Blga. Avy Bernales Jim

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Proyecto Variabilidad espacio - temporal de la
biomasa, producción primaria y grupos funcionales
del fitoplancton frente a la costa peruana
(2000-2008)

• Blga. Avy Bernales Jiménez
• Colaboradores
• Dr. Jorge Tam
• MSc. Sonia Sánchez
• Ing. J. Ledesma
• Ing. L. Vásquez
• Ing. L. Pizarro
• Blga. N. Jacobo
• Blgo. D. Espinoza-Morriberón
• Fís. C. Romero

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Introducción justificación
Existen importantes centros de afloramiento
frente a Perú Paita (5 S), Punta Aguja (6 S),
Chimbote (9 S), Callao (12 S) y San Juan (15
S) (Zuta y Guillén, 1970 Rojas de Mendiola,
1981). Son escasos los estudios sobre
variabilidad espacio-temporal de biovolúmenes del
fitoplancton de mayor cobertura que incluyen más
centros de afloramiento de la costa peruana. La
comunidad fitoplanctónica al fijar hasta 50 Gt de
carbono por año, contribuye cercanamente a la
mitad de la producción primaria global (Falkowski
et al.1998) El estudio integrado de la biomasa,
grupos funcionales y producción primaria del
fitoplancton en el sistema de afloramiento
peruano, constituye una herramienta básica de
diagnosis del ecosistema, así como un valioso
input en los modelos ecológicos aplicados a
sistemas de afloramiento.   Los grupos
funcionales permitirán servir como indicadores
del funcionamiento del ecosistema, así como de la
diversidad morfológica y funcional del
fitoplancton.
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Introducción variación temporal
(Gutiérrez et al. 2011)
(Gutiérrez et al. 2009)
(Ochoa et al. 2010)
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Clorofila mg.m-3
(Chavez y Messie 2009)
(Chavez et al. 2011)
Producción Primaria g C m-2 d-1
(Demarcq 2009)
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Factores que regulan la Producción Primaria

1. Luz
2. Temperatura
3. Nutrientes
4. Ancho de plataforma continental
5. Procesos físicos advección, afloramiento,
   turbulencia
6. Latitud
7. Pastoreo selectivo
8. Ríos

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• Clasificación taxonómica del fitoplancton
• Reino Protista
• División Bacillariophyta (Diatomeas)
• División Pyrrophyta (Dinoflagelados)
• División Haptophyta (Cocolitofóridos, flagelados)
  
• (nanofitoplanctonlt20 um)

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Clasificación en estrategias de vida (r, K)
Adaptaciones a la sobrevivencia en un ambiente
inestable y turbulento (Margalef, 1978).
Mandala de Margalef
Estrategas r rápido crecimiento y pequeños
? colonización
Spp. de fases tempranas (r) Skeletonema
costatum, Chaetoceros spp., Detonula pumila Spp.
de fases intermedias Eucampia zoodiacus,
Bacteriastrum sp., Dinophysis sp., Gymnodinium
sp. Spp. de fases tardías (K) Dinoflagelados
(Protoperidinium spp., Prorocentrum sp.)
Predice formas de vida seleccionadas en la
sucesión del ciclo anual del fitoplancton.
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Clasificación en grupos funcionales de Reynolds
(CSR)

• Los grupos funcionales son grupos de especies con
  respuestas comunes a las condiciones ambientales
  (Reynolds 1980).
• Reynolds propuso tres grupos funcionales en el
  fitoplancton
• C invasivas oportunistas, tamaño pequeño, alto
  S/V, competidoras, bajas tasas de hundimiento, gt
  capacidad de incorporar nutrientes.
• S Tamaño grande, bajo S/V, más sensible a
  limitación por temperatura, mixotróficos.
• R Tamaño intermedio, su morfología preserva un
  alto S/V, explota óptimamente los nutrientes,
  aclimatantes o adaptables, sobreviven a
  temperaturas reducidas y notables dosis de luz,
  no mótiles.

Intensidad del estrés Intensidad del estrés
Intensidad disturbio Baja alta
Baja C S
Alta R
Estrés escasez de nutrientes. Disturbio
turbulencia. Grime (1979), Reynolds (1988)
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• OBJETIVO GENERAL
• Determinar las variaciones espacio-temporales de
  la biomasa, producción primaria y grupos
  funcionales del fitoplancton en el sistema de
  afloramiento peruano durante el período 2000-2008.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analizar la variabilidad
espacio temporal de la biomasa de fitoplancton
obtenidos mediante cálculos de biovolumen,
clorofila satelital e in situ. Analizar la
variabilidad espacio temporal de la producción
primaria satelital e in situ. Definir grupos
funcionales del fitoplancton y su relación con
factores ambientales.
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• Hipótesis
• El biovolumen de nanofitoplancton contribuye con
  una proporción importante en el fitoplancton
  oceánico.
• Cerca a la costa peruana predominan las especies
  tolerantes a disturbio o turbulencia (grupo
  funcional R, sensu Reynolds) y lejos de la costa
  predominan las especies tolerantes a estrés u
  oligotrofía (grupo funcional S).

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METODOLOGÍA Datos
Los datos provendrán de cruceros realizados en
verano, invierno y primavera desde el 2000 al
2008, totalizando 675 muestras.
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Datos bióticos
Variable Periodo Uso Fuente
Densidad celular (cel . L-1) por método cuantitativo (metodología Utermöhl) 2000-2008 Indicador de abundancia. AFPP - IMARPE
Volúmenes centrifugados de fitoplancton (mL.m-3) 2000-2008 Indicador semi cuantitativo de biomasa fitoplanctónica AFPP - IMARPE
Biovolúmenes (cm3. m-3) 2000-2008 Indicador cuantitativo (cel.L-1) de biomasa fitoplanctónica.
Grupos funcionales (sensu Reynolds) 2000-2008 Indicadores de diversidad funcional del fitoplancton
Producción Primaria satelital e in situ (Clorofila in situ y satelital, Temperatura Superficial del Mar, PAR, Fotoperíodo) 2000-2008 Estimación de Producción Primaria en función al modelo VGPM (Behrenfeld y Falkowski, 1997)
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Datos abióticos
Variable Periodo Uso Fuente
Clorofila in situ y satelital 2000-2008 Indicador de biomasa fitoplanctónica UIOQ-IMARPE
Oxígeno, nutrientes provenientes de cruceros 2000-2008 Correlaciones con grupos funcionales del fitoplancton UIOQ-IMARPE
Temperatura, Salinidad 2000-2008 Correlaciones con grupos funcionales del fitoplancton UIOF-IMARPE
Vientos -Satélite QuikSCAT 2000-2008 Cálculo de Indice de afloramiento (Mendo et al. 1987) CIMOBP-IMARPE
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METODOLOGÍA biovolúmenes

• Hillebrand et al. (1999) proporciona ecuaciones
  matemáticas para estimaciones precisas del
  volumen y la superficie celular.
• Sun Liu (2003) proponen una mejora a los
  modelos geométricos proponiendo 31 formas
  geométricas, adicionando 11 formas nuevas,
  trabajo que estuvo centrado sobre las especies
  del fitoplancton en el Mar de China.

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Formas geométricas asignadas para las especies
del fitoplancton según Sun Liu (2003)
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Biovolumen celular (µm3) de algunas especies del
fitoplancton
(Delgado y Jacobo en prep.)
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• METODOLOGÍA producción primaria
• Se usará el modelo VGPM (Vertically Generalized
  Production Model) (Behrenfeld y Falkowski, 1997)
  para una profundidad de 10 m.

• Donde
• PBopt Dependiente de la TSM. Parámetro
  fotoadaptativo, influenciado por la tasa de
  fijación de carbono.
• Eo PAR diario en superficie del mar
• Zeu Profundidad de capa eufótica
• Copt Concentración de clorofila en PBopt
• Dirr Fotoperíodo

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METODOLOGÍA grupos funcionales de Reynolds
Las especies se clasifican en grupos funcionales
en el espacio S/V y MLD a escala logarítmica.
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• Análisis de datos y relación con factores
  ambientales
• Comparación espacial norte-sur, costa-océano
  (composición específica en biovolumenes, grupos
  funcionales)
• Comparación temporal estacional, interanual
  (pruebas de hipótesis de diferencia de medias,
  análisis de variancia).
• Relación con factores ambientales
• Correlaciones entre factores ambientales con las
  variables biológicas.
• Análisis de correspondencias múltiple (ACM) y
  análisis de correspondencias canónico (ACC)
  (grupos funcionales).

20
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