tesis completa en pdf

UNIVERSIDAD DE OCCIDENTE

UNIDAD GUASAVE

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

PRODUCCIÓN PRIMARIA FITOPLANCTÓNICA EN LA REGIÓN

SUR DE LA CORRIENTE DE CALIFORNIA DURANTE JULIO DE

2008

TESIS

QUE PARA OPTAR AL GRADO DE:

LICENCIADO EN BIOLOGÍA

PRESENTA

SANIA VALDEZ DIARTE

DIRECTORA

DRA. TERESA LETICIA ESPINOSA CARREÓN

Guasave, Sinaloa, noviembre de 2010.

Este trabajo se llevó a cabo en el Departamento de Medio Ambiente del Centro

Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR) Unidad

Sinaloa del Instituto Politécnico Nacional (IPN) bajo la dirección de la Dra. Teresa Leticia

Espinosa Carreón. El análisis de las muestras de clorofila-a así como la lectura de las

muestras de producción primaria se realizaron en el laboratorio de Ecología Costera en el

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) bajo la

asesoría del Dr. Gilberto Gaxiola Castro y del M. en C. Martín de la Cruz. Este trabajo

recibió financiamiento de los proyectos: CONACyT No. 23947 "Implementación de un

observatorio oceanográfico en el Pacífico mexicano nor-oriental para estudiar la respuesta

del ecosistema pelágico a la variabilidad de largo período y al cambio climático". No.

99252 "Respuesta del Ecosistema Pelágico al Cambio Climático: patrones y procesos en el

Sur de la Corriente de California durante el Período 2000-2011". SIP20100279 y CECYT

2010 “Efecto de los factores ambientales en el desarrollo del ostión japonés Crassostrea

gigas en la peninsula de Lucernilla Navolato, Sinaloa”.

DEDICATORIA

Este trabajo es en memoria de mi abuela, nuestra Paloma.

Alejandra López Ochoa (17-12-17 29-05-08)

Mamá Janda

Una gran mujer, que día a día nos enseñó la alegría y el gusto por la vida. Que se marchó su cuerpo, pero dejó en

nuestras mentes su esencia, su alegría, su canto a la vida, el recuerdo del abuelo que no conocimos, pero que gracias a ella

quedó plasmado en nuestra memoria.

Por supuesto es en reconocimiento a mis padres: Leonardo Valdez y Nadia Diarte, ya que sin ellos esto y nada en mi

vida sería posible. Son mi aliento, mi bastón, mi guía.

AGRADECIMIENTOS A Dios, que siempre se transmite a través del amor y la bendición que mi madre me

da al salir de mi casa y a toda hora del día, sobre todo cuando estoy lejos.

A mis padres Leonardo Valdez y Nadia Diarte, Gracias por permitirme y enseñarme a crecer y creer en mí.

A mis hermanos Carlos Ernesto, Nadia Elizabeth y Néstor Nedel, que me han dado el cariño, el amor y el apoyo necesario para superar todos los objetivos que me he propuesto.

A la Dra. Leticia por darme la oportunidad y el apoyo para formar parte de su equipo de trabajo. Debo hacer también un gran reconocimiento por ser además una amiga; y apoyarme profesional, moral y económicamente cuando fue necesario.

A todos mis profesores de la Universidad de Occidente por sus enseñanzas, apoyo y amistad en cualquier momento:

M en C Cecilia Romero, M en C Eusebio Nava, M en C Lorenzo Meza, M en C Rosita Longoria, M en C María Ladrón de Guevara, M en C Salomé Vázquez, M en C Pilar Barbossa, M en C Andrés Góngora, M en C Arturo Fierro, M en C Lizbeth Perea, M en C Gerardo Sánchez, M en C Jorge Soto, M en C Baruch García, M en C Iván Martínez, Dra. Melina López, Dr. Ignacio Mendoza, Dr. Sergio Medina, Dra. Durga Rodríguez, MVZ Margarita Salto, Gracias, y disculpas a quien me haya faltado pues tengo mala memoria.

A todos mis compañeros de generación:

Raquel, Wendy, Tere, Isaac, Brisa, Yahir, Oscar, Jesús de Martín, Amós, Armando, Lupita, Daniel, Areli, Lizeth. Porque con ellos tuve unas gratas y otras malas experiencias pero sirvieron para crecer como persona y como bióloga que intento ser. Como olvidar aquellas salidas de campo y todos los días de clases que vivimos juntos ¡Gracias compañeros!

Gracias a la tripulación del B/O Francisco de Ulloa en la campaña oceanográfica IM0807 de CICESE:

Los “físicos”: Ing. Juan Francisco Moreno Higareda, Ramón Murillo Martínez y Luis Erasmo Miranda Bojórquez.

Los “biólogos”: Biol. José Luis Cadena Ramírez, M en C Ricardo Javier Saldierna Martínez y Ofir Molina González.

Y los “químicos”: M en C Martín de la Cruz Orozco, Dr. Víctor Manuel Martínez Almeida, Francisco Flores Cárdenas y Gabriela Cervantes Díaz.

También al resto de la tripulación del B/O Francisco de Ulloa capitaneado por el C. Pedro Núñez Cota; el Ing. Francisco Contreras, Román Moreno y el segundo oficial Rosario.

Al M en C Ricardo Saldierna y la M en C Adriana Calapíz agradezco su hospitalidad al recibirme en su casa en La Paz.

Al M en C Martín de la Cruz por todo el entrenamiento para la realización de mis experimentos, así como todo el apoyo moral y amistad que queda.

Al Ing. Juan Francisco Moreno por brindarme su amistad, y permitirme conocer y aprender sobre los equipos del área de física.

A toda la tripulación en general, porque gracias a ellos el crucero fue una de las mejores experiencias que he vivido, y sé que quedó una gran amistad entre todos.

Al Dr. Gilberto Gaxiola y la Dra. Bertha Lavaniegos por permitirme la estancia en CICESE para la lectura de mis muestras.

A todos los compañeros del equipo de trabajo de la Dra. Leticia Espinosa.

Al M en C Esteban Manuel Pérez Arbizu, quien es mi hermano, mi amigo, mi alumno, mi maestro, gracias por todo el apoyo profesional que me brindaste para la realización de este trabajo y sobre todo por tu amistad en todo momento, gracias.

A Becanet Superior que me otorgó una beca de titulación.

A la Lic. Victoria López Beltrán por su apoyo para la participación en los veranos científicos y las gestiones que realizó para recibir apoyo de parte de la Universidad y otras instituciones para dichas estancias y los congresos: Gracias.

Y todas las personas que se han cruzado en mi vida, algunos siguen, otros se marchan, pero todos han dejado al menos un granito en mi y gracias a ello soy quien soy.

Al OCÉANO que en su inmensidad, furia y poder nos permite descubrir las grandes maravillas que encierra. Que me ha enseñado a persistir ante todo, a cambiar sin perder mi esencia, a plasmar en todo lo que hago lo que soy.

ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS VII

ÍNDICE DE TABLAS VIII

GLOSARIO IX

RESUMEN X

I. INTRODUCCIÓN 1

II. ANTECEDENTES 7

III. JUSTIFICACIÓN 11

IV. OBJETIVOS 11

4.1 General

4.2 Específicos

V. HIPÓTESIS 12

VI. ÁREA DE ESTUDIO 12

VII. MATERIALES Y MÉTODOS 15

7.1 Plan de estaciones oceanográficas 15

7.2 Metodología para estimar producción primaria 17

7.2.1 Determinación de profundidades a distintas intensidades de luz 17

7.2.2 Colecta y procesamiento de muestras 18

7.2.3 Aplicación de fórmula para obtención de la producción primaria 19

7.2.4 Colecta de muestras de agua y procesamiento de Clorofila-a 22

7.2.5 Procesamiento de resultados 22

VIII. RESULTADOS 23

8.1 Distribución espacial 23

8.2 Clorofila integrada y productividad primaria integrada en la zona eufótica 29

8.3 Perfiles verticales de producción primaria y clorofila-a en la zona eufótica, y temperatura hasta los 100 de profundidad

30

8.4 Curvas Fotosíntesis-Irradiancia (P-E) 35

IX. DISCUSIÓN 37

X. CONCLUSIONES 45

XI. BIBLIOGRAFÍA 46

VII

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 Área de estudio de programa IMECOCAL. Los puntos negros indican las estaciones oceanográficas del programa.

14

Figura 2 Área de estudio de programa IMECOCAL. Los círculos grandes indican las estaciones en las que se realizaron los experimentos de productividad primaria.

16

Figura 3

Relación fotosíntesis-irradiancia (curva P-E). PBm es la tasa fotosintética máxima

[mgC (mgClo-a)-1 h-1]; αB es el coeficiente de máxima utilización de luz [mgC(mgClo-a h)-1/ (µmoles fotones m-2 s-1] y Ek (PB

m/αB) es el parámetro de fotoaclimatación del fitoplancton [µmoles fotones m-2 s-1). La línea roja representa el ajuste hiperbólico a partir de la ecuación de Jassby y Platt (1976). Las líneas representan intersecciones y prolongaciones de los parámetros estimados.

11

Figura 4 Mapas de temperatura (°C), salinidad, oxígeno (mg l-1) y Clo-a (mg m-3) a 10m de profundidad durante julio de 2008 en la región sur de la CC.

24

Figura 5 Mapas de temperatura (°C), salinidad, oxígeno (mg l-1) y Clo-a (mg m-3) a 50m de profundidad durante julio de 2008 en la región sur de la Corriente de California.

26

Figura 6 Mapas de temperatura (°C), salinidad, oxígeno (mg m-3) y Clo-a (mg m-3) a 100m de profundidad durante julio de 2008 en la región sur de la Corriente de California.

28

Figura 7a

Perfiles verticales de producción primaria (PP en mg C m-3 h-1), clorofila-a (Clo-a en mg Clo-a m-3), temperatura (T en °C); se muestra la línea horizontal continua que indica la profundidad de la capa de mezcla (CM) mientras que la línea horizontal punteada delimita la profundidad de la zona eufótica (Zeu). Estaciones: a) 100.50, b) 103.50, c) 107.55 y d) 110.45

32

Figura 7b Continuación. Estaciones e) 113.60, f) 117.40, g) 123.42 y h) 130.50. 33

Figura 7c Continuación. Estaciones i) 130.50, j) 133.50, k) 137.55 y l) 138.30. 34

Figura 8

Curvas P-E durante julio de 2008. Irradiancia (E en µmol cuanta m-2 s-1) y fotosíntesis normalizada por unidad de clorofila (PB

max en mgC mgClo-a h-1). Estaciones: a) 110.50, b) 117.40, c) 130.50 y d) 138.30. Los números alrededor de la curva indican el número secuencial de la muestra al momento de realizar la incubación.

36

Figura 9 Mapas de temperatura a 10m durante el mes de julio. a) La Niña 2000. b) Año normal, 2003. c) La Niña 2007. d) La Niña 2008. 41

Figura 10 Clorofila a 10m durante el mes de julio. a) La Niña 2000. b) Año normal, 2003. c) La Niña 2007. d) La Niña 2008.

42

VIII

ÍNDICE DE TABLAS

Pág.

Tabla I Se muestran las estaciones con su posición geográfica, profundidad y tipo de experimentos realizados. 15

Tabla II Valores de PP y de clorofila integrada por zonas. 29

Tabla III Parámetros fotosintéticos de estaciones oceanográficas de la red IMECOCAL durante julio de 2008. 36

Tabla IV Valores de parámetros fotosintéticos en la región IMECOCAL en distintos meses y años. 44

IX

GLOSARIO

Biomasa fitoplanctónica: Producto del proceso de la fotosíntesis en el medio marino.

Clorofila: Pigmento fotosintético presente en la gran mayoría de los organismos fitoplanctónicos para la realización de la fotosíntesis. Con fórmula química C55H72MgN4O5. Su función principal es la absorción de la luz.

El Niño: Fase cálida del fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENOS), se manifiesta por el calentamiento de las aguas superficiales de la zona tropical y oriental del Océano Pacífico. Se presenta cada 3 a 8 años, por un periodo de 6 a 18 meses.

ENOS: El Niño-Oscilación del Sur, se manifiesta en un cambio periódico en la atmósfera y el océano Pacífico Tropical. Presenta dos eventos, uno frío (La Niña) y otro cálido (El Niño)

Estratificación: Distribución de las masas de agua en función de la densidad. Consiste en la existencia de dos o más capas horizontales arregladas de acuerdo a la densidad.

Fitoplancton: Microorganismos acuáticos, con capacidad fotosintética, responsables del 30 al 60% de la fotosíntesis global.

Fotosíntesis: Proceso mediante el cual se capta CO2 ambiental y es convertido en biomasa.

In situ (in situ): Frase en latín, que significa en el lugar o posición natural u original.

La Niña: Fase fría del fenómeno ENOS, ocurre por el enfriamiento de la capa superior del océano en la zona tropical y oriental del Océano Pacífico.

Producción primaria: Fijación de carbono ambiental por organismos fitoplanctónicos en el medio marino.

Remolino: Es un volumen de agua giratorio, producto del efecto de las mareas y corrientes, varían de metros a kilómetros, y de segundos a semanas. Los hay de dos tipos: ciclónico, con un giro en sentido de las manecillas del reloj y presentan un núcleo cálido, mientras que el anticiclónico, su giro contra las manecillas del reloj, y genera el ascenso de agua con baja temperatura, alta salinidad y frecuentemente rica en nutrientes.

Surgencia: Movimiento vertical de las masas de agua en el océano causado por el transporte de Ekman, el agua subsuperficial es de baja temperatura y rica en nutrientes, y dependiendo de la zona, puede generar un aumento en la biomasa fitoplanctónica.

Transporte de Ekman: Es el movimiento de las masas oceánicas por efecto del viento, en el hemisferio norte el transporte se da este a oeste, produciendo el transporte vertical de agua subsuperficial.

Zona eufótica: Se define como la profundidad a la que llega el 1% de irradiancia superficial, en ella se lleva a cabo el proceso de fotosíntesis.

X

RESUMEN

El año 2008 estuvo enmarcado en un evento La Niña, con el objetivo de conocer si

el sistema de la Corriente de California tuvo una respuesta a éste fenómeno, se estudió la

producción primaria fitoplanctónica (PP) en la región IMECOCAL durante julio de 2008 a

partir de datos obtenidos de experimentos con 14C in situ en la zona eufótica. Las

profundidades de incubación fueron a 100%, 50%, 30%, 20%, 10%, y 1% de irradiancia

superficial, tomándose además alicuotas de agua para la determinación de clorofila-a (Clo-

a) con botellas Niskin acopladas a una roseta. La Clo-a se determinó utilizando el método

descrito por Holm-Hansen. El registro vertical de temperatura, salinidad y oxígeno disuelto

se obtuvo mediante un CTD Sea Bird. Se obtuvieron mapas de temperatura, salinidad,

oxígeno y clorofila-a (Clo-a) en una distribución horizontal a las profundidades de 10, 50 y

100m en la red IMECOCAL así como perfiles verticales de Clo-a, PP y temperatura. Se

observó la presencia de Agua Subártica con bajas temperaturas y salinidades, las cuales

presentaron un gradiente y se incrementaron hacia el sur. Se observaron altas

concentraciones de Clo-a, cayendo en la clasificación mesotrófica para la mayor parte del

área de estudio, siendo la zona costera sur y Bahía Vizcaíno las que presentaron

características eutróficas. Se observó la presencia de un remolino ciclónico en la región

oceánica al suroeste de Punta Eugenia, lo que generó un núcleo de alta concentración de

Clo-a rodeado de bajas temperaturas, y consecuente una alta producción primaria. En Baja

California, durante la primera mitad del año 2008 se registraron condiciones frías, mientras

que se observó un cambio hacia condiciones cálidas en la segunda mitad del 2008, los

registros de Clo-a y PP en julio de 2008, sugieren que la región no se encontró influenciada

por La Niña.

Palabras clave: Producción primaria, Corriente de California, La Niña, remolino

ciclónico, clorofila-a.

Producción primaria fitoplanctónica en la región sur de la Corriente de California durante julio de 2008.

Valdez-Diarte, 2010.

1

I. INTRODUCCIÓN El crecimiento de las actividades antropogénicas como la deforestación y la quema

de combustibles fósiles, así como la sobrepoblación humana han incrementado en la

atmósfera la presencia de gases como el bióxido de carbono (CO2), sin embargo, la

eficiencia de los organismos para realizar el proceso de fotosíntesis no aumenta. La tasa de

cambio del CO2 depende tanto del incremento de las actividades humanas como de los

procesos biogeoquímicos y climatológicos del ciclo del carbono (Falkowski et al., 2000).

En el medio marino se realiza del 30 al 60% de la fijación anual de carbono en la Tierra,

mientras que el fitoplancton representa del 1 al 2% de la biomasa global (Sakshaug et al.,

1997; Falkowski et al., 1998).

Las emisiones de carbono pueden afectar la distribución espacial y taxonómica de la

biota marina por cambios en la química del océano e indirectamente por las alteraciones

climáticas que modifican su circulación (Holligan, 1992; Siegenthaler y Sarmiento, 1993;

Sarmiento et al., 1998). En el medio marino una de las variables ecológicas más

importantes para conocer la tasa de cambio del carbono es la producción primaria (PP), que

se define como la fijación de carbono por el fitoplancton por unidad de área durante un

tiempo determinado (mgC m-3 h-1), mientras que la producción primaria neta es la síntesis

del nuevo material orgánico menos la pérdida por respiración, muerte, hundimiento y

pastoreo (Harris, 1986). Cerca del 40% del carbono atmosférico captado es llevado a capas

profundas del océano (Sakshaug et al., 1997; Falkowski et al., 1998), y la biota marina

actúa como una bomba biológica, ya que es la que exporta el material orgánico a las

profundidades del océano (Siegenthaler y Sarmiento, 1993). Sin embargo, estos valores son

estimaciones a escala global. Para determinar mejor la condición del flujo de carbono vía

fotosíntesis en el océano es necesario conocer el ciclo biogeoquímico del carbono a escala

global (Platt et al., 1992; Longhurst et al., 1995).

Una forma para estimar la producción primaria es el uso de carbono radiactivo

(14C), y el método más utilizado es el desarrollado por Steemann Nielsen (1952), su uso ha

ido en aumento en los últimos años ya que permite la estimación en condiciones

controladas (in vitro), y muestra gran eficiencia en experimentos en campo (in situ), se

pueden desarrollar incubaciones de muestras de agua a diferentes profundidades e



2

intensidades de luz en la columna de agua (PP in situ) ó incubaciones a un nivel e

intensidad de luz fijos (curvas fotosíntesis – irradiancia: P-E) (Aalderink y Jovin, 1997).

La productividad primaria se ve afectada por procesos particulares de cada zona

geográfica, que son modulados por factores ambientales tanto locales como globales. A

menudo se relacionan los procesos biológicos con las características físicas y químicas del

ambiente (González-Morales et al., 1993; Platt et al., 1995; Sakshaug et al., 1997; Gaxiola-

Castro et al., 1999; Gaxiola-Castro et al., 2002; Espinosa-Carreón, 2005). Margalef (1978)

y Cullen et al. (2002) sugieren que la sucesión de especies en comunidades fitoplanctónicas

se debe a cambios en el ambiente ya sean físicos, de advección y turbulencias.

Platt y Sathyendranath (2007) sugieren que la fotosíntesis es la fijación de carbono

inorgánico (CO2) cuyo producto es el carbono orgánico (en forma de carbohidratos)

utilizando luz como fuente de energía. En muestras acuáticas se expresa como masa de

carbono convertido o fijado por unidad de volumen de agua por unidad de tiempo

[expresado normalmente como mgC m-3 h-1]. En la estimación de la productividad del

fitoplancton es fundamental establecer la relación fotosíntesis – irradiancia (P – E) (Steele,

1962; Jassby y Platt, 1976; Platt et al., 1980; Falkowski y Wirick 1981; Mergard et al.,

1984; Eilers y Peeters 1993; Pahl-Wostl y Imboden, 1990; Janowitz y Kamykowski, 1991).

Al realizar las curvas P-E se obtiene la respuesta fotosintética de la comunidad

fitoplanctónica a cierta cantidad de luz o irradiancia. Una propiedad importante en el campo

de la irradiancia es la longitud de onda (λ), ya que la respuesta fotosintética a la luz

disponible es dependiente de la misma. La irradiancia (E) puede ser expresada como el

flujo de la energía por unidad de área por unidad de tiempo [µE m-2 s-1] (Platt y

Sathyendranath, 2007).

Las curvas P-E arrojan propiedades fisiológicas de la comunidad definidos como

parámetros fotosintéticos: coeficiente de máxima utilización de luz de curva P-E (conocido

como pendiente inicial o αB) y la tasa de fotosíntesis máxima a saturación de luz (número

de asimilación o PBmax). Se relaciona α con los centros de reacción del fotosistema II y a la

absorción de la sección transversal. PBmax es controlado por la concentración celular y por

la actividad enzimática de la reacción oscura que incluyen la fijación de carbono y varía en

función de la disponibilidad de nutrientes, temperatura y tamaño celular (Falkowski, 1981;



3

Falkowski, 1992). El parámetro de fotoaclimatación (Ek = PBmax / αB) estima la intensidad

de luz a la cual el fitoplancton alcanza la saturación. El subíndice B es indicativo que los

parámetros fotosintéticos son normalizados por unidad de clorofila a.

Platt et al. (1990), Platt y Sathyendranath (1991), Platt y Sathyendranath (1993)

proponen un modelo que utiliza los parámetros fotosintéticos y otras variables con la

finalidad de estimar la producción primaria en la capa de mezcla.

El proceso de la fotosíntesis se lleva a cabo en la columna de agua que representa la

profundidad de la zona eufótica, siendo la profundidad de la capa de mezcla (CM) un buen

indicador de la zona superior del océano limitada por nutrientes (Carr, 2002), ya que la tasa

de crecimiento fitoplanctónica depende tanto de la luz que penetra como de los nutrientes

presentes en el medio (Espinosa-Carreón, 2005).

El movimiento vertical es la principal fuente de fluctuaciones (Denman y Gargett,

1983) ya que no sólo mantiene las poblaciones de fitoplancton en la capa de mezcla sino

que tiene un gran efecto en las tasas fotosintéticas (MacIntyre y Geider, 1996), además

provee nutrientes desde capas profundas a la superficie (Sathyendranath et al., 1991), y

favorece la formación de células grandes en suspensión en superficie (Bouman et al.,

2003). Muchos son los factores que afectan la dinámica de una comunidad fitoplanctónica.

Dentro de los procesos químicos – biológicos se tiene a la biomasa autotrófica por sí

misma, la concentración de nutrientes y metales traza, historia de vida y la estructura

taxonómica del fitoplancton; los procesos horizontales y verticales, el viento como fuente

de mezcla y transporte vertical de nutrientes, la advección horizontal, la radiación solar así

como la temperatura son considerados dentro de los procesos físicos. Estos provocan

distintas adaptaciones fisiológicas en las células fitoplanctónicas bajo diferentes

condiciones ambientales (Platt y Sathyendranath, 1999).

Dentro de los procesos naturales más sobresalientes se presenta El Niño que se

inicia por anomalías en los vientos en el Océano Pacífico Ecuatorial Occidental. Se

caracteriza por el hundimiento de la termoclina y la elevación del nivel del mar en la zona

costera de la CC (Huyer y Smith, 1985). Con el hundimiento de la termoclina la

temperatura de la capa superficial aumenta, por lo tanto las débiles surgencias (en el caso

de que las haya) llevan a la superficie agua con temperatura relativamente cálida y baja



4

concentración de nutrientes. La presencia de distintos patrones físicos implica la generación

y permanencia de cierta distribución de células de fitoplancton y por tanto también se

refleja en la producción primaria (Falkowski et al, 1998; Espinosa – Carreón, 2005).

Durante eventos La Niña se observa una elevación de la termoclina que incrementa

la presencia de surgencias costeras (Shwing et al., 2002; Espinosa-Carreón, 2005), por lo

que la temperatura superficial desciende. Schwing, et al. (2002) sugieren que estos eventos

contribuyen, además de un mayor número de surgencias, aguas atípicamente frías en el

SCC.

Dentro de los efectos más importantes producidos por El Niño en la capa pelágica

del océano están las disminuciones de la abundancia del fitoplancton (Feldman et al., 1984)

y de la producción primaria (Barber y Chávez, 1983; Barber et al., 1985). El principal

efecto sobre en la columna de agua es el decremento en la concentración de nutrientes

inorgánicos en la zona eufótica (Zeu) (Dugdale, 1967) y por lo tanto hay un decremento en

el fitoplancton, lo que fue demostrado durante los eventos El Niño 1982-83 (Barber y

Chávez, 1986) y 1992-93 (Chávez, 1996).

Procesos de mesoescala como remolinos ciclónicos y anticiclónicos, meandros,

frentes y surgencias provocan cambios en la profundidad de la capa de mezcla (Espinosa-

Carreón, 2005). Al borde de los remolinos anticiclónicos se presenta un incremento en la

concentración de clorofila debido a la mayor disponibilidad de nutrientes por la elevación

de la termoclina (Venrick et al., 2003).

En el Océano Pacífico una de las regiones costeras más importantes a nivel mundial

en productividad primaria por unidad de área es la costa de la Península de Baja California

(Hutchings et al., 1995). Pennington y Chávez (2000) sugieren que durante las surgencias

oceánicas se producen florecimientos algales de manera que en las costas del Pacífico

nororiental se presenta una marcada estacionalidad con altas concentraciones de nitratos,

alta salinidad y temperaturas mínimas durante mayo a junio, así como alta concentración de

clorofila de abril a julio. También se sugiere que las lagunas costeras de la costa oeste de la

Península de Baja California son enriquecidas con aguas frías y ricas en nutrientes

inorgánicos (Zaytsev et al., 2003).



5

El SCC es uno de los principales sistemas con frontera oriental (Carr y Kearns,

2003), presenta una gran cantidad de surgencias costeras producidas por el transporte de

Ekman hacia fuera de la costa debido al esfuerzo del viento hacia el ecuador y que por

balance de masas, se presenta un transporte vertical de aguas profundas con baja

temperatura, alta salinidad y alta concentración de nutrientes, los cuales favorecen el

incremento en la biomasa fitoplanctónica, que es base de la producción en los sistemas

acuáticos (Falkowski et al, 1998).

La Corriente de California (CC) forma parte del Sistema de la Corriente de

California (SCC), se caracteriza por tener flujo hacia el ecuador por tal motivo se denomina

como “corriente de frontera oriental” y es reconocida por su alta productividad oceánica

(Barber y Smith, 1981; Carr, 2002). Cuando la corriente fría del Pacífico Norte choca con

las costas occidentales de América del Norte, surgen, al norte la Corriente de Alaska y al

sur la Corriente de California, ésta última viaja desde la superficie hasta los 300 metros de

profundidad con dirección hacia el sur, y fluye paralela a la costa desde Columbia

Británica, Canadá, hasta el sur de la Península de Baja California, México (Lynn y

Simpson, 1987; Bograd et al., 2001). La CC corre a una distancia de 200 a 300 km de la

costa, con una velocidad de 25 cm s-1 fuera de la costa de California (Lynn y Simpson,

1987).

El programa IMECOCAL, tiene dos objetivos, el primero es proveer de

descripciones cuantitativas los procesos físicos y biológicos para contribuir a ampliar la

comprensión del papel que juega la estructura y procesos físicos en la dinámica del

ecosistema de la Corriente de California en el área frente a Baja California, México. El

segundo objetivo es lograr la capacidad de predicción en forma realista de la respuesta del

ecosistema pelágico al cambio climático regional y global, así como a las actividades

pesqueras y otras perturbaciones antropogénicas. Desde su surgimiento en octubre de 1997

a la fecha se han realizado 43 cruceros oceanográficos en la región IMECOCAL a bordo

del B/O Francisco de Ulloa del CICESE.

El presente trabajo tiene como objetivo estimar la producción primaria en el sur de

la Corriente de California durante el mes de julio de 2008 utilizando datos de incubaciones

in situ, curvas fotosíntesis – irradiancia (P – E), así como conocer la relación entre la PP y



6

la distribución de temperatura, salinidad, oxígeno y clorofila a. De acuerdo a McClathcie et

al. (2009), desde el verano de 2007 hasta el inicio de 2009, el Sistema de la Corriente de

California estuvo dominado por condiciones del evento La Niña, con una transición hacia

condiciones El Niño en la primavera de 2009. Por lo que, además se pretende comprobar si

julio de 2008 presenta efectos del evento La Niña.



7

II. ANTECEDENTES

La cantidad y distribución del fitoplancton influye directamente en la tasa

fotosintética de una zona geográfica. La concentración de clorofila en un cuerpo de agua es

un factor importante para caracterizar la distribución de la biomasa fitoplanctónica. El

proceso de la fotosíntesis, bajo cualquier condición de irradiancia, depende principalmente

de los pigmentos que absorben la luz, siendo la clorofila a (clo-a) el pigmento más utilizado

para este propósito, pues se encuentra en casi todas los tipos de algas, con la excepción de

algunas proclorofitas marinas (Cullen, 1982; Falkowski y Raven, 1997).

La distribución vertical de la clorofila corresponde en gran medida a los gradientes

verticales de nutrientes en el océano (Cullen, 1982). Coté y Platt (1983) mencionan que las

comunidades fitoplanctónicas más productivas se localizan en regiones con

discontinuidades en los procesos físicos como sistemas de surgencias, áreas sobre la

plataforma continental y frentes oceánicos.

Peláez y McGowan (1986) identificaron por primera ocasión la distribución espacial

y temporal de los pigmentos fotosintéticos observados a través de imágenes de satélite en la

región sur de la CC.

La importancia del uso de imágenes de color a gran escala, la influencia de los

eventos de El Niño y La Niña, así como la circulación estacional y la energía cinética de los

remolinos, han sido descritos en diversos trabajos utilizando compuestos satelitales de

clorofila (Peláez y McGowan, 1986; Thomas y Strub, 1989). Mientras que otros han

utilizado información de altimetría (Strub et al., 1990; Strub y James, 2000; Strub y James,

2002).

Con el uso de imágenes satelitales se han observado cambios fuertes en la clorofila

superficial y de producción primaria neta frente a Baja California asociados a la influencia

de El Niño 1997 – 1998 (Kahru y Mitchell, 2000; Kahru y Mitchell, 2002).

El SCC y la zona frente a Baja California son también afectados por estas

perturbaciones de gran escala espacial y temporal (Millán-Núñez et al., 1996). Durazo y

Baumgartner (2002) describen a la región de Baja California durante El Niño 1997-98 con



8

una marcada disminución en los procesos de mesoescala como remolinos y meandros, así

como un incremento del flujo de agua hacia el polo.

Sosa-Avalos (2002) reporta que las bajas temperaturas y la menor irradiancia de

invierno y primavera de 1999 parecen tener un efecto adverso en el proceso enzimático de

las células. Explica que durante el verano y otoño de 1999, el incremento en la irradiancia y

la temperatura superficial del mar (TSM) generan un incremento de la tasa máxima de

fotosíntesis (PBm) en ausencia de fotoinhibición, debido también a la fotoaclimatación

fisiológica de las células del fitoplancton a altas irradiancias.

Venrick et al., (2003) reportan surgencias costeras en Ensenada, Punta Baja y Punta

Abreojos que se relacionan con bajas temperaturas y altos valores de Clo-a. En la región

IMECOCAL se presenta un patrón de altas concentraciones de Clo-a en la región costera

sur, que disminuyen de costa a océano, la zona norte presenta valores bajos de Clo-a y la

salinidad en los primeros cien metros es anómalamente baja (Goericke et al., 2004).

Aguirre-Hernández et al. (2004) generaron curvas P – E durante julio y septiembre

de 1998 en el área de estudio; reportaron que en julio se registraron valores más altos de PP

en la zona costera y oceánica que en septiembre para ambas zonas. Cepeda-Morales (2004)

reporta que durante los meses de julio de 1999, 2000 y 2002, se presentan altos valores que

decaen hacia el mes de abril de 2003. También reporta valores de la tasa máxima de

fijación de carbono con experimentos in situ realizados en cruceros durante julio de 1998 a

octubre de 2002 en la región sur de la CC, obtuvo un valor promedio de 3.53 mgC (mgClo–

a h)-1, con un valor máximo de 9 mgC(mgClo-a h)-1 durante julio de 2002 y un valor

mínimo de 1 mgC(mgClo-a h)-1 en octubre de 2002.

Hernández de la Torre et al. (2004) analizaron la variabilidad de largo periodo de la

producción primaria total (PT) asociada a eventos ENOS para los años de 1969 a 2002 para

el norte de Baja California, utilizando datos de algunas estaciones tanto de la red CalCOFI

como de IMECOCAL, reportan anomalías positivas para PT de 1970 a 1975 con un

promedio de 0.024 GtC año-1, que mostró un cambio a anomalías negativas para el ENOS

1976 – 1977 con un efecto permanente por al menos 20 años, durante los años ENOS 1982

– 1984, 1987 – 1988, 1992 – 1993, y 1997 – 1998 se hizo aún más evidente la anomalía

negativa de PT; con una disminución de ~20% en la producción anual para todos los años



9

del estudio; este cambio de largo período significó una reducción de 0.007 gigatoneladas de

Carbono (GtC ) por año-1 para el área, en El Niño 1997 – 1998 se observó una PT de 0.014

GtC año-1, logrando un incremento a 0.023 GtC año-1 durante 1999 – 2002, similar a los

valores estimados en los años setenta. Lo que sugiere una alta probabilidad de que la PT se

incremente un año antes, disminuya durante el año del fenómeno y se recupere un año

después de la incidencia del ENSO.

Soto-Mardones et al. (2004) obtuvieron velocidades geostróficas usando datos de

altimetría hidrográfica y mediciones directas de corrientes fuera de la costa de Baja

California de enero de 2000 a julio de 2002. Sugieren la presencia de remolinos, meandros

y filamentos en la región. Observaron dos mecanismos de generación de remolinos, el

primero es en respuesta a la geometría costera, mientras que el segundo se debe al calienta

de la Corriente de California hacia el ecuador y a la Contracorriente de California con

dirección al polo.

Espinosa-Carreón (2005) identificó tres regiones con alta variabilidad en la

Península de Baja California: las zonas de surgencias costeras, el Frente Ensenada al norte

del área y una zona de meandros y remolinos al oeste y suroeste de Punta Eugenia.

Cantú-Ontiveros (2005) realizó una comparación entre la producción primaria de

enero y abril de 2003. El mes de enero se caracterizó por una termoclina somera, que

favoreció el aporte de nutrientes además de estructuras físicas de mesoescala como

remolinos, meandros y frentes, lo que confirió características muy heterogéneas al sistema.

Un ejemplo de estos fenómenos es la intrusión de Agua Subártica por el norte y la señal

subsuperficial de agua más caliente y salada por el sur del área. Sugiere a su vez que la baja

producción promedio de abril con respecto a enero de 2003, pudo deberse a la alta

estratificación cerca de la costa y una termoclina más profunda mar adentro.

Espinosa-Carreón (2005) en su estudio sobre procesos de mesoescala en la región

IMECOCAL para el año 2000, explica que durante los meses de abril se dan altas

productividades debido, en gran medida, a los altos índices de surgencias y a los vientos tan

fuertes que incrementan la capa de mezcla (CM), sin embargo, los meses de julio no

presentan valores altos de PP como abril debido a la disminución en la intensidad de los

vientos lo que ocasiona que la CM sea menor.



10

Espinosa-Carreón et al., (2007) dividieron la región frente a Baja California en tres

zonas de acuerdo al patrón medio de la tasa de asimilación de carbono (C): costera

eutrófica, oceánica oligotrófica e intermedia mesotrófica.

Durazo et al. (2009), realizaron la climatología de las variables hidrográficas en la

CC frente a Baja California, encontrando que al norte de los 28°N en la capa superficial,

domina la masa de agua de origen ártico (ASA) durante todo el año, mientras que al sur de

Punta Eugenia además de ésta masa existe el agua tropical superficial (ATS) y subtropical

superficial (AStS) en el verano y otoño. Estos autores sugieren que la región norte presenta

surgencias todo el año, siendo más intensas en primavera, mientras que en la región sur la

ocurrencia de surgencias se da principalmente en primavera y verano.

Durante el verano de 2007 la región sur presentó condiciones cálidas y de alta

salinidad, se registraron bajas temperaturas y altas concentraciones de Clo-a debido a las

surgencias costeras (McClatchie et al., 2008).

Después de 2006 el índice del PDO registró principalmente valores neutros y

negativos, lo que sugiere el inicio de un periodo frío con anomalías positivas de salinidad

frente a Baja California (Gaxiola-Castro et al., 2008).

De acuerdo a McClatchie et al. (2009), el fenómeno dominante en el SCC entre la

primavera de 2008 y 2009 fue La Niña que prevaleció desde el verano de 2007 hasta inicios

de 2009, con una transición a condiciones ENOS neutras en la primavera de 2009. Durante

este periodo el índice de la Oscilación Decadal del Pacifico (PDO) se presentó negativo y

sus valores no habían regresado a lo normal en la primavera de 2009.

Como se ha mencionado en esta sección se presentan diversos trabajos sobre

productividad primaria, sin embargo, año con año, e incluso de mes a mes, la distribución

de la PP cambia, debido a diferentes condiciones oceanográficas, desde la presencia de

diferentes intensidades de surgencias, forzamientos remotos, locales e incluso la presencia

de eventos interanuales como El Niño y La Niña, por lo que es importante continuar con

estos estudios para conocer la tasa fotosintética en esta época del año para la región sur de

la Corriente de California.



11

III. JUSTIFICACIÓN

La importancia de conocer el estado de la producción primaria en la región sur de la

Corriente de California, se debe a que la distribución de la PP cambia constantemente,

debido a los distintos forzamientos físicos locales como surgencias, frentes, remolinos; y

eventos interanuales como El Niño y La Niña. Cabe mencionar que la Península de Baja

California es a nivel mundial una importante zona pesquera.

De acuerdo a McClatchie et al. (2009) indica que el 2008 estuvo enmarcado dentro

de un evento La Niña, por lo que la región del Pacífico Oriental tuvo una respuesta a este

régimen. Cuando se presentan los eventos La Niña, el sistema responde a los efectos de este

proceso interanual, que puede generar un aumento en la productividad primaria, lo que

representa un secuestro de CO2. Por lo anterior es necesario conocer cuál fue la respuesta

del sistema en julio de 2008 enfocándose a la producción primaria y biomasa

fitoplanctónica.

IV. OBJETIVOS

Objetivo general:

- Determinar la producción primaria en la región sur de la Corriente de

California durante el mes de julio de 2008.

Objetivos específicos:

- Conocer la productividad primaria a partir de incubaciones con 14C en la

región oceánica del área IMECOCAL.

- Estimar la biomasa fitoplanctónica a partir de la concentración de clorofila

en la región IMECOCAL.

- Conocer la relación entre la productividad primaria, la clorofila-a, la

temperatura y salinidad.

- Estimar los parámetros fotosintéticos a un nivel del 30% de irradiancia

superficial (Eo) a partir de curvas fotosíntesis – irradiancia.

- Comparar si la respuesta de la productividad primaria durante el evento La

Niña en julio de 2008 es mayor a la registrada en otros años.



12

V. HIPÓTESIS

Durante julio de 2008, la región IMECOCAL presentó un incremento en la

producción primaria debido principalmente al evento La Niña, siendo en este año superior a

los otros eventos La Niña.

VI. ÁREA DE ESTUDIO Este proyecto de tesis forma parte del programa Investigaciones Mexicanas de la

Corriente de California (IMECOCAL) del Centro de Investigación Científica y de

Educación Superior de Ensenada (CICESE). El programa IMECOCAL nace a raíz de que

el Global Ocean Ecosystems Dynamics (GLOBEC) realiza dos programas: el Programa

sobre Pelágicos Menores y Cambio Climático (Small Pelagics and Climate Change

Program; GLOBEC-International, 1995), y el Plan Científico para la Corriente de

California, dentro del Programa de Corrientes Limítrofes Orientales (Eastern Boundary

Current Program; U.S. GLOBEC, 1994). El programa California Cooperative Oceanic

Fisheries Investigations (CalCOFI) es a la fecha, el proyecto de mayor éxito y duradero

para el estudio de una corriente limítrofe oriental. Surge en 1949 con el objetivo de

investigar las causas que provocaron el colapso de la sardina en la Corriente de California,

el programa CalCOFI estudió durante varios años la CC frente a Baja California e incluso

el Golfo de California. El programa IMECOCAL al inicio sólo sería una aproximación en

la investigación pesquera y luego evolucionó hasta convertirse en un programa de

investigación del ecosistema.

La Corriente de California (CC) forma parte del Sistema de la Corriente de

California (SCC), tiene flujo hacia el ecuador, es reconocida por la alta productividad

oceánica y forma parte del sistema llamado “Corrientes de frontera oriental” (Barber y

Smith, 1981; Carr, 2002). Este sistema resulta de la asimetría termal en las grandes cuencas

oceánicas y forma parte del giro anticiclónico del Océano Pacífico Norte (Hickey, 1979).

La CC se puede dividir en tres importantes zonas con respecto a las diferentes masas

de agua: al norte domina la masa de Agua Subártica, desde San Francisco a Cabo

Mendocino (Parés et al., 1997), una zona de transición que abarca el sur de California y

Baja California (Parés et al., 1997) y la zona de dominio Ecuatorial desde Punta Eugenia



13

hasta Cabo San Lucas en BCS (Vélez – Muñoz., 1981; Gómez y Vélez – Muñoz., 1982;

Parés et al., 1997). De acuerdo a lo anterior la región IMECOCAL se localiza en la zona de

transición y la zona de influencia ecuatorial de la CC (23° y 32° N, 112° y 120° W)

En su recorrido hacia el sur, en su parte más sureña a la CC se le reconoce como

región sur de la Corriente de California que se localiza entre los 24° y 32° de Latitud Norte

y los 112° y 120° de Longitud Oeste, abarca la parte mexicana desde Ensenada, BC, hasta

el sur de Puerto San Carlos, BCS, esta región corresponde al área de estudio del proyecto

de tesis. En general la circulación en el SCC se caracteriza por remolinos, filamentos y

meandros provocados por la surgencias costeras (Keister y Strub, 2008).

La geometría de la línea de costa de Baja California es uno de los principales

mecanismos de generación de remolinos. La interacción de la CC que se dirige hacia el

ecuador en la capa superficial y la Contracorriente de California con dirección al polo es

otro posible mecanismo (Soto-Mardones et al., 2004). Venrick et al. (2003), sugieren que

en el borde de los remolinos anticiclónicos, se presenta un incremento en la concentración

de clorofila, debido a la elevación de la termoclina, ya que los nutrientes están más

disponibles en la zona eufótica.

La CC tiene un flujo medio hacia el sur cerca de la zona costera (Hickey, 1979;

Parés-Sierra et al., 1997; Venrick, 2000). El SCC tiene las características propias de un

sistema de corriente de frontera oriental, con una estructura de surgencias costeras

producidas por un transporte de Ekman hacia fuera de la costa, que genera el transporte

vertical de agua subsuperficial. Estas surgencias costeras son producto del flujo hacia el

ecuador y se caracterizan por ser agua fría, salada y rica en nutrientes.

Las líneas hidrográficas en las que se realizó el estudio, se localizan paralelas entre sí

con una distancia de 74 km entre ellas, y aproximadamente 36 km entre cada estación. Las

líneas se denominan como 100, 103, 107, 110, 113, 117, 120, 123, 127, 130, 133 y 137;

mientras que las estaciones son 30, 35, 40, 45, 50, 55 y 60 de costa a océano (Fig. 1).



14

Figura 1. Área de estudio de programa IMECOCAL. Los puntos negros indican las estaciones oceanográficas del programa.



15

VII. MATERIALES Y MÉTODOS

Se realizó el crucero IM0807 del Programa de Investigaciones Mexicanas de la

Corriente de California (IMECOCAL) del 14 de julio al 02 de agosto de 2008, partiendo de

Puerto San Carlos en Baja California Sur al Puerto de Ensenada Baja California a bordo del

B/O Francisco de Ulloa del CICESE. Las estaciones de muestreo están determinadas de

acuerdo al plan original del programa CalCOFI.

7.1 Plan de estaciones oceanográficas

El crucero inició a las 10:10 horas del 14 de julio de 2008 (hora de Ensenada, B. C.)

en Puerto San Carlos, B. C. S. Se realizó la instalación de una boya sumergida cercana a la

estación de la boya que mide la presión parcial de CO2, se inició navegación con rumbo a la

estación 138.30. Se realizaron un total de 100 estaciones oceanográficas donde se midió la

temperatura, conductividad y presión con CTD acoplado a una roseta. En la Tabla 1 se

presentan las estaciones muestreadas para las incubaciones de productividad primaria (Inc

in situ), de curvas P-E y clorofila (Clo-a).

Tabla I. Se muestran las estaciones con su posición geográfica, profundidad y tipo de experimentos realizados.

Estación Posición (°N °W) Prof. (m)

Inc. In situ P-E Clo-a

100.50 31 1.2 118 7.3 1768 103.50 30 26.9 117 44.7 2849 107.55 29 41.5 117 41.4 3237 110.45 29 27.2 116 39.5 644 113.60 28 22.9 117 16.2 3652 117.40 28 21.5 115 44.9 992 123.42 27 15 114 59.4 1593 — 127.50 26 23.7 115 07.9 3700 130.50 25 49.4 114 46.2 3581 133.50 25 15.1 114 24.6 3611 — 137.55 24 39.8 114 2.5 3874 138.30 25 12 112 6.4 550



16

Figura 2. Área de estudio de programa IMECOCAL. Los círculos grandes indican las estaciones en las que se realizaron los experimentos de productividad primaria.



17

Durante el crucero de julio de 2008 en la región sur de la Corriente de California se

tomaron parámetros fisicoquímicos de temperara, salinidad y oxígeno, así como alícuotas

de agua para la concentración de clorofila en todas las estaciones oceanográficas de la red

IMECOCAL.

7.2 Metodología para estimar producción primaria.

La técnica indica que la toma de muestras debe de hacerse cuando el sol tiene una

posición de 90°, esto es por la mañana (entre 11 y 13 horas), de acuerdo con esto se

muestreó en 12 estaciones, aquellas en las que el barco llegaba durante estas horas.

Durante el crucero se llevaron a cabo 12 experimentos de productividad primaria

(PP) in situ, así como 10 curvas fotosíntesis – irradiancia (P – E). Como parte inicial, en las

estaciones donde se realizó tanto el experimento de incubación de productividad primaria y

la curva P-E, se tenía que seguir la siguiente metodología:

7.2.1 Determinación de profundidades a distintas intensidades de luz

Al llegar a la estación de muestreo se lanzó el disco de Secchi para determinar la

transparencia y con ello obtener las profundidades de los niveles de irradiancia de las cuales

se tomaron las alícuotas para cada experimento.

Con la ecuación (1) se obtiene el coeficiente de atenuación de la luz difusa en la

columna de agua (Kd), y donde 1.7 es una constante para aguas Caso I (Kirk, 1994) (en este

caso el fitoplancton así como sus productos derivados son los agentes responsables de las

variaciones en las propiedades ópticas del océano (Morel y Prieur, 1977)).

Kd = 1.7

(1) Zs

Ez(PAR) = E0 e-KdZ (2)



18

Despejando el Kd en la ecuación 2 (ley de Lambert – Beer) se puede obtener la

profundidad a diferentes intensidades de luz (E0(PAR)). Donde PAR, por sus siglas en inglés,

es la radiación fotosintéticamente activa entre 400-700 nm, Ez(PAR) es la irradiancia a la

profundidad Z, E0(PAR) es la irradiancia en la superficie del agua, Kd(PAR) es el coeficiente

de atenuación vertical de luz difusa y Z es la profundidad a la que corresponden los

porcentajes de irradiancia determinados.

Los niveles de luz a los que se obtiene agua para los experimentos son: 100, 50, 30,

20, 10, 1 y 0.1% de E0(PAR). En cada estación de muestreo, la profundidad de los diferentes

niveles varió de acuerdo a la cantidad de constituyentes como agua, detritos, fitoplancton y

materia orgánica.

7.2.2 Colecta y procesamiento de muestras

Para la colecta de muestras de las profundidades ópticas se utilizaron botellas

Niskin de 5 litros acopladas a una roseta General Oceanics con un CTD SeaBird

Electronics modelo SBE 911 PLUS que cuenta con una unidad submarina modelo SBE 9 y

una unidad en cubierta modelo SBE 11 plus, que permite la comunicación, control de

operación y monitoreo de la señal de los sensores del SBE 9, conectada a una computadora

convencional a través de un cable conductor eléctrico en la roseta del CTD (conductividad,

temperatura y profundidad).

El agua colectada se almacenó en envases oscuros para evitar que las células

realicen fotosíntesis al estar expuestas a la luz del ambiente. Posteriormente estas son

llevadas al laboratorio donde se pasan a través de una malla de 150 µm para eliminar el

macrozooplancton y evitar el pastoreo de estos sobre el fitoplancton.

Para los experimentos de PP in situ se llenaron 3 botellas de policarbonato de 250

ml por cada nivel de agua, cada alícuota es inoculada con 100 µl de 14C en forma de

Z = ln (E0(PAR) / EZ(PAR)

(3) Kd(PAR)



19

bicarbonato ácido de sodio (NaH14CO3), teniendo así, 2 botellas claras y una oscura que se

envuelve en papel aluminio, estas se devuelven a las profundidades de donde fueron

obtenidas y se incuban por ~1.5 horas. Al mismo tiempo se llenan 3 botellas del 100% de

E0(PAR) y se inoculan con 100 µl de 14C, estas son denominadas tiempo cero (T0).

Para la preparación de las curvas P – E se utilizaron 29 botellas planas de plástico

de 50 ml, las cuales fueron llenadas con agua filtrada del nivel de 30% de E0(PAR), se

inocularon con 100 µl de 14C (NaH14CO3), incubándose ~1.5 horas a la temperatura del

agua con una lámpara de 500 watts. Transcurrido el tiempo de incubación las muestras se

pasaron por un sistema de filtración con un filtro de membrana GN - 5 de 45 µm de poro y

2.5 cm de diámetro. El filtro se colocó en un vial para centelleo y se le agregó 200 µl de

HCl al 10% para eliminar el exceso de 14C que no fue asimilado por las células. De la

botella del 100% de E0(PAR) se toman 200 µl de muestra y se llevan a un vial de centello, se

le agregan 200 µl de β´- feniletilendiamina.

Cuando transcurre el tiempo de incubación (de las muestras que fueron puestas de

vuelta en el océano) se sacan las botellas y son llevadas al laboratorio en semioscuridad,

son pasadas por el filtro de membrana GN – 5 de 0.45µm de poro, el filtro se coloca en un

vial para centelleo y se le agregan 500 µl de HCl al 10% para evaporar el 14C que no fue

utilizado por las células, pasadas 2 horas de reposo a todos los viales (obtenidos del tiempo

cero, de la incubación y de la curva P-E), se le agregan 10 ml de Ecolite (solución para

centelleo) y los frascos son almacenados hasta su lectura en el contador de centelleo

modelo LS6000 en el Departamento de Oceanografía Biológica del CICESE.

7.2.3 Aplicación de fórmula para obtención de la producción primaria.

A los datos obtenidos en el contador de centelleo se le aplica la siguiente fórmula

propuesta por Parsons et al. (1984) para obtener la producción primaria de cada muestra:

P = (Rs – RB) * W * 1.06

(4) R * t



20

Donde:

P: tasa de incorporación de carbono por el fitoplancton (mgC m-3 h-1)

Rs: dpm (decaimientos por minuto) de la muestra

RB: dpm del blanco o tiempo cero

t: tiempo de incubación (horas)

R: dpm agregados inicialmente a la muestra

W = 1200 *TC

1.06 = diferencia entre la razón de asimilación isotópica (12C/14C).

TC: concentración de CO2 total en la muestra, calculado a partir de la

salinidad (S) según la relación:

Los parámetros fotosintéticos se obtuvieron a partir del ajuste de la producción

primaria normalizada por la clorofila [PB: mgC(mg(clo-a h)-1] en la función de la curva

hiperbólica descrita por Jassby y Platt (1976):

PB= PBmtanh[(αB EL(PAR))/ PB

m]

Donde αB: coeficiente máximo de utilización de luz [mgC(mg clo-a h)-1/ (µmoles

fotones m-2 s-1] determinado por la relación lineal entre PB y la luz de la lámpara en el

incubador; EL(PAR) es la irradiación proveniente de la lámpara de tungsteno-halógeno

medida dentro de cada botella y PBm es la tasa fotosintética máxima [mgC(mgclo-a)-1h-1].

El parámetro fotoadaptativo (Ek; µmoles fotones m-2 s-1) fue calculado de la relación

PBm/αB, como se muestra en la figura 3.

TC = 0.98[(S * 0.067) – 0.05] (5)



21

Figura 3. Relación fotosíntesis-irradiancia (curva P-E). PBm es la tasa fotosintética máxima

[mgC (mgClo-a)-1 h-1]; αB es el coeficiente de máxima utilización de luz [mgC(mgClo-a h)-1/ (µmoles fotones m-2 s-1] y Ek (PB

m/αB) es el parámetro de fotoaclimatación del fitoplancton [µmoles fotones m-2 s-1). La línea roja representa el ajuste hiperbólico a partir de la ecuación de Jassby y Platt (1976). Las líneas representan intersecciones y prolongaciones de los parámetros estimados.



22

7.2.4 Colecta de muestras de agua y procesamiento de Clorofila-a.

Se tomó un litro de agua de cada profundidad en los lances para producción

primaria y de todas las profundidades de rutina (0, 10, 20, 50, 100, 150 y 200 m) (sólo se

presenta una parte de ellos) en cada estación oceanográfica, para la extracción de pigmentos

se utilizó la técnica descrita por Venrick y Hayward (1984). Estas muestras se pasaron a

través de un filtro GF/F con un sistema de vacío, después se colocó el filtro en una cápsula

plástica de protección, previamente rotulada con la estación, profundidad y fecha del lance,

para ser almacenada en un cilindro con nitrógeno líquido hasta su análisis en laboratorio.

Para determinar la concentración de clorofila-a se utilizó el método flourimétrico

descrito por Yentsch y Menzel (1963) y Holm-Hansen et al. (1965). Cada filtro se depositó

en un frasco de 20 ml forrado con papel aluminio, se le agregó 10 ml de acetona al 90%

almacenándose durante 24 horas en refrigeración a la mayor oscuridad posible. Pasado el

tiempo de extracción se tomó una alícuota y se midió con el fluorímetro Trilogy Laboratory

Fluorometer 7200 – 000. El fluorímetro realiza una curva de calibración con clorofila pura

de espinaca, de esta manera arroja los datos corregidos en unidades de mg m -3.

7.2.5 Procesamiento de resultados

Se utilizaron datos de temperatura, salinidad, oxígeno y clorofila de 10, 50 y 100m

de toda la red IMECOCAL durante el mes de julio de 2008 para obtener mapas de

distribución vertical del área, estos datos fueron procesados en MATLAB 6.5®. Se

construyeron perfiles verticales en el programa SigmaPlot 6.0 2000 ® a partir de los datos

de clorofila y producción primaria de las profundidades de E0 así como de la temperatura

de 0 a 100m de profundidad para cada estación de PP. Mientras que los parámetros

fotosínteticos de las curvas P-E se obtuvieron con la fórmula descrita por Jassby y Platt

(1976) en el programa STATISTICA 7®.



23

VIII. RESULTADOS

La CC es una corriente superficial que corre de los 0 a los 300m de profundidad

(Lynn y Simpson, 1987; Bograd et al., 2001), por lo que se utilizaron los datos de

temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y clorofila de las profundidades de 10, 50 y 100 m.

El área fue dividida en: zona costera norte y zona costera sur, delimitadas entre las líneas

100 a 117 y 120 a 137 respectivamente, de las estaciones 30 a 45; y zona oceánica norte y

zona oceánica sur, entre las estaciones 50 a 60.

8.1 Distribución espacial

En la zona costera norte se apreciaron bajas temperaturas <16 °C, lo que sugiere la

presencia de surgencias costeras. En la zona sur las bajas temperaturas se presentaron

alejadas de la costa, en específico, en la línea 133 (estaciones 35 y 40) se observó un núcleo

de baja temperatura (16 °C), rodeado de agua más cálida, lo que sugiere la presencia de un

remolino anticiclónico en esta área, mientras que en las estaciones más cercanas a la costa

se observan valores más altos (hasta 22 °C), a excepción de la estructura anterior, las

estaciones oceánicas presentan en general temperaturas más altas (Fig. 4-a). En la zona

norte se registraron valores de salinidad de 33.2 a 33.6 que pueden deberse a la intrusión de

agua de la CC, en la zona sur, cercanos a la costa, se presentaron valores de hasta 34

unidades (Fig. 4-b). El oxígeno a 10 m presentó altas concentraciones en la zona costera

norte con valores de 6.0 a 6.5 mg l-1 desde Ensenada hasta Bahía Vizcaíno, la zona sur

registró altas concentraciones sólo que estas se observaron un tanto alejadas de la costa, con

valores de hasta 7 mg l-1 (Fig. 4-c). La figura 4-d corresponde al comportamiento de Clo-a

a 10m de profundidad, se observan altos valores de 3.2 mgClo-a m-3 en la costa desde

Ensenada a Bahía Vizcaíno, mientras que en la zona sur del área se registraron

concentraciones de 1.6 a 3.2 mgClo-a m-3 frente a la Laguna de San Ignacio (aprox. 26 ºN).



24

Figura. 4. Mapas de temperatura (°C), salinidad, oxígeno (mg l-1) y Clo-a (mg m-3) a 10m de

profundidad durante julio de 2008 en la región sur de la CC.



25

La figura 5 muestra los mapas correspondientes a la profundidad de 50 metros. En

el área se registraron bajas temperaturas de 14 a 17 °C. La zona costera registró

temperaturas menores a 14 °C, cabe señalar, que esta baja de temperatura se extiende hasta

la estación 100.50, mientras que en la zona oceánica se apreció un incremento (Fig. 5-a).

En la figura 5-b se observa que la zona norte presentó salinidades de 33.0 a 33.6, en la zona

sur también se observan condiciones que sugieren la presencia de agua de la CC. Al sur de

Punta Eugenia se registran altas salinidades >34.0, que corresponden al agua Tropical

Superficial descrito por Durazo et al. (2009) como la mezcla de Agua Subártica y Agua

Tropical Superficial, características de primavera y verano en la región sur del área de

estudio. En la zona costera sur y en Bahía Vizcaíno se observa una baja concentración de

oxígeno con valores entre 1 y 2 mg l-1, mientras que en la zona costera norte y las

estaciones oceánicas presentaron valores >4 mg l-1, (Fig. 5-c). La Clo-a a 50 metros de

profundidad, presentaron valores cercanos a los 3.2 mg m-3 en la zona costera cerca de

Bahía Vizcaíno. La concentración de Clo-a en la zona norte fluctuó de valores de 0.4 a 1.6

mg m-3, en la zona sur, se puede apreciar un núcleo de concentración >1.6 mg m-3, junto a

uno de baja concentración (<0.4 mg m-3). Las estaciones oceánicas del norte presentaron

altas concentraciones de Clo-a asociadas a altas concentraciones de oxígeno disuelto.

Mientras que en la costa sur se observaron bajas concentraciones de Clo-a y oxigeno

disuelto.



26

Figura 5. Mapas de temperatura (°C), salinidad, oxígeno (mg l-1) y Clo-a (mg m-3) a 50m de

profundidad durante julio de 2008 en la región sur de la Corriente de California.



27

A 100 metros de profundidad en la zona norte se registraron temperaturas de 11.0 a

13.0 °C, las más bajas se presentaron en la zona costera. En la zona sur se registraron

valores de temperatura entre los 11.5 y 12.5 °C, lo que sugiere aguas ligeramente menos

frías en esta área (Fig. 6-a). La salinidad registrada indicó en la zona norte un intervalo de

33.2 en mar abierto a 34 en la zona costera. En la zona sur, se apreció un incremento en la

salinidad con valores de 33.8 a 34.6, los valores más altos también se registraron en la zona

costera, cabe señalar la presencia de un núcleo >34 en las estaciones 117.60 y 120.60 (Fig.

6-b). El oxígeno se presentó en bajas concentraciones en toda la zona costera, en la zona sur

la concentración mínima registrada fue de 0.5 mg l-1, mientras que en la norte fue de 2 mg

l-1, presentándose un gradiente hacia la región oceánica, en la zona norte se registraron

valores de hasta 5.5 mg l-1, mientras que en la sur se presentaron algunos núcleos de <3.0

mg l-1 (Fig. 6-c). La Clo-a a la profundidad de 100m registró valores muy bajos con

respecto a las otras profundidades (Fig. 6-d).



28

Figura 6. Mapas de temperatura (°C), salinidad, oxígeno (mg m-3) y Clo-a (mg m-3) a 100m de

profundidad durante julio de 2008 en la región sur de la Corriente de California.



29

8.2 Clorofila integrada y producción primaria integrada en la zona eufótica.

A partir de los seis niveles de irradiancia (100, 50, 30, 20, 10 y 1 % de Eo) se estimó

la PP, tomándose además a esos mismos niveles alícuotas para la determinación de Clo-a.

Los valores de PP y Clo-a estimados en los diferentes niveles, se integraron en la columna

de agua mediante el método del trapezoide. Durante julio de 2008 la producción primaria

integrada en la zona eufótica (PPeu) registró un promedio general de 59.9 mgC m-2 h-1, los

valores estuvieron en el intervalo de 36 a 90 mgC m-2 h-1, los valores más altos se

registraron en las estaciones 117.40 (frente a Bahía Vizcaíno) y 107.55 con 90.69 mgC m-2

h-1 y 81.41 mgC m-2 h-1 respectivamente, el valor más bajo se presentó en la estación

133.50 (35.91 mgC m-2 h-1). Mientras que en la Clo-a integrada, se registró en un intervalo

de 64 a 100 mgClo-a m-2, el máximo valor de Clo-a de toda el área se registró en Bahía

Vizcaíno (99.83 mgClo-a m-2). En general las estaciones costeras registraron los mayores

valores integrados de PPeu y de Clo-a (Ver tabla II).

Tabla II. Valores de PP y de clorofila integrada por zonas.

Estaciones costeras del norte Estaciones oceánicas del norte

Estación PPeu

(mgC m-2 h-1)

Clo-a int

(mgClo-a m-2) Estación

PPeu

(mgC m-2 h-1)

Clo-a int

(mgClo-a m-2)

110.45 81.42 80.40 110.50 49.62 86.42

117.40 90.70 99.83 103.50 57.31 70.98

86.06 90.12 107.55 81.42 96.18

113.60 44.62 87.43

58.24 85.25

Estaciones costeras del sur Estaciones oceánicas del sur

123.42 77.98 86.18 127.50 45.90 89.53

138.30 54.69 87.43 130.50 58.20 71.84

66.34 86.81 133.50 35.92 97.49

137.55 39.72 63.96

44.94 80.71



30

8.3 Perfiles verticales de producción primaria y clorofila-a en la zona eufótica,

y temperatura hasta los 100 metros de profundidad.

Con la finalidad de observar la variabilidad vertical de la producción primaria en la

zona eufótica, así como establecer una relación entre ésta y la disponibilidad de nutrientes

se graficó el perfil vertical de la temperatura, éste define varios aspectos: a) la profundidad

de la capa de mezcla (CM) y b) el inicio de la termoclina, definida como la profundidad

donde se registra un incremento de 0.5°C (Δ=0.5°C) en el perfil de temperatura (Tomczak

y Godfrey, 1994), a partir del inicio de la termoclina en la vertical la temperatura disminuye

paulatinamente. Por un lado, la CM presenta una limitación por nutrientes de origen

preformados (nitratos), mientras que la termoclina, marca el inicio del incremento de este

tipo de nutrientes.

En el área de estudio la CM en general, se localizó por encima de los 20 m de

profundidad. La relación entre la profundidad de la CM con respecto a la profundidad de la

zona eufótica, proporciona una estimación de la disponibilidad de nutrientes que se

encuentran en la columna de agua, de tal forma que si el cociente es un valor menor a uno,

indica que la CM es menor con respecto a la Zeu (zona eufótica) resultando un CM

pequeña, por lo que la productividad primaria en ésta se mantiene por la asimilación de

nutrientes regenerados (amonio y urea), mientras que en el resto de la columna de agua

(hasta la Zeu) la productividad primaria es mantenida por nutrientes de origen preformado

(nitratos, principalmente) (Espinosa-Carréon, 2005). En este trabajo la relación entre la

capa de mezcla y la zona eufótica (CM/Zeu) presentó un promedio de 0.27, este bajo valor

indicó que la CM fue pequeña con respecto a la Zeu en julio de 2008, la CM pudo haberse

reducido debido al incremento de la radiación solar durante el mes (Espinosa-Carreón,

2005).

En las figuras 7 (a, b y c) se muestran los perfiles verticales de la producción

primaria fitoplanctónica (PP en mgC m-3 h-1), clorofila-a (Clo-a en mg m-3), temperatura

(ºC), y se indica la profundidad de la capa de mezcla (CM), así como la profundidad de la

zona eufótica (Zeu). Las estaciones muestreadas dentro de la CM, presentaron valores de

PP y Clo-a dentro del intervalo de 0.2-2.5 mgC m-3 h-1, y de 0.3-1 mgClo-a m-3



31

respectivamente (Fig. 7). Los valores promedio para toda el área de estudio durante julio de

2008 fueron de 0.99 mgC m-3 h-1 y 0.76 mgClo-a m-3 h-1 de PP y Clo-a respectivamente.

Las estaciones costeras 117.40, 123.42 y 138.30, presentaron una Zeu por encima de

los 50 m, registrándose altos valores de PP y Clo-a de hasta 2.8 mgC m-3 h-1 y de 2.5

mgClo-a m-3. Debido a que fueron sólo doce estaciones donde se estimó la PP de toda el

área de estudio, y se localizan repartidas entre la zona costera, no se puede establecer un

gradiente definido entre la zona costera y oceánica,. La profundidad promedio de la zona

eufótica para toda el área de estudio fue de 61 m.



32

Figura 7a. Perfiles verticales de producción primaria (PP en mg C m-3 h-1), clorofila-a

(Clo-a en mg Clo-a m-3), temperatura (T en °C); se muestra la línea horizontal continua

que indica la profundidad de la capa de mezcla (CM) mientras que la línea horizontal

punteada delimita la profundidad de la zona eufótica (Zeu). Estaciones: a) 100.50, b)

103.50, c) 107.55 y d) 110.45

a) b)

c) d)



33

Figura 7b. Continuación. Estaciones e) 113.60, f) 117.40, g) 123.42 y h) 130.50.

e) f)

g) h)



34

Figura 7c. Continuación. Estaciones i) 130.50, j) 133.50, k) 137.55 y l) 138.30.

i) j)

k) l)



35

8.4 Curvas Fotosíntesis – Irradiancia (P-E)

La variabilidad de las propiedades ópticas en el océano es consecuencia de la

atenuación de la luz, por las partículas del fitoplancton, materia orgánica y el agua misma,

además de la ganancia o pérdida de calor en la columna de agua (Sosik y Mitchel, 1995).

Se utilizó la ecuación propuesta por Jasbby y Platt para obtener los parámetros

fotosintéticos a partir de las curvas generadas durante julio de 2008 en la región

IMECOCAL. Con el modelo de Jasbby y Platt (1976) se obtienen dos parámetros αB y

PBmax, así como la curva que muestra la relación fotosíntesis-irradiancia, con el ajuste

hiperbólico. Otro dato que arroja esta fórmula es el parámetro de fotoaclimatación del

fitoplancton (Ek) que estima la intensidad de la luz a la cual el fitoplancton alcanza

saturación de luz en el proceso fotosintético.

Los datos de las curvas P-E generadas durante julio de 2008, se normalizaron por la

concentración de clorofila-a que se registró al 30% de irradiancia superficial. Sólo cuatro

de las 10 curvas generadas se ajustaron satisfactoriamente al modelo de Jassby y Platt

(1976) (Fig. 8). La estación 130.50 muestra fotoinhibición (Fig. 8c)

La Tabla III muestra los datos de los parámetros fotosintéticos, donde αB es el

coeficiente de máxima utilización de luz (mgC(mgClo-a)-1 h)-1/µmol cuanta m-2 s-1), PBmax

es la tasa fotosintética máxima (mgC (mgCla)-1 h-1) y Ek (µmol cuanta m-2 s-1) es el

parámetro de fotoadaptación (PBmax /αB). El promedio del coeficiente máximo de utilización

de luz (αB) fue de 0.002 mgC(mgCla)-1 h-1 ● µmoles cuanta m-2 s-1, el PBmax promedio fue de

0.397 mgC (mgCla)-1 h-1 los valores más altos se registraron en la zona costera (Tabla III).



36

Tabla III. Parámetros fotosintéticos de estaciones oceanográficas de la red IMECOCAL durante julio de 2008.

Estación αB PBmax Ek

100.50 0.004 0.432 108

117.40 0.001 0.620 620

130.50 0.002 0.087 43.5

138.30 0.001 0.447 447

Promedios 0.002 0.397 198.5

Figura. 8. Curvas P-E durante julio de 2008. Irradiancia (E en µmol cuanta m-2 s-1) y fotosíntesis

normalizada por unidad de clorofila (PBmax en mgC mgClo-a h-1). Estaciones: a) 110.50, b) 117.40,

c) 130.50 y d) 138.30. Los números alrededor de la curva indican el número secuencial de la

muestra al momento de realizar la incubación.



37

IX. DISCUSIÓN

El Agua Subártica se origina en altas latitudes con temperaturas y salinidades bajas

(Kyn’dyushev, 1970; Lynn y Simpson, 1987), cuando el agua se dirige hacia el sur tanto la

salinidad como la temperatura aumentan debido a la evaporación y al calentamiento, así

como a la mezcla con aguas del oeste y del sur, la temperatura varía de 9 a 15 °C y la

salinidad se encuentra entre 32.8 a 33.8, y viaja entre la superficie y los 200 m. La masa de

Agua Subártica se caracteriza por temperaturas y salinidades bajas y una alta concentración

de oxígeno disuelto y nutrientes inorgánicos (Lynn y Simpson, 1987), fue reportada por

Bograd y Lynn (2003) en la región de Oregón y norte de California durante julio de 2002,

la influencia se extendió hacia la zona frente a Baja California durante los meses

posteriores al verano, notándose hasta el mes de abril de 2003 de acuerdo con Cantú-

Ontiveros, 2005.

En la región de California, Kyn’dyushev (1970) propone a ésta masa de agua como

Agua de California, sin embargo, como se ha señalado en el transcurso de este trabajo, la

CC es parte del Agua Subártica, por lo que se seguirá refiriendo sólo a la CC como tal.

Durante julio de 2008 se observaron aguas con estas características en la zona norte del

área de estudio, mientras que la zona sur se registraron temperaturas más cálidas y

salinidades más altas (Marchesiello et al., 2003; Jerónimo, 2007), esta influencia se apreció

en los datos de 100 m (Fig. 6-c). Jerónimo y Gómez-Valdés (2006) sugiere que en Punta

Eugenia confluyen aguas subárticas, frías y poco saladas al norte, y en la zona sur se

registran aguas ecuatoriales, cálidas y saladas. Las aguas con baja temperatura y salinidad

en la superficie son características de la presencia de agua de la CC (Hayward et al., 1999).

Goericke et al. (2004) reportan para julio de 2003 un patrón de clorofila similar al de julio

de 2008, que aumenta de norte a sur y de costa a océano. La salinidad en los primeros 50

metros mostró valores bajos que aumentaron a los 100 metros.

La CC en julio se debilita con respecto a abril (Lynn y Simpson, 1987) y la

intensidad de las surgencias disminuye (Schwing y Mendelssohn, 1997), aunque no

uniformemente a lo largo de la costa por lo que el flujo de calor en la superficie aumenta.

Esto se aprecia en la zona sur donde se observan temperaturas más elevadas a 10 m. En la

zona norte de la región oceánica se registran temperaturas mayores que en la costera,



38

mientras que la zona sur, tanto en costa como en océano, se observan temperaturas

similares. La Clo-a presentó altos valores en la zona costera asociados a bajas temperaturas

que indican la presencia de surgencias costeras en la región norte de acuerdo a Venrick et

al. (2003). Mientras que en la región sur se presentan altas concentraciones entre las líneas

130 y 133 en la estación 40, que se asocian a un punto de baja temperatura y alta salinidad,

Varios autores reportaron remolinos en la región IMECOCAL en distintos años de

estudio. Soto-Mardones et al. (2004) reporta la presencia de remolinos, meandros y

filamentos. Estos autores observaron durante los veranos de 2000 a 2002 remolinos

ciclónicos y anticiclónicos, frente a San Quintín (ciclónico), fuera de Isla Guadalupe

(anticlónico) y frente a Punta Eugenia (ciclónico). En el periodo de este estudio de observó

la presencia de un remolino anticiclónico entre las estaciones 35 y 45 de la línea 133, a

pesar de que Soto-Mardones et al. (2004) reportó que el incremento de la corriente costera

hacia el ecuador en la región de 27°N a 25°N está asociada a la presencia de remolinos

anticiclónicos. Espinosa-Carreón (2005) sugiere que la región al oeste y suroeste de Punta

Eugenia es una zona de alta variabilidad generada por remolinos.

Venrick et al. (2003), Goericke et al. (2004) y Soto-Mardones et al. (2004) reportan

remolinos anticiclónicos al oeste de Punta Eugenia, mientras que Goericke et al. (2005),

Goericke et al. (2007) y McClatchie et al. (2008) observaron remolinos ciclónicos al oeste

de Punta Eugenia durante el verano. McClatchie et al. (2008), reportan remolinos

anticiclónicos en la región norte y sur, mientras que a ~28°N se observó un remolino

ciclónico, con baja temperatura y alta concentración de Clo-a, y alrededor de esta zona se

observan altas temperaturas y bajas concentraciones de Clo-a.

Espinosa-Carreón (2005) observó una disminución en la razón de la capa de mezcla

y la zona eufótica de 0.89, 0.75 y 0.41 en enero, abril y julio del año 2000 respectivamente,

con un ligero incremento a 0.61 en octubre. Esto lo describe como un calentamiento

progresivo de la capa superficial del océano debido al incremento de la radiación solar

durante el año. Durante julio de 2008 se presentó un promedio de 0.27 en la relación capa

de mezcla-zona eufótica. Lo cual indica que hubo además del calentamiento una

estratificación muy fuerte lo que disminuyó sustancialmente la CM.



39

Los años 1997 y 1998 registraron una época de transición hacia condiciones cálidas,

características del evento anómalo El Niño (Lynn, et al., 1998; Hernández de la Torre et al.,

2004), y fue durante la primavera de 1998 que se tuvo el registro de menor abundancia de

macrozooplancton en 50 años de estudios del programa CalCOFI. Las condiciones de El

Niño iniciaron durante el verano de 1997 y continuaron hasta el verano de 1998 (Lynn et

al., 1998). De acuerdo a Hayward et al. (1999), a finales de 1998 e inicio de 1999 comenzó

la transición hacia condiciones frías que caracterizan al evento La Niña. Durante los años

1997-1998 se observó un descenso en la PP, y en La Niña 1998-1999 se registró la

tendencia de recuperación (Hernández de la Torre et al. 2004). Se observaron anomalías de

temperatura en la región costera durante 1998-1999, debidas por un lado, a la influencia de

aguas frescas y poco saladas de la CC y por otro, por aguas cálidas y saladas del sur

(Hayward et al., 1999). En 2006-2007, se observó otro evento El Niño pero decayó en

2007, hacia el 2008 se vivieron condiciones de La Niña. El inicio de 2008 se caracterizó

por una fuerte influencia de La Niña, que se debilitó hacia el mes de marzo con la

reducción significativa de las anomalías de calor en el océano (MacClatchie et al., 2009).

Durante julio de 2008 se apreció que la región norte del área de estudio estuvo influenciada

por agua de la CC frías y poco saladas (Hayward et al., 1999; Jerónimo et al., 2006), sin

embargo, en la región sur se aprecian altas temperaturas y salinidades lo que sugiere la

presencia de agua subsuperficial del sur (Cantú-Ontiveros, 2005), en general se observó un

gradiente de norte a sur.

En las figuras 9 y 10 se observan los mapas de distribución de temperatura y

clorofila-a a 10m de los años 2000, 2007 y 2008 con influencia de La Niña y el año 2003

considerado año normal. Durazo et al., (2001) señalan que el mes de julio de 2000 se

caracterizó por una gran cantidad de surgencias costeras que contribuyeron a las altas

concentraciones de clorofila en la costa, no obstante Espinosa-Carreón et al, (2004)

sugieren que la región IMECOCAL no registró los efectos de La Niña, considerándose un

“año normal” con condiciones ligeramente frías. El año 2003 es un “año normal”, registró

altos valores de clorofila al sur de Bahía Magdalena. Un fuerte evento La Niña se desarrolló

durante la primavera del 2007 (McClatchie et al., 2008) y decayó hacia el verano de 2008

(McClatchie et al., 2009). Durante agosto de 2007 no se observan altos valores de clorofila,

la zona costera registró concentraciones de 1 mg m-3 mientras que en la zona oceánica los



40

valores fueron inferiores a 0.5 mg m-3. Hacia julio de 2008 el evento de La Niña se debilitó,

sin embargo, la información proporcionada en este estudio, sugiere que los bajos valores de

temperaturas son producidos por surgencias costeras que al incrementar la disponibilidad

de nutrientes en la columna de agua, causaron los altos valores de clorofila observados en la

zona costera norte, mientras en la zona sur registró concentraciones de 3.2 mg m-3, la

información sugiere la presencia de un remolino ciclónico que se registró en el área. La

distribución de temperatura durante los veranos con influencia de La Niña tienen un patrón

similar, bajas temperaturas en la zona costera norte que aumentan hacia el océano y altos

valores en la zona sur, sólo que en 2008 se registró un núcleo de baja temperatura debido a

la presencia de un remolino ciclónico al sur de la región, mientras que julio de 2003,

considerado año normal, registró temperaturas relativamente altas en la costa. Durante el

verano de 2007 la zona costera registró valores máximos de 1 mg m-3 de clorofila, que son

relativamente bajos con respecto al verano de 2008, registrándose en este caso hasta 3.2 mg

m-3. Durante los años 2000 y 2008 se registró un intervalo de temperatura de 13 a 23°C,

con clorofila de 0.25 a 4.0 mg m-3, el evento frío de La Niña se debilitó en ambos años

(Durazo et al., 2001; McClatchie et al., 2009), por lo que las altas concentraciones de

clorofila se deben a los eventos de surgencias costeras ocurridos durante esta época

(Durazo y Baumgartner, 2002). Durante el verano (agosto) de 2007, la concentración de

clorofila se redujo, debido a que las surgencias costeras también decaen esta época, sin

embargo, la temperatura resgistrada fue de 13 a 23 °C similar a la registrada durante los

años 2000 y 2008. En el año 2003 se observó un intervalo de temperatura más estrecho (17

a 20.5°C) que el de los otros años, sin embargo, no existe gran diferencia con respecto a la

clorofila, ya que se presenta en un intervalo de 0.1 a 4.0 mg m-3

.



41

a) b)

c)

d)

Figura 9. Mapas de temperatura a 10m durante el mes de julio. a) La Niña 2000. b) Año

normal, 2003. c) La Niña 2007. d) La Niña 2008.



42

a)

b)

c)

d) Figura 10. Clorofila a 10m durante el mes de julio. a) La Niña 2000. b) Año normal, 2003.

c) La Niña 2007. d) La Niña 2008.



43

Mariano-Matías (2007) reportó que durante octubre de 2005, observó un patrón

similar al descrito por Kahru y Mitchell (2000), que clasifica el área en tres zonas:

oligotrófica (Clo-a <0.2 mg m-3) que cubre la mayor parte del área, mesotrófica (~0.2-1.0

mg m-3) y una costera eutrófica (>1.0 mg m-3). El primer autor registró altas

concentraciones de Clo-a en la zona norte y en una pequeña área de Bahía Vizcaíno. Sin

embargo, para julio de 2008 se observó un patrón de distribución de clorofila distinto al

descrito por Karhu y Mitchell (2000) y reportado por Marino-Matías (2007), pues en la

mayor parte del área de estudio el estado trófico es mesotrófico, y sólo en la región sur se

registraron concentraciones promedio en la columna de agua, mayores a 1.0 mg m-3 de

clorofila (estaciones 123.42 y 138.30), y en la estación costera 117.40 presenta un valor

cercano a 1 mg m-3.

Espinosa-Carreón (2005), reportó un valor promedio de 0.45 mgC m-3 h-1 para julio

de 2000, mientras que julio de 2008 registró un valor promedio de 0.99 mgC m-3 h-1 para el

área de estudio.

La región norte registró altos valores de producción primaria (>0.8 mgC m-3 h-1),

siendo la estación 103.50 en la parte oceánica y la 117.40 en Bahía Vizcaíno las más

productivas con 1.01 mgC m-3 y 1.68 mgC m-3 en promedio respectivamente.

Cantú-Ontiveros (2005) reportó altos PBmax y αB para los meses de enero y abril de

2003, el bajo Ek registrado durante enero sugiere una menor estratificación, que favoreció

el transporte de fitoplancton aclimatado a bajas irradiancias de aguas profundas a la

superficie, mientras que abril registró una mayor estratificación, con células

fotoaclimatadas a altas irradiancias como lo indica el alto valor de Ek. Sosa-Avalos, 2002,

sugiere que los altos valores de PBmax se asocian a altas irradiancias y temperaturas entre

16.2 y 21.4 °C, así como a la presencia de diatomeas.

Al realizar una comparación de los parámetros fotosintéticos obtenidos en diferentes

años para el mes de julio en el área IMECOCAL se tiene lo siguiente, con respecto a julio

de 1998 (Aguirre-Hernández et al., 2004) y julio 2000 (Espinosa-Carreón, 2005), los

valores de PBmax, αB y Ek fueron similares, mientras que en julio de 2008 fueron mucho

menores (Tabla IV). Lo cual llama mucho la atención, y para una adecuada discusión es

necesario plantear que la metodología utilizada en los tres años fue similar, por lo que se



44

descarta un error metodológico, por lo que una posible explicación es que en julio de 2008

pudiera haberse presentado otra comunidad fitoplanctónica fotoaclimatada a bajas

irradiancias. Por otro lado, los mayores valores de parámetros fotosintéticos registrados, se

observaron en las estaciones costeras, mientras que las estaciones oceánicas registaron los

valores más bajos para ésta época, una de estas mostró fotoinhibición (130.50), la

fotoinhibición puede ser debida a dos factores, el estrés por nutrientes y la baja

aclimatación a la luz o ambos (Aguirre-Hernández et al, 2004). Durante julio de 2008 se

observaron temperaturas cálidas en la región oceánica, donde se registraron los parámetros

fotosintéticos más bajos, Sosa-Ávalos (2002) reportó que el verano de 1999 la disminución

de αB se relacionó con el aumento de dinoflagelados, aunque también puede estar

relacionado con temperaturas mayores ya que hay limitación de nutrientes (Aguirre-

Hernández et al., 2004).

Tabla IV. Valores de parámetros fotosintéticos en la región IMECOCAL en distintos meses

y años.

Autor Mes y año PBmax αB Ek

Aguirre-Hernández et al. (2004) Julio 1998 6.14 0.011 515

Espinosa-Carreón (2005) Julio 2000 6.48 0.011 563

Este trabajo Julio 2008 0.397 0.002 198.5



45

X. CONCLUSIONES - La región IMECOCAL durante julio de 2008 registró la presencia de agua

de la Corriente de California, su influencia más notable fue la baja salinidad y baja

temperatura en la región norte, los cuales se incrementaron hacia el sur del área,

debido a la mezcla con agua proveniente del ecuador.

- En julio de 2008, no hay evidencia notable de los efectos del evento de La

Niña sobre la clorofila ni sobre la producción primaria, debido a que el sistema

sufrió un cambio de condiciones hacia un evento cálido.

- En la región suroeste de Punta Eugenia, se observó la presencia de un núcleo

de elevada concentración de clorofila, producción primaria y baja temperatura lo

que sugiere la presencia de asociado a un remolino ciclónico.

- Las altas concentraciones de clorofila en la zona costera norte, sugieren que

son producidas por procesos locales de surgencias costeras.

- Casi toda la región presentó características mesotróficas.

- Con respecto a otros años de estudio, los parámetros fotosintéticos fueron

muy bajos debido probablemente a la presencia de una comunidad fitoplanctónica

diferente.



46

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