consistentes con los cambios ocurridos en el delta y la vegetacion. Especialmente la correspondencia entre el aumento del porcentaje de polen de manglar en la seccion de la Flotante y la disminucion de condiciones fluviales en el sistema, a partir de 1938 cuando se formo el delta actual (Tinajones). Los valores maximos de carbonatos y minimos de Co registrados alrededor de 1900 A.D., en ambos nucleos, permiten correlacionar las dos secuencias. Las fechas asignadas para este evento tienen diferencias menores a 15 anos entre ambas secciones. El evento de minimo Co ocurrido alrededor de 1837 presenta diferencias de 5 anos entre estas. Las diferencias entre los dos nucleos, considerando la fraccion superior de ambos, se pueden resumir en: mayores concentraciones de polen, tasas de sedimentacion y materia organica para Navio, la cual tiene una mayor influencia aluvial. Asimismo, la razon C/N en la Flotante presenta valores entre 4 y 6, que indican el origen marino de la materia organica, al menos desde 1600 A.D. Por otro lado, en la cienaga Navio la razon C/N muestra un cambio en el origen de la materia organica, marino antes de 1805 A.D. y terrestre hasta 1814 A.D.; a partir de esta fecha al presente se registran aportes combinados, con una intrusion marina alrededor de 1900 A.D. Valores menores a 10 indican origen marino para la materia organica y mayores a 12 indican origen terrestre; los valores cercanos a 10 indican mezcla de ambos tipos (Andrews et al. 1998, Goni et al. 2003, Lamb et al. 2006). Las diferencias entre los nucleos indican mayor influencia aluvial en Navio, mientras que La Flotante ha estado mas expuesta a procesos marinos, lo cual se relaciona con la ubicacion de las lagunas con respecto al cauce principal del rio y la linea de costa, respectivamente.

[FIGURA 7 OMITIR]

En el periodo comprendido entre 1064 A.D. y 1738 A.D. (zonas FT, FII y FUI) en la seccion de La Flotante, las concentraciones de polen fueron menores a 5 000granos/[cm.sup.3], sin embargo, estan dentro de los valores registrados en ambientes marinos en el noroeste de Africa (Hooghiemstra et al. 2006). Estos autores estimaron que las bajas concentraciones de polen en sedimentos marinos (entre 10 y 5000granos/[cm.sup.3]) se relacionan, entre otros factores, con altas tasas de oxidacion de los granos y el retrajabamiento de los sedimentos por la dinamica fluvio-marina. El analisis estratigrafico de los sedimentos de fondo de La Flotante y los estudios de Molina et al. (1994) en la bahia de Cispata y el golfo de Morrosquillo, cercanos a la zona de estudio (Fig. 1), asi como la reconstruccion geomorfologica del delta de rio Sinu (Serrano 2001), senalan que antes de 1064 A.D. las condiciones eran predominantemente marinas, el impacto del oleaje y la erosion costera impidieron la acumulacion de polen y sedimentos finos, hasta 1762 A.D., cuando empezo la formacion de la espiga de Mestizos. Los granos de polen encontrados hasta entonces, probablemente provinieron de la vegetacion establecida en los alrededores de los deltas, ya que los porcentajes coinciden con los registrados por Urrego et al. (2009) para polen transportado desde el continente hasta el oceano. Los cambios de la vegetacion registrados en laguna La Flotante, se pueden resumir en cuatro fases. En la primera (1064-1142 A.D.) la abundancia de esporas de helechos trasportadas grandes distancias por los rios hacia el mar (Urrego et al. 2009), evidencian la predominancia de las condiciones marinas. Entre 1142 y 1331 A.D. el aporte de sedimentos aluviales facilita la colonizacion del manglar en los alrededores del delta activo (Robertson & Martinez 1999, Serrano 2001). En la tercera fase (1331 y 1738 A.D.), permanecen condiciones de marismas con mayor influencia de aguas salobres evidenciada por la presencia de Typha (Glenn et al. 1995), Cyperaceae y Poaceae (Urrego et al. 2009). En la ultima fase (despues de 1738 A.D.) se establece plenamente el manglar. El incremento de la concentracion y de los porcentajes de polen de las especies de manglar (Urrego et al. 2009) en La Flotante, a partir de la formacion del delta de Mestizos y de la bahia de Cispata (1762 A.D.), indican predominio de condiciones continentales, de menor energia, lo cual permitio la colonizacion gradual de la vegetacion de manglar, generada por la progradacion del delta (Robertson & Martinez 1999, Serrano 2001). Por su parte, la mayor resolucion del nucleo Navio permite detallar la evolucion en esta ultima fase. Entre 1746 y 1795 A.D. la vegetacion de marismas y la alternancia en los picos de Ambrosia y Typha reflejan la variabilidad en la influencia mareal, ya que a pesar de ser ambas especies halofilas, parecen no coexistir, ya que Typha soporta mayor salinidad que Ambrosia (Ferreyra 1983, Glenn. et al. 1995, Willard et al. 2001). Igualmente, Blechnum sp., helecho caracteristico de pantanos con baja salinidad, se asocia a las primeras etapas sucesionales del manglar (Mejia & House 2002, White et al. 2002, Gonzalez 2003). Para este periodo la linea de costa estaba muy cerca de alli, la relacion C/N menor a 7, indica un origen marino para la materia organica (Andrews et al. 1998, Goni et al. 2003, Lamb et al. 2006) y la progradacion ocurrida en el delta hacia el lado de la laguna Flotante.

El incremento de la biomasa del manglar en la laguna Navio entre 1795 y 1814 A.D, se evidencia en el incremento del Co, la disminucion de CaC[O.sub.3] y los valores de la razon C/N (>10), propios de materia organica terrestre. A partir de 1814 A.D., los altos porcentajes de Rhizophora (70%) registran manglar plenamente establecido tal como lo senalan estudios que relacionan la vegetacion en pie con la lluvia de polen (Engelhart et al. 2007, Urrego et al. 2009). En 1835 la disminucion repentina de Co, no asociada con una disminucion en Ci, podria indicar un pulso de materiales terrigenos. En 1849 A.D., la desembocadura del rio migro hacia la bahia de Cispata (Robertson & Martinez 1999), lo cual genero la colmatacion de la bahia, producto de mayores aportes fluviales y permitio la consolidacion del manglar en el area. Asi mismo, la presencia de polen de Laguncularia en esta epoca indica la salinidad media a baja en los manglares (Medina et al. 1990) y la intervencion antropica (Urrego et al. 2009), ya que para esta epoca algunas de las areas cenagosas, drenadas por los canos, se dedicaban al cultivo de arroz y los distributarios a la navegacion (Troll & Schmidt 1985). Entre este periodo y 1900 A.D. la razon C/N indica predominio de la materia organica terrestre en la laguna Navio.

Alrededor de 1900 A.D., se registro una intrusion marina intensa, en ambos nucleos con un aumento significativo de Ci y una disminucion de Co y en la razon C/N. En 1938 A.D. se presento el proceso de avulsion del rio Sinu que dio origen al actual delta de Tinajones. Adicionalmente, los canos distributarios Grande, Sicara, Remediapobres y Tijo (Fig. 1) penetraron el cuerpo mareal, lo que ayudo a la formacion del complejo lagunar actual, en un area aproximada de 150 [km.sup.2] (Robertson & Chaparro 1998, Serrano 2004). En este periodo se presentaron las mayores proporciones de Rhizophora en ambos nucleos (70%), por la escasez de agua dulce los cultivos de arroz se malograron y la navegacion se hizo imposible en la bahia de Cispata (Troll & Schmidt 1985). Sin embargo, el incremento del polen de Laguncularia, desde entonces evidencia la intervencion del manglar (Urrego et al. 2009) para la extraccion de madera por los pobladores locales (ASPROCIG 2006). Los incrementos en las concentraciones de polen, los cambios en los valores de la relacion C/N y los porcentajes de Ci registrados responden a los cambios geomorfologicos (progradacion del sistema), al intercambio de materia y energia entre el rio y el mar, y parcialmente a la intervencion antropica ocurrida en el sistema lagunar. Aunque las secciones analizadas mostraron diferencias entre ellas con respecto a la influencia marina y fluvial, relacionadas con la distancia a la linea de costa y los procesos de depositacion de sedimentos continentales y marinos, presentaron tendencias analogas de establecimiento e incremento de la vegetacion de manglar durante los ultimos 150 anos. Queda por determinar si las condiciones climaticas a largo plazo se reflejan en las variaciones del nucleo.

Cambios a escala regional: El incremento en los porcentajes de polen (especialmente de Rhizophora) y la relacion C/N partir de 1861 A.D. reflejan el establecimiento y expansion del manglar en respuesta a los mayores aportes fluviales, a la colmatacion de la bahia y al incremento en el nivel del mar indicado por el incremento en las concentraciones de carbonatos (CaC[O.sub.3]). Esta tendencia de incremento en las poblaciones de manglar a partir de 1850, se ha registrado en otros ecosistemas tropicales (Cohen et al. 2005, Carvalho et al. 2006) y se ha asociado con el incremento en el nivel del mar y las precipitaciones (Rull 1999, Polissar et al. 2006, Gonzalez et al. 2010) hacia el final de la PEH, durante la cual estos fueron menores. Esta expansion de los manglares en Cispata desde 1850 es el resultado del efecto combinado de los cambios geomorfologicos, que involucran altas tasas de acrecion gobernadas por las descargas de sedimentos aluviales y el incremento en el nivel del mar, tal como se ha registrado en otros sitios (Woodroffe 1990, 1999, Parkinson et al. 1994, Snedaker 1995, Alongi 2008). La tendencia global del incremento en el nivel del mar iniciado a partir de 1850 se ha identificado recientemente en el Caribe colombiano (Andrade et al. 2003, Ruiz-Ochoa et al. 2008), con base en la informacion del mareografo ubicado en Cartagena, donde se reporta un aumento en el nivel del mar de 0.6cm/ano, entre 1950 y 1993 (25cm en 44 anos). Las tasas de sedimentacion estimadas por Serrano (2001, 2004), a partir de la comparacion de mapas batimetricos para los intervalos de tiempo considerados en esta investigacion (1762-1849 y 1849-1938), son del orden de 5.8 y 3.2cm/ano, respectivamente, y consideradas por esta autora mas bajas de lo esperado, lo cual se explica por procesos de subsidencia y compactacion de sedimentos. Las tasas de sedimentacion promedio para las lagunas La Flotante y Navio entre 1849 y 1938 fueron menores (0.13 y 0.18cm/ano) y posterior a 1938, se incrementaron a 0.20 y 0.33cm/ano, respectivamente. Cabe destacar que la estimacion que hace Serrano (2001, 2004) considera el area en general y nuestro trabajo exclusivamente las lagunas, las cuales normalmente presentan tasas de sedimentacion menores. Aunque estas tasas son inferiores a las del incremento actual del nivel del mar (0.6cm/ano) (Andrade et al. 2003, Ruiz-Ochoa et al. 2008), la expansion de los manglares en Cispata reflejan, en parte, el balance entre este incremento en el nivel del mar y el aporte de sedimentos aluviales en el ultimo periodo, como condicion necesaria para esta expansion (Parkinson et al. 1994).

Se estima que los manglares del Caribe podrian soportar tasas de incremento en el nivel del mar entre 0.08-0.09cm/ano y estarian en riesgo de desaparicion con incrementos entre 0.09cm/ano y 0.12cm/ano (Ellison & Stoddart 1991, Ellison 1993, Field 1995). Sin embargo, aun no se conocen con certeza los limites maximos que podrian soportar (Snedaker 1995, Alongi 2008) puesto que los manglares cercanos a Key West, en La Florida, han migrado hasta 1.5km hacia tierra adentro desde 1940, con un incremento del nivel del mar entre 0.23 y 0.27cm/ano (Ross et al. 2000). El IPCC (2007) proyecta que a escala global el incremento promedio del nivel medio del mar podria ser de 88cm para el 2100, lo cual excederia los limites hasta ahora registrados y crea incertidumbre acerca del futuro de los manglares de Cispata. Su supervivencia dependera en parte de los aportes de sedimentos aluviales (Parkinson et al. 1994) y de procesos bioticos como el incremento de la masa de raices lo cual elevaria el nivel del suelo de los manglares (McKee et al. 2007). Es probable que los manglares puedan acoplarse a las nuevas condiciones ambientales y sigan incrementando su extension como lo han hecho en los ultimos 150 anos y se presente desplazamiento de la linea de costa mar adentro, ya que las condiciones topograficas y la batimetria de la plataforma continental en esta zona del Caribe son propicias, asi como la dinamica progradante del rio Sinu, que garantizaria el aporte de sedimentos aluviales que contrarrestarian el aumento en el nivel del mar, dando estabilidad al manglar a largo plazo. Sin embargo, tambien seguirian registrandose perdidas por efecto de la erosion que se presenta actualmente en las playas, por la retencion de sedimentos y el impacto en los caudales maximos y minimos de la represa Urra construida hace 10 anos. No obstante, investigaciones futuras deberan enfocarse en la cuantificacion y cambios de las tasas de sedimentacion en las diferentes geoformas del sistema, por efecto de la evolucion del delta del rio Sinu y el impacto en cada una de ellas del incremento actual en el nivel del mar, para determinar si se mantienen las condiciones de equilibrio que garanticen la permanencia del manglar o si este incremento supera el umbral que permita la progradacion del manglar, convirtiendolo en un sistema erosivo mas que progradante.

AGRADECIMIENTOS

Agradecimientos a la Direccion de Investigaciones de la Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellin (DIME), por financiar el proyecto "Registro climatico del fenomeno de La Nina en la zona costera del area de influencia del rio Sinu, Caribe colombiano", del cual hace parte esta investigacion. Al Departamento de Ciencias Forestales, la Maestria en Bosques y Conservacion Ambiental y al laboratorio de Ecologia Cesar A. Perez. A Ana Carolina Ruiz-Fernandez del Intituto de Ciencias del Mar y Limnologia de la Universidad Nacional Autonoma de Mexico, por la informacion preliminar de las fechas 210 Pb de la Seccion de Navio y a Maria Mercedes Quinceno por sus aportes.

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Ana Castano (1), Ligia Urrego (1) & Gladys Bernal (2)

(1.) Departamento de Ciencias Forestales, Universidad Nacional de Colombia, Medellin, Colombia, Calle 59 A No. 63-20, Autopista Norte; leurrego@unal.edu.co, arcastan@unal.edu.co

(2.) Escuela de Geociencias y Medio Ambiente, Universidad Nacional de Colombia, Medellin, Colombia, Cra 80 No 65-223, M2-319; gbernal@unal.edu.co

Recibido 23-X-2009. Corregido 18-v-2010. Aceptado 17-vi-2010.
CUADRO 1
Muestras datadas con 210Pb y utilizadas para estimar la edad de las
columnas de sedimento de las lagunas La Flotante y Navio

TABLE 1
210Pb dates used in estimation the age scale in La Flotante and Navio
lagoon cores

                                        Profundidad   Edad
Seccion       Numero de Laboratorio        (cm)       [sup.210]   A.D
                                                       Pb

La Flotante   My core 831                   0-3         5         2000
              My core 832                   7-9        18         1987
              My core 833                  13-14       42         1963
              Analisis granulometrico     419-440                 1064
                y geomorfologico
Navio         Lab Gqca 1LN                  0-1         5          2000
              Lab Gqca 2LN                  7-8        67          1938
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Article Details
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Author:Castano, Ana; Urrego, Ligia; Bernal, Gladys
Publication:Revista de Biologia Tropical
Article Type:Report
Date:Dec 1, 2010
Words:9343
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