Aspectos de la topografía submarina de la isla de La Palma y su influencia sobre la biodiversidad marina

              Revista de Estudios Generales de la Isla de La Palma, Núm. 4 (2009) 209
ISSN 1698-014X
Aspectos de la topología submarina de la Isla de La Palma y su influencia sobre la biodiversidad marina
ASPECTOS DE LA TOPOGRAFÍA SUBMARINA DE LA ISLA
DE LA PALMA Y SU INFLUENCIA
SOBRE LA BIODIVERSIDAD MARINA
Laura Martín García1, Carlos Sangil1, Laura Concepción1,
Raúl Fernández de León1 y Jacinto Barquín Diez2
INTRODUCCIÓN
Antes de la aparición de las primeras escrituras ya se utilizan los mapas para
establecer distancias, recorridos o localizaciones. Es por ello que la cartografía ha
resultado ser una herramienta indispensable, utilizada con innumerables finali-dades
informativas e intelectuales, pero principalmente actuando como imagen
del territorio que facilita la orientación durante los traslados por distintos pun-tos
del espacio, tanto marino como terrestre.
En los años 60 cuando se produce un drástico cambio en la utilidad de los
mapas. Roger Tomlinson utilizó un sistema informático para crear mapas y ana-lizar
vastas cantidades de información en el inventariado y gestión de amplias
áreas rurales de Canadá (Wright et al. 2000). Determinó que este nuevo siste-ma
de integración de datos digital era la mejor alternativa para el desarrollo de
planes de gestión y lo denominó «Sistema de Información Geográfica» (SIG)3.
Un SIG es un conjunto de software, hardware y datos, elaborados para ad-quirir,
manipular, seleccionar, analizar, almacenar y representar datos georreferen-ciados,
con el fin de resolver problemas de gestión y planificación del territo-
Resumen: Existe una relación directa entre las características físicas del terreno que determi-nan
el tipo de hábitat y la biodiversidad marina bentónica. Aspectos como la profundidad, la ru-gosidad,
la pendiente o la orientación pueden determinar la presencia y abundancia de determi-nadas
especies. En este trabajo se presenta la base de datos en forma de mapas temáticos de las
características del terreno de los fondos marinos de La Palma hasta los 50 metros de profundi-dad
así como el análisis de su influencia en las especies marinas que se distribuyen en las costas
de la isla.
Palabras claves: sistema de Información Geográfica (SIG), bionomía, topografía submarina, he-terogeneidad,
La Palma, Islas Canarias.
1 Consorcio Insular de la Reserva Mundial de la Biosfera La Palma. C/ Avenida Marítima 3, Santa
Cruz de La Palma, cp. 38700. Islas Canarias, España. biodiversidad@lapalmabiosfera.es.
2 Departamento de Biología Animal (Zoología), Universidad de La Laguna.C/ Astrofísco Francisco
Sánchez s/n. La Laguna, cp. 3820. Islas Canarias. España.
3 Geographic Information System (GIS).
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rio. Diversos autores, como Burrough & McDonnell (1998) o Suryanarayana
(2005), dan distintas definiciones, aunque en su mayoría son coincidentes o com-plementarias.
Los SIG son herramientas muy versátiles que se vienen aplicando en distin-tos
campos de la gestión de los recursos, sean naturales (conservación, reservas),
o de origen humano (catastro, planificación, obras). En los estudios marinos se
aplican con éxito en la acuicultura (Close et al. 2006) y en el manejo y con-servación
de espacios protegidos (Zharikov et al. 2005) entre otros usos.
En Canarias, una de las obras pioneras en la confección de mapas ecológicos
para fines científicos es «Vegetación y Flora Forestal de las Canarias Occidenta-les
» de Ceballos & Ortuño (1951), donde se exponen esquemas, mapas y perfiles
de los principales tipos de vegetación potencial de las Canarias occidentales.
En el medio marino, una de las primeras iniciativas en la aplicación de la
cartografía se llevó a cabo 1987 en el proyecto «Evaluación cuantitativa y car-tografía
de los campos de algas y praderas de fanerógamas marinas del litoral
canario» (Wildpret et al. 1987). Posteriormente en 1997 con el proyecto «Le-vantamiento
de la carta batimétrica y de bionomía bentónica de la futura reserva
marina del Mar de las Calmas (El Hierro) y su integración en un sistema de
información geográfica (SIG)» (Barquín et al. 1997) se aplicó la tecnología SIG
y se trazaron las líneas batimétricas de la Reserva Marina del Hierro y se hicieron
numerosos perfiles bionómicos mediante buceo autónomo. A pesar de utilizar
métodos rudimentarios, dicho proyecto fue el primer intento de creación de un
SIG marino en aguas de Canarias. Seguidamente, fue necesario elaborar una base
de datos georreferenciados para el proyecto «Delimitación de las futuras Reser-vas
Marinas de la Isla de la Palma» (Barquín et al. 1999), donde se estudió el
litoral de Fuencaliente correspondiente a un perímetro de 20 Km para plantear
diversas propuestas de reservas marinas.
Desde entonces, en Canarias se han realizado varios estudios cartográficos en
el medio marino centrados en las Cartas Náuticas que publica el Instituto Hi-drográfico
de la Marina, los mapas de tipología de fondos de las Cartas de Pesca
del Instituto Español de Oceanografía y los estudios geofísicos de la Dirección
General de Costas del Ministerio de Medio Ambiente que incluyen datos bati-métricos.
También se llevaron a cabo distintos trabajos en zonas concretas y lo-calizadas,
principalmente para delimitar algunas propuestas de espacios marinos
protegidos (Brito 2003), valorar las comunidades submareales, como asesoramien-to
técnico para evaluaciones de impacto o, para ampliar el conocimiento de los
ecosistemas marinos. A partir del comienzo de este siglo El Ministerio de Me-dio
Ambiente español comenzó a realizar los estudios cartográficos de la mayo-
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ría de las islas del Archipiélago para obtener, entre otros datos, un reconocimiento
ecológico marino del litoral y una cartografía batimétrica con detalle. Entre Agos-to
de 2003 y Marzo de 2004 se lleva a cabo el «Estudio Ecocartográfico de la
Isla de La Palma» (VV.AA. 2005) en el que se emplearon equipos de precisión
para obtener una imagen fidedigna de los parámetros físicos, oceanográficos y
ambientales de los fondos litorales.
En el presente trabajo se utilizan diversas técnicas SIG como herramientas
para analizar el Modelo Digital de Elevaciones (MDE), obtenido a partir de los
datos batimétricos del estudio «Ecocartográfico de la Palma» con el fin de ob-tener
nueva información que nos puedan explicar la distribución de las comu-nidades
marinas litorales entre las cotas 0 y 50 m de profundidad.
MATERIAL Y MÉTODOS
El hardware utilizado fue un Intel® Core™2 CPU con un procesador 2.13
Ghz, 2,0 Gb RAM y disco duro de 298 Gb ROM. Para el análisis se utiliza-ron
los programas ArcGis 9.2 y ArcView 3.2 comercializados por la casa Esri.
Para la creación del Modelo Digital de Elevaciones (MDT) se utilizó el programa
Surfer 8.
Área de estudio
La Isla de La Palma se encuentra en el noroeste del Archipiélago de las Islas
Canarias (España). Para este estudio se analizaron los datos batimétricos de los
fondos marinos de toda la Isla desde 0 hasta 50 metros de profundidad, que
resultó abarcar un área total de 9138,2 Ha. Debido a su origen volcánico, las
islas presentan una plataforma litoral escasa, especialmente las islas más jóvenes
como es el caso de la Isla de la Palma. Además ha sufrido sucesivas erupciones
volcánicas recientes especialmente en la zona sur de la Isla que crearon fondos
abruptos y rocosos, de gran pendiente y elevada complejidad ambiental.
Datos de origen
Para este estudio fue imprescindible contar con los siguientes datos proceden-tes
del Estudio Ecocartográfico de La Palma:
— Modelo digital de elevaciones. Para su creación se utilizó la base de da-tos
batimétricos obtenidos con la sonda Multihaz en el estudio Ecocarto-gráfico
de La Palma, con una densidad mínima de 5 x 5 metros. El mé-todo
de gridding utilizado para levantar el MDT fue «Nearest Neighbor».
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— Tipo de sustrato. Los distintos tipos de sustratos diferenciados en el Es-tudio
Ecocartográfico, se agruparon en dos clases: sustratos blandos, que
representan a los sustratos móviles (arenas finas, gruesas, muy gruesas y
gravas) y los sustratos duros de mayor estabilidad, que incluyen las ro-cas
y bolos.
— Cartografía bionómica. Se trata de una capa de información vectorial don-de
se representa la distribución de las comunidades marinas consignadas
en la leyenda y encontradas durante los muestreos con cámara submari-na.
La relación de comunidades representadas fue:
• Comunidades asentadas sobre sustrato arenoso.
• Comunidades vegetales asentadas sobre sustrato rocoso.
FIGURA 1.—Modelo Digital de Terreno (MDT) del litoral de la Palma desde 0 hasta 50 metros FIGURA
1.—Modelo Digital de Terreno (MDT) del litoral de la Palma desde 0 hasta 50 metros de profundidad y
detalles de distintas áreas.e profundidad y detalles de distintas áreas.
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• Comunidad de blanquizal con presencia del erizo diadema (Diadema
aff. antillarum).
• Comunidad de coralígeno con presencia de coral negro (Anthipatella
wollastoni)
• Comunidad de Anguilas jardineras (Heteroconger longissimus).
• Comunidad de Halophila decipiens.
• Comunidad de Caulerpa prolifera con presencia de la Halophila decipiens.
• Comunidad de coralígeno con presencia de gorgonias rojas y amarillas
(Leptogorgia ruberrina y L. viminalis).
A partir de la integración de estas capas de información en un SIG es posi-ble
obtener variables nuevas sobre las características del fondo que puedan con-tribuir
explicar la distribución de las comunidades marinas. Los parámetros ob-tenidos
y analizados fueron la profundidad, la pendiente, la orientación, la
fragmentación y la rugosidad.
La orientación es la dirección en la cual la pendiente es máxima en un punto
determinado de la superficie. Es un parámetro ampliamente utilizado en estu-dios
cartográficos del medio terrestre (Kremen et al., 1999; García-Rodríguez et
al., 2008).
El índice de fragmentación, desarrollado por Monmonier (1974), describe la
distribución espacial de clases temáticas para una determinada capa de informa-ción
en un área definida. Es una herramienta GIS aplicada en la estimación de
la complejidad ambiental. En este caso se aplicó con la profundidad para esta-blecer
aquellas zonas donde se producían mayores o menores cambios de profun-didad,
de esa forma se consigue determinar el nivel de heterogeneidad de la zona.
Para el cálculo de la rugosidad existen en la bibliografía diferentes técnicas SIG
para obtener la rugosidad del terreno (Ardron 2002; Felicísimo 1994). Sapping-ton
et al. (2007) creó el vector de medida de la rugosidad (VRM) para su uso
en SIG que incorpora la heterogenidad de la pendiente y el aspecto, utilizando
la técnica de Hobson (1972). La medida de la rugosidad utiliza vectores normales
(ortogonales) de dispersión tridimensionales sobre la faceta plana del terreno.
La biodiversidad se calculó con el índice de Shannon-Wiener (H’) para cada
una de las cuadrículas utilizando la cartografía bionómica del Estudio Ecocarto-gráfico.
El conjunto de datos recopilados y generados se integraron dentro de cada
una de las cuadrículas en las que se subdividió el litoral de La Palma desde 0
hasta 50 metros de profundidad de 500 metros de lado y utilizadas como uni-dad
de análisis. Estas cuadrículas representan los valores medios de cada uno de
las variables estudiadas.
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RESULTADOS
Profundidad (Fig. 2A). Los fondos de La Palma carecen de una plataforma
desarrollada especialmente en las zonas sur y sureste de la Isla, donde en ape-nas
150 metros de distancia a la costa se alcanza la profundidad de 50 metros.
En cambio en el Norte es necesario recorrer 1500 metros para alcanzar esta cota.
Tipo de sustrato. El 68,6% de los fondos de la Isla son rocosos. Los fondos
de arena se localizan principalmente en noreste de la Isla, frente a las costas de
Puntallana y Santa Cruz de La Palma, y en el norte y noroeste de la isla, en
el litoral de Puntagorda y Tijarafe. Sin embargo, los fondos del sur y sureste de
la Isla son principalmente rocosos. Por otro lado, existe una relación entre el tipo
de sustrato y la batimetría. Los primeros metros del litoral están ocupados prin-cipalmente
por roca mientras que a mayor profundidad la superficie dominada
por las arenas incrementa (Fig. 3B y Tabla 1).
Pendiente (Fig. 2B). El rango de variación de la pendiente en la isla es de
0 a 41,6º, con un valor medio de 6,7º. Los fondos más inclinados se encuen-tran
en el litoral del este del municipio de Fuencaliente con un valor medio
aproximado de 20º. Por el contrario, la vertiente norte de la isla es la que po-see
la plataforma menos inclinada con un valor medio de 3,0º.
Orientación (Fig. 2C). Puesto que la dirección de la máxima pendiente se
corresponde con la orientación del litoral, los valores de orientación de los fon-dos
se deben corresponder con la vertiente de la isla en la que se encuentra. Sin
embargo, la zona norte de la isla presenta mayores diferencias en los valores de
orientación, incluso con áreas cuya superficie se encuentra orientada hacia el sur.
En los posteriores análisis se comprueba que existe una correlación significativa
entre este parámetro y la distribución de algunas comunidades, lo que indica que
éstas se concentran en determinadas vertientes de la Isla.
Fragmentación (Fig. 2D). El valor del índice de fragmentación varía entre 0
y 1. El valor máximo alcanzado en el área de estudio fue de 0,49, localizado en
el litoral de Fuencaliente, Villa de Mazo y Los Cascajos. En la zona de El Mudo
y Juan Adalid, en el litoral de Garafía, alcanzaron un valor de fragmentación ele-vado
de 0,40. Las zonas menos fragmentadas se concentran en el norte de la
Isla.
Rugosidad (Fig. 2E). Este parámetro presenta un rango de variación en la Isla
de 0,000 a 0,036. En general, este parámetro coincide con el índice de frag-mentación
pero restringe las zonas de mayor rugosidad al litoral de Fuencaliente,
especialmente en la Punta y en la zona del Puertito hasta la Punta del Prois en
Mazo. También el litoral de Los Llanos de Aridane y en Juan Adalid y El Mudo
en Garafía presentaban valores elevados de rugosidad y en menor medida en el
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FIGURA 2.—Mapas donde se representan cada una de las variables estudiadas integradas en las cuadrículas.
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litoral de Breña Baja y Alta. Como ocurre con la fragmentación, las áreas me-nos
rugosas están en el Norte.
Biodiversidad (Fig. 2F). Los valores más elevados se encontraron en el lito-ral
de Fuencaliente, Villa de Mazo, el norte de la Isla, especialmente en las pun-tas
de Garafía y Barlovento.
Las relaciones entre estos parámetros topológicos y las comunidades bentónicas
se explican en la tabla 1.
TABLA 1
Índices de correlación de Pearson entre las variables topológicas,
la biodiversidad y las comunidades submareales
* La correlación es significante al nivel 0,05 (bilateral).
** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).
DISCUSIÓN
La biodiversidad y la distribución de las comunidades mostraron estar corre-lacionadas
al menos con alguno de los parámetros topológicos analizado. Las va-riables
más determinantes en la distribución de las comunidades son el tipo de
sustrato y la profundidad.
El índice de diversidad de Shanon-Wiener (H’) se encontró correlacionado
positivamente con la profundidad, la pendiente, la fragmentación, la rugosidad
y el tipo de sustrato. Por lo tanto, la biodiversidad se concentra principalmen-te
en fondos poco profundos de sustratos duros de elevada pendiente, muy frag-mentados
y rugosos.
Las comunidades asentadas sobre sustrato arenoso se encuentran condiciona-das
por todas las variables, especialmente por la pendiente y la orientación. La
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correlación entre la fragmentación y la rugosidad fue significativa pero con un
valor negativo, es decir que los fondos arenosos se distribuyen en zonas poco
rugosas y fragmentadas. No se encuentran limitados por la profundidad, ya que
se pueden encontrar tanto en cotas altas como bajas, pero sí se trata de fondos
de baja pendiente, principalmente entre 0º y 5º.
Los fondos de anguilas jardineras también presentaron correlación elevada con
todas las comunidades, aunque son la profundidad y la presencia de fondos de
arena las variables más importantes en su distribución. Las anguilas jardineras
muestran predilección por los fondos profundos desde la cota de los 15 m
(fig. 3B) a partir de la cual aumentan su abundancia hasta alcanzar valores máxi-mos
a los 50 m de profundidad. El estudio sólo se realizó hasta esta profundi-dad
pero es probable que esta especie alcance mayor profundidad.
Las comunidades formadas por los macrofitos Halophila decipiens y Caulerpa
prolifera fueron las que presentaron menor relación con las variables analizadas,
únicamente con el tipo de sustrato y, en menor medida, con la orientación. Sin
embargo, es probable que los valores no resulten significativos por la baja exten-sión
que presentan estas comunidades en la Isla. En las figuras 3A y 4A la se
observa que estas comunidades se distribuyen sobre fondos arenosos a partir de
FIGURA 3.—Hectáreas ocupadas por cada comunidad en función de la profundidad (m).
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los 20 metros de profundidad, con pendientes que alcanzan los 11º en el caso
de Halophila decipiens y hasta 27º en las comunidades de Caulerpa prolifera. En
ambos casos los valores máximos se alcanzaron a los 3 ó 5º de pendiente.
Las comunidades vegetales asentadas sobre sustrato rocoso también se encuen-tran
determinados por la profundidad y la presencia de fondos rocosos princi-palmente,
aunque la correlación también fue significativa con la fragmentación
y la rugosidad en menor medida. Se distribuyen en fondos de roca de poca pen-diente,
de 3º aproximadamente, y hasta los 25 metros de profundidad, aunque
los valores máximos de ocupación los alcanzan en los primeros 5 m.
Los blanquizales se distribuyen en fondos rocosos de poca profundidad, prin-cipalmente
en la vertiente noroeste de la Isla, siendo estas las variables, la pro-fundidad
y la orientación, más determinantes en su distribución por el litoral
de la Isla. Se distribuyen en un amplio rango de profundidades entre 5 y 50
m, y alcanza sus valores máximos de ocupación entre los 10 y 20 m.
Las variables más importantes en la distribución de las comunidades de co-ral
negro son la profundidad, la pendiente, la fragmentación y la rugosidad. El
ambiente característico de estas comunidades son los fondos rocosos profundos
Figura 4.—Hectáreas ocupadas por cada comunidad según el grado de pendiente (º).
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a partir de los 25 m, de elevada pendiente, muy fragmentados y rugosos. Uno
de los aspectos más característicos de estas comunidades es que pueden desarro-llarse
en fondos de hasta 55º de pendiente que corresponden a veriles o pare-des
muy inclinadas.
Las comunidades de coralígeno con gorgonias rojas y amarillas sólo se encuen-tran
influidas por el tipo de sustrato y la batimetría, puesto que se encuentran
generalmente sobre fondos duros (rocas, bloques y piedras) a partir de los 25
metros de profundidad. El resto de parámetros no son significativos para su de-sarrollo.
AGRADECIMIENTOS
Los resultados de este trabajo se encuentran incluidos en el proyecto «MAR-COPALMA:
Sistema de Planificación y Ordenación del medio litoral de la isla
de La Palma». Este proyecto cuenta con la financiación de la Fundación Biodi-versidad
(Ministerio de Medio Ambiente y Rural Marino), el Consorcio Insu-lar
de la Reserva Mundial de la Biosfera de La Palma, el Gobierno de Canarias
y el Cabildo Insular de La Palma.
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