Evaluación de la calidad ecológica de la Bahía de Paracas (Perú, 14°S) usando bioindicadores de los sedimentos: los foraminíferos bentónicos

Abstract

La eutrofización de ambientes marinos costeros es descrita como una tasa creciente de suministro de materia orgánica al ecosistema de fondo. En la zona costera de Pisco-Paracas, Perú, se desarrolló un proceso de eutrofización inducida por la contaminación orgánica de la industria de harina de pescado, entre 1964 y 2004, cuyos efectos sobre las comunidades de organismos bentónicos no han sido estudiados. Actualmente, la Bahía de Paracas es un ambiente marino somero (<15 m de profundidad) en el que existen condiciones naturales de hipoxia de fondo, de régimen poco descrito, que alberga una fauna bentónica poco diversa y tolerante a tales condiciones. Entre los organismos bentónicos, los foraminíferos (protistas testados) representan uno de los principales grupos dominantes en ambientes deficientes de oxígeno como la costa peruana. Debido a su diversidad y adaptaciones a condiciones ambientales específicas, los foraminíferos bentónicos son aptos para ser utilizados como indicadores de la calidad ecológica de los ecosistemas costeros. Además, las testas de los foraminíferos potencialmente se preservan en el registro sedimentario, permitiendo reconstruir la calidad ecológica de un ambiente en el pasado. El objetivo principal de este estudio fue evaluar la calidad ecológica de la Bahía de Paracas asociado al proceso de eutrofización inducida por la industria harinera, mediante la integración del estudio ambiental y un enfoque ecológico-paleoecológico basado en foraminíferos bentónicos. Para esto, se abordaron objetivos específicos en los capítulos del presente documento, como: la determinación de los principales factores que controlan el régimen de oxígeno de fondo en escalas de tiempo usando datos de monitoreo ambiental (Capítulo 2), la caracterización de los ensambles de foraminíferos bentónicos, su variabilidad espaciotemporal y los factores abióticos asociados (Capítulos 3 y 4); y finalmente se evaluaron los cambios históricos del enriquecimiento orgánico de los sedimentos y de los ensambles preservados de foraminíferos bentónicos, y su relación con la variabilidad geoquímica de los sedimentos en los últimos 100 años, a través del análisis de un registro sedimentario de la Bahía de Paracas. (Capítulo 5). Entre los años 1964 y 2004, la contaminación orgánica industrial en la zona costera de Pisco-Paracas indujo condiciones más eutróficas en los ambientes del fondo de la Bahía de Paracas, que no afectó, sin embargo, a la estructura del ensamble de foraminíferos bentónicos de la bahía, dado que las mismas especies dominantes (adaptadas para tolerar condiciones anóxicas y sulfurosas) caracterizaron los ensambles antes, durante y después del período de mayor influencia industrial. Esto llevó a concluir que la calidad ecológica de la Bahía de Paracas no fue degradada en ese periodo. Sin embargo, los sedimentos de la Bahía de Paracas acumularon cada vez más materia orgánica derivada del fitoplancton que, junto con los cambios asociados a otros procesos naturales o antropogénicos, habrían ocasionado un cambio reciente de especie de foraminífero dominante (de Bolivina costata a Buliminella elegantissima) que refleja las condiciones eutróficas severas de la actualidad.

Eutrophication of coastal marine environments is described as an increasing rate of supply of organic matter to the bottom ecosystem. In the coastal area of Pisco-Paracas, Peru, a process of eutrophication induced by organic pollution from the fishmeal industry developed between 1964 and 2004, the effects of which on communities of benthic organisms have not been studied. Currently, Paracas Bay is a shallow marine environment (<15 m deep) in which there are natural conditions of bottom hypoxia, of a poorly described regime, which is habitat for a benthic fauna that is low diverse but tolerant to such conditions. Among benthic organisms, foraminifera (testate protists) represent one of the main dominant groups in oxygen-deficient environments such as the Peruvian coast. Due to their diversity and adaptations to specific environmental conditions, benthic foraminifera are suitable to be used as indicators of the ecological quality of coastal ecosystems. Furthermore, the tests of foraminifera are potentially preserved in the sedimentary record, allowing us to reconstruct the ecological quality of an environment in the past. The main objective of this study was to evaluate the ecological quality of Paracas Bay associated with the eutrophication process induced by the fishmeal industry, by integrating environmental, ecological, and paleo-ecological approach based on benthic foraminifera. For this, specific objectives were addressed in the chapters of this document, such as: the determination of the main factors that control the bottom oxygen regime on time scales using environmental monitoring data (Chapter 2), the characterization of the assemblages of benthic foraminifera, their spatiotemporal variability and associated abiotic factors (Chapters 3 and 4); and finally, historical changes in the organic enrichment of the sediments and the preserved assemblages of benthic foraminifera were evaluated, along with their relationships with the geochemical variability of the sediments in the last 100 years, through the analysis of a sedimentary record from the Paracas Bay (Chapter 5). Between 1964 and 2004, industrial organic pollution in the Pisco-Paracas coastal area induced eutrophic conditions in the environments at the bottom of Paracas Bay, which did not affect, however, the structure of the benthic foraminiferal assemblage of the bay, given that the same dominant species (adapted to tolerate anoxic and sulfurous conditions) characterized the assemblages before, during and after the period of greatest industrial influence. This led to the conclusion that the ecological quality of Paracas Bay was not degraded in that period. However, the sediments of Paracas Bay accumulated more and more organic matter derived from phytoplankton that along with changes associated with other natural or anthropogenic processes, would have caused a recent change in the dominant foraminiferal species (from Bolivina costata to Buliminella elegantissima) reflecting the current severe eutrophic conditions.