Caracterización ambiental del golfo San Matías mediante sensores remotos y parámetros oceanográficos : relación con la distribución y abundancia de los recursos biológicos de interés pesqueros

Abstract

El golfo San Matías (GSM) es una cuenca semicerrada localizada en el norte de la Plataforma Continental Patagónica entre las latitudes de 40o 47' S y 42o 13' S. Presenta un área de aproximadamente 20000 km 2 , siendo el segundo golfo más grande de Argentina. Alrededor del 55% de área total presenta profundidades mayores a 100m, con un máximo de profundidad en el área central de 180 m. La Plataforma Continental en la zona este forma una cuenca abierta con una profundidad media de 70 m en la entrada del golfo. El GSM es un ecosistema relevante en términos de riqueza de hábitats, disponibilidad de recursos y diversidad biológica, con lo cual una importante extensión de sus costas y aguas constituyen Áreas Naturales Protegidas, siendo la más importante Península Valdés, la cuál ha sido declarada Patrimonio Mundial de la Humanidad por UNESCO. Este ecosistema es la principal fuente de bienes y servicios para las comunidades costeras de la provincia de Río Negro y soporta actividades humanas basadas en la explotación de recursos pesqueros y turismo. El objetivo de esta Tesis fue identificar y caracterizar diferentes escenarios ambientales presentes en el golfo San Matías y su relación con la distribución y abundancia de sus recursos biológicos de interés pesquero. Este estudio fue llevado a cabo mediante el análisis de imágenes satelitales de temperatura superficial del mar (TSM) y clorofila-a de los sensores AVHRR (2000- 2008) y SeaWiFS (2000-2006), respectivamente. Las imágenes satelitales AVHRR y SeaWiFS fueron importadas, calibradas, rectificadas, y corregistradas mediante los programas de procesamiento Erdas Imagine y SeaDAS, respectivamente. Se analizaron las variaciones temporales de TSM y clorofila-a en áreas de interés y se elaboraron mapas de promedios, desvíos estándar, máximos y mínimos mensuales, anuales y climatológicos de los productos obtenidos. Un programa de seis campañas oceanográficas estacionales se llevó a cabo entre los años 2007 y 2009 con el objetivo de obtener datos de temperatura, concentración de nutrientes y clorofila-a en superficie y profundidad. Las variables oceanográficas fueron representadas mediante el método de interpolación de krigging en mapas superficiales y perfiles verticales con el propósito de observar su comportamiento espacial. La aplicación de análisis de componentes principales y agrupamiento (análisis multivariados) permitió establecer el agrupamiento de las estaciones de muestreo en función de las condiciones ambientales y la relación entre las variables consideradas (temperatura, profundidad, concentración de nutrientes y clorofila-a). La visión sinóptica y el análisis de imágenes satelitales de temperatura y clorofila-a (en este caso estimada por el sensor MODIS) obtenidas en las fechas de realización de las campañas fue utilizada para complementar los resultados obtenidos en el análisis de los datos de campo. Los mapas satelitales de TSM y clorofila-a junto con datos de las variables determinadas in-situ mostraron dos sectores bien diferenciados en los meses de octubre a marzo. La zona sudeste presentó aguas frías, homogeneidad en la estructura vertical y mayores concentraciones de nutrientes y clorofila-a. La zona noroeste presentó temperaturas relativamente cálidas, estratificación en la columna de agua y como consecuencia, menores concentraciones de nutrientes y clorofila-a. El ciclo térmico del área noroeste se caracterizó por presentar mayor amplitud con respecto al área sudeste. El ciclo de clorofila-a presentó un mínimo en la zona noroeste en verano, característico de aguas que se estratifican en esta estación del año, mientras que en el área sureste el ciclo fue característico de aguas homogéneas (con valores relativamente altos desde la primavera al otoño). La correspondencia entre las estimaciones satelitales y las mediciones in-situ de TSM y clorofila-a (MODIS) fue evaluada mediante el cálculo del error relativo (ER) y el error cuadrático medio (RMS). El modelo de regresión lineal tipo II, Standard Major Axis (SMA) fue utilizado para calcular la pendiente y la ordenada al origen de la ecuación lineal que relaciona las estimaciones satelitales y los datos in-situ. Los resultados mostraron una alta correlación en el caso de temperatura (r 2 = 0,84); mientras que para clorofila-a, si bien los coeficientes de correlación obtenidos fueron bajos (0,26 ≤ r 2 ≤ 0,34), hubo correspondencia espacial y temporal. La comparación entre datos de concentración de clorofila-a de los sensores SeaWiFS y MODIS mostró una importante correlación entre ambas fuentes de datos (r 2 = 0,62), indicando que para el GSM, la serie temporal de clorofila-a obtenida mediante el sensor SeaWiFS puede ser continuada con datos del sensor MODIS. Las series temporales de nueve y seis años de TSM/AVHRR y clorofila-a/SeaWiFS proveyeron una visión amplia y detallada de la evolución estacional y de la variabilidad interanual de ambas variables en el GSM. La evolución temporal de la TSM y clorofila- a satelital permitió caracterizar al GSM como un ecosistema con un ciclo térmico estacional y de concentración de clorofila-a bimodal característicos de aguas templadas. Asimismo, las imágenes satelitales de TSM y clorofila-a permitieron establecer que las dos principales áreas identificadas se encuentran separadas por un frente térmico, en primavera y verano. El cálculo de gradientes térmicos (GRT) se aplicó a imágenes de TSM del sensor AVHRR, los cuales permitieron localizar y cuantificar el frente y estudiar su variabilidad anual e interanual. Los datos de clorofila-a (SeaWiFS) obtenidos en transectas perpendiculares a la dirección del frente, mostraron variaciones espaciales en la zona frontal y en relación a la topografía del fondo. Desde el punto de vista pesquero el recurso biológico más importante en el GSM es la merluza común (Merluccius hubbsi), en este sentido el Sistema de Monitoreo Oceanográfico y Pesquero (SIMPO, 2004-2006) obtuvo datos de actividad de la flota pesquera, un programa de observadores a bordo suministró información biológica y ecológica de las especies de interés comercial, mientras que la Secretaría de Pesca de la provincia de Río Negro proporcionó datos de desembarcos mensuales y capturas por unidad de esfuerzo (CPUE en kg.h -1 ). El SIMPO proveyó datos de posición, velocidad y rumbo de los barcos en tiempo real mediante transmisores satelitales Inmarsat D+. Se utilizaron criterios de velocidad para discriminar los registros de actividad de pesca. Los registros menores a 2,5 nudos y mayores a 4,0 nudos fueron excluidos, ya que no se asociaron a la actividad específica de pesca. Los mapas de actividad de pesca fueron construidos mediante el cálculo de la densidad de datos de posición filtrados sobre una grilla de 0,01o. Estos datos fueron superpuestos a mapas de TSM, GRT y clorofila-a mostrando que los barcos pesqueros operan en el área del frente térmico desde Noviembre a Marzo, obteniendo las máximas capturas de merluza. En esta Tesis, información ambiental de alta resolución espacial y temporal, junto con datos de distribución espacial de la flota de arrastre, obtenidos mediante datos satelitales, permite concluir que la estacionalidad del frente térmico es uno de los principales factores que condicionan la pesquería del GSM, indicando la relevancia biológica de esta estructura oceanográfica. Por otro lado, la obtención de datos satelitales e in-situ en forma simultánea permitió comparar ambas fuentes de información en el área de estudio. En síntesis, esta Tesis permitió: (a) determinar la distribución espacio-temporal de las condiciones oceanográficas de superficie en el golfo San Matías, (b) determinar la estructura vertical de la columna de agua a través de datos de campanas oceanográficas y la interrelación con las condiciones de superficie y (c) observar la coincidencia con los patrones de distribución de especies de interés pesquero a la luz del sistema de seguimiento satelital de la pesquería regional. Consideramos que es la suma de esta información la que contribuirá de manera superlativa a la implementación de un Plan de Manejo Ecosistémico Pesquero (FMP) para el golfo San Matías.