Metodología cartográfica submarina orientada a la gestión y conservación del medio litoral: mapa de las comunidades bentónicas del frente litoral norte del estrecho de Gibraltar

Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:http://www.researchgate.net/publication/269465670 Metodologíacartográficasubmarinaorientada alagestiónyconservacióndelmediolitoral: mapadelascomunidadesbentónicasdelfrente litoralnortedelestrechodeGibraltar ARTICLE·JANUARY2003 CITATIONS 2 DOWNLOADS 33 VIEWS 35 8AUTHORS,INCLUDING: JuanCorzo 21PUBLICATIONS119CITATIONS SEEPROFILE CarlosLopez-Fe UniversidaddeSevilla 9PUBLICATIONS274CITATIONS SEEPROFILE JorgeRey Esgemar 54PUBLICATIONS426CITATIONS SEEPROFILE JoséManuelGuerra-García UniversidaddeSevilla 190PUBLICATIONS1,252CITATIONS SEEPROFILE Availablefrom:JoséManuelGuerra-García Retrievedon:08September2015 149 Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 BOLETÍN. INSTITUTO ESPAÑOL DE OCEANOGRAFÍA ISSN: 0074-0195 © Instituto Español de Oceanografía, 2003 Metodología cartográfica submarina orientada a la gestión y conservación del medio litoral: mapa de las comunidades bentónicas del frente litoral norte del estrecho de Gibraltar J. C. García-Gómez1, J. R. Corzo1, C. M. López-Fe1, J. E. Sánchez-Moyano1, M. Corzo2, J. Rey3, J. M. Guerra-García1e I. García-Asencio1 1Laboratorio de Biología Marina. Departamento de Fisiología y Zoología. Facultad de Biología. Universidad de Sevilla. Avda. Reina Mercedes, 6. E-41012 Sevilla, España. Correo electrónico: [email protected] 2Servicio de Información y Evaluación Ambiental. Consejería de Medio Ambiente. Junta de Andalucía. Avda. Manuel Siurot, 50. E-41013 Sevilla, España 3Esgemar. Estación Marítima, local 4B. Puerto de Málaga. E-29001 Málaga, España Recibido en enero de 2003. Aceptado en diciembre de 2003. RESUMEN La cartografía de las comunidades bentónicas es esencial, actualmente, para promover actuaciones eficientes de uso, gestión y conservación de las zonas litorales, especialmente en el ámbito de grandes espacios litorales protegidos. En cada uno de éstos, la cartografía resulta determinante para la elaboración de un mapa de zonificación de usos, condicionado, en gran medida, por los distintos valores ecológicos que puedan asignarse a las diferentes comunidades bentónicas establecidas y a sus distribuciones geográficas locales. La metodología utilizada en la elaboración del mapa de las comunidades bentónicas del estrecho de Gibraltar (en el intervalo batimétrico 0-30 m y de 40 km de extensión litoral aproximada), dada la complejidad que reviste este tipo de objetivos, supone una aproximación a la cartografía de la biota sésil sumergida, en tramos litorales amplios contenidos en áreas protegidas. Se han combinado, mediante superposición de información, datos físicos de batimetría y tipos de fondo, obtenidos mediante técnicas acústicas y convenientemente cartografiados, con datos biológicos de las comunidades bentónicas, obtenidos en campaña intensiva de buceo científico (con la toma de imágenes en sustrato duro, para su ulterior análisis) y mediante dragado (con registros de granulometría y fauna endobentónica en sustrato blando). La información ha sido georreferenciada adecuadamente para su introducción, como capas independientes, en un sistema de información geográfica (SIG). Palabras clave: Litoral, espacios protegidos, cartografía, comunidades bentónicas, estrecho de Gibraltar. ABSTRACT Submarine cartographic methodology for managing and conserving littoral areas: Mapping the benthic communities of the northern coast of the Straits of Gibraltar The cartography of benthic communities is, today, essential to promoting adequate strategies for the use, management and conservation of littoral areas, especially if they are large protected zones. In each zone, cartography is necessary to elaborate a management zoning map, depending on the ecological value of the different benthic communities established and on the local geographical distribution. INTRODUCCIÓN La metodología aquí implementada, relacionada con el levantamiento cartográfico de comunidades bentónicas, tiene la particularidad de combinar cartografía batimétrica, y de tipos de fondos, con información georreferenciada relativa a las comunidades bentónicas instaladas sobre sustratos duro (macrofitobentos y macrozoobentos sésil) y blando (macrofauna), con la finalidad de incorporarlas a un SIG (sistema de información geográfica) y propiciar, de este modo, un nivel mejor de consulta, manejo y precisión en la localización geográfica. Actualmente, las nuevas tecnologías permiten que la información estadística convencional esté cada vez más ligada a criterios espacio-temporales más rigurosos y precisos (Moreira y FernándezPalacios, 1998). En este ámbito, los nuevos SIG permiten gestionar y analizar la información espacial; se trata de sofisticadas herramientas multipropósito, con aplicaciones tan variadas como la planificación urbana, la gestión catastral, la ordenación y planificación del territorio, la gestión medioambiental y otros cometidos. Un SIG es un sistema de información diseñado para trabajar con datos georreferenciados mediante coordenadas espaciales o geográficas (Star, 1990), es decir, con información geográfica. En un SIG se almacena información cartográfica, con lo que es posible conocer la localización exacta de cada elemento en el espacio y con respecto a otros elementos, e información alfanumérica, es decir, datos sobre las características o atributos de cada elemento geográfico. Ambos tipos de información están relacionados entre sí, de manera que a cada uno de los objetos espaciales del mapa digital le corresponde un registro en la base de datos. El SIG organiza la información en capas correspondientes a los diferentes aspectos del espacio que interesa estudiar, por ejemplo, relieve, litología, suelos, ríos, carreteras y otros ámbitos (Bosque, 1992; Gutiérrez y Gould, 1994; Ministerio de Medio Ambiente, 1998; Calvín, 1998; Lenton, Fa y Pérez del Val, 2000; Durand et al., 2002). La gran ventaja que proporciona esta herramienta es que puede relacionar las distintas capas de información entre sí, proporcionando nuevas posibilidades para capturar información y elaborar mapas temáticos superponibles. En oceanografía, el SIG se ha utilizado para resolver cuestiones medioambientales, tanto en las costas como en mar abierto (Wright y Bartlett, 1999; Urbanski y Szymelfenig, 2003). Los métodos desarrollados en la ecología de campo se basan en el estudio del paisaje como un mosaico, donde cada mancha corresponde a una categoría diferente. Las comunidades bentónicas marinas, al igual que el paisaje terrestre, pueden observarse como un mosaico (Garrabou, 1997). La estructura y la dinámica de las comunidades se pueden analizar a través de las características de cada mancha. El estudio de la estructura de la comunidad necesita recopilar las especies presentes y la abundancia de las mismas, además de las características físicas de la zona, como la batimetría y los tipos de fondo (Kostylev et al., 2001). Podemos conocer la dinámica de las comunidades mediante el levantamiento sistemático de capas de información en el tiempo. Los SIG se han utilizado en el ámbito marino para diversos propósitos, particularmente en investigaciones pesqueras (Caddy y Carocci, 1999; Maury y Gascuel, 1999; Bian, 2000), gestión de recursos marinos en general (Stanbury y Starr, 1999), estudio de zonas de acuicultura (Congleton Jr. et al., 1999), instalación de arrecifes artificiales (Wright et al., 1998) y estudios de medio ambiente, tanto para delimitar problemas (Kitsiou y Karidys, 2000) como para estudios más generales de áreas de interés (Garibaldi y Caddy, 1998; Kitsiou, Coccosis y Karidys, 2002). Generalmente, estos trabajos utilizan información disponible sobre las áreas tratadas, que suelen ser relativamente amplias. J. C. García-Gómez et al. Cartografía submarina del bentos en el estrecho de Gibraltar Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 150 The methodology used in the elaboration of a map including the benthic communities of the Straits of Gibraltar (0-30 m depth; 40 km of littoral extension), in spite of the complexity of these kinds of objectives, represents an approach to the cartography of the submarine sessile biota of large littoral zones of protected areas. The present study combines physical data (bathymetry and type of substrate), collected using acoustic techniques, and biological data (benthic communities), collected during an intensive sampling programme using scuba (hard bottom: image analysis) and dredging (soft bottom: granulometry and benthic fauna). The information has been geoindexed to be inserted, as different layers, into a Geographic Information System (GIS). Keywords: Littoral, protected areas, benthic communities cartography, Straits of Gibraltar. La presente contribución forma parte de un proyecto más amplio de levantamiento cartográfico temático a escala de detalle y redacción de los criterios de ordenación para la declaración de un espacio protegido marítimo-terrestre en el tramo litoral comprendido entre el cabo de Gracia y punta Carnero, que constituye el frente litoral norte del estrecho de Gibraltar, auspiciado y financiado por la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía. MATERIAL Y MÉTODOS Ámbito geográfico El ámbito geográfico considerado es el delimitado, para el medio marino, por la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía, con intención de crear de un nuevo espacio protegido (Parque Natural Marítimo-Terrestre) en el cono sur ibérico. Abarca el frente litoral norte del estrecho de Gibraltar, desde el cabo de Gracia, al oeste, hasta punta Carnero, al este. Se pueden diferenciar dos zonas, occidental y oriental. Zona occidental Esta zona abarca una superficie continua desde el cabo de Gracia (246785/3997631 UTM), adentrándose una milla marina perpendicular a la costa, desde donde continúa una milla marina paralelo a la costa, frente a la isla de las Palomas o isla de Tarifa (264943/3987447 UTM). Zona oriental Desde el punto (264510/3985429 UTM) frente a la isla de Tarifa, el límite discurre paralelo a la costa una milla marina mar adentro, llegando hasta la perpendicular a punta Carnero (281756/3995998 UTM), por donde se acerca hasta la costa recorriendo su frente hasta el extremo del límite terrestre antes descrito. Ambas zonas comprenden un total aproximado de 9,142 ha. Para la cartografía de las comunidades bentónicas, el ámbito geográfico no se circunscribe al límite sur de una milla mar adentro, sino que éste es batimétrico, coincidente con la isóbata de 30 metros de profundidad (cota máxima a la que se obtuvo la información biológica en cada recorrido). Metodología cartográfica Procedimiento general Para coadyuvar a una mejor gestión, manejo y conservación del ecosistema litoral, se ha implementado una metodología de levantamiento cartográfico de las comunidades bentónicas que puede aplicarse a tramos litorales extensos. El escenario elegido ha sido el frente litoral norte del estrecho de Gibraltar (intervalo batimétrico 0-30 metros y 40 km de extensión litoral aproximada). El mapa batimétrico levantado a tal efecto se superpone al mapa específico de tipos de fondos ejecutado para ser introducido en un SIG (este aspecto se detallará en apartados siguientes). La combinación de ambas cartografías genera un nuevo mapa que integra los dos tipos de información y que resulta esencial para, sobre él, superponer y extrapolar con posterioridad la información específicamente levantada de las comunidades bentónicas (sustrato duro y blando). Este último mapa fue elaborado a partir de recorridos realizados perpendicularmente a la línea de costa y a diferentes profundidades. En sustrato rocoso, la información levantada se centró exclusivamente sobre enclaves iluminados horizontales o de mínima pendiente. Cuando se observaron cambios significativos (entre dos trazados) en las comunidades para tipos de fondos y profundidades similares, se ejecutaron recorridos intermedios que permitieran detectar las zonas de cambio y establecer, así, los pertinentes límites de las manchas correspondientes a cada tipo de comunidad (aspecto que también se detallará en apartados siguientes). En síntesis, a una superposición cartográfica de información tanto física (batimetría y tipos de fondos) como biológica (comunidades bentónicas), le sigue una extrapolación de esta última a zonas de similar profundidad, tipos de fondos y enclaves (horizontales, o de mínima pendiente, iluminados) cuyos límites son establecidos, a profundidad similar o diferente, gracias a la información detraída de las diferentes cotas batimétricas prospectadas en inmersión y al establecimiento de trazados intermedios. La figura 1 muestra la metodología general establecida específicamente para el levantaJ. C. García-Gómez et al. Cartografía submarina del bentos en el estrecho de Gibraltar Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 151 J. C. García-Gómez et al. Cartografía submarina del bentos en el estrecho de Gibraltar Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 152 Figura 1. Esquema representativo del proceso de unión de las distintas capas de información previamente levantadas para elaborar la cartografía de las comunidades biológicas marinas. (A): fisiografía; (B): batimetría; (C): muestreos biológicos; (D): comunidades biológicas marinas. miento cartográfico de las comunidades bentónicas del frente litoral norte del estrecho de Gibraltar (con intervalo batimétrico 0-30 metros). Cartografía de tipos de fondo y batimetría (figuras 2 y 3) La metodología utilizada en este trabajo para la determinación de los tipos de fondo ha consistido, por una parte, en el análisis de perfiles de sísmica continua por reflexión (Subbottom Profiler 3,5 kHz, y Boomer) y sonografías, y por otra en el estudio de muestras de sedimento superficial extraídas mediante draga de cuchara en estaciones seleccionadas. Los procedimientos se pueden agrupar en dos etapas: una fase en el mar, que incluye la toma de datos geofísicos y muestras de sedimento, y una fase de laboratorio, que comprende el estudio del sedimento y el tratamiento estadístico de los datos (Tucker, 1988). La estratigrafía sísmica y el grosor de las capas de sedimentos no consolidados (isopacas) se obtuvieron mediante perfiles sísmicos. Se utilizaron registros obtenidos con sonar de barrido lateral para determinar características morfológicas y litológicas del fondo. El origen de la información utilizada es muy diverso. Procede, en parte, de una amplia base de datos geofísicos obtenidos en expediciones de Esgemar, a la que se añade la recolección de nuevos datos en otras campañas realizadas en la zona (MOPT, 1991; Red Eléctrica Española, 1996; Junta de Andalucía, 1999). La Universidad de Sevilla ha proporcionado otros datos complementarios del análisis del sedimento que han completado la información existente, con lo que se ha cubierto el área de estudio en su totalidad. La posición y localización de los puntos de muestreo para los perfiles geofísicos se han obtenido mediante un GPS diferencial de precisión submétrica (Ayala et al., 1985; Díaz del Río, 1989; Rey, 1990). Este equipo estaba conectado a un sistema de navegación para determinar el rumbo del barco en tiempo real. Los levantamientos batimétricos se han realizado con una ecosonda de precisión de doble frecuencia simultánea (100-500 kHz), aplicando correcciones de marea. Los datos de sustrato a escala local y regional se han obtenido mediante registros continuos de reflexión sísmica realizados con Subbottom Profiler (3,5 kHz) y un sistema sísmico Geopulse (Trabant, 1984; Ayala et al., 1985; Rey, 1990). La separación entre trazados (perpendiculares y paralelos a la costa, configurando una malla) fue de 100 m y la escala de los levantamientos realizados de 1:10 000. El análisis de los registros obtenidos ha permitido la obtención de mapas de ecocarácter, morfodeposicionales, morfoestructurales y de relleno deposicional (Esteras, Muñoz y Sandoval, 1988; Campillo, Maldonado y Maufret, 1992; Sandoval, Izquierdo y Sanz, 1995). Las muestras del sedimento superficial obtenidas mediante dragado y buceo han contribuido a conocer la distribución de los tipos de sedimento, tipos de fondo blando y las granulometrías asociadas (los puntos de muestreo están representados en la figura 2). Cartografía de las comunidades bentónicas basada en la interpretación de imágenes submarinas georreferenciadas y superposición a las cartografías batimétrica y de tipos de fondo (figura 4) Para la obtención de la información cartográfica inherente a la biota bentónica se desarrolló una campaña oceanográfica intensa (Laboratorio de Biología Marina de la Universidad de Sevilla) durante los meses de julio y agosto de 1999, a bordo de las embarcaciones AMA 6 y AMA 8 de la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía. Para sistematizar esta información se organizó un dispositivo de recorridos de dirección NS, equidistantes 1 km. Las muestras se tomaron en los puntos de intersección con las isóbatas de 0, 3, 5, 10, 20 y 30 metros. Los muestreos a 0, 3 y 5 metros se realizaron desde tierra o con el apoyo de una embarcación neumática, mientras que los efectuados a 10, 20 y 30 metros lo fueron desde las mencionadas embarcaciones de la Consejería de Medio Ambiente, previo fondeo para una mayor precisión en el posicionamiento. Para el mismo intervalo batimétrico y similares tipo de fondo y pendiente, la distancia de 1 km entre trazados se consideró satisfactoria para inferir que una comunidad presente en dos recorridos contiguos, se encontraba también en el espacio entre ellos. Sin embargo, cuando se apreciaba un cambio de un recorrido a otro se realizaba un trazado suplementario en la distancia intermedia (500 m), y si se consideraba necesario, otro más enJ. C. García-Gómez et al. Cartografía submarina del bentos en el estrecho de Gibraltar Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 153 km LOCALIZACIÓN BASE DE REFERENCIA Término municipal de Tarifa Término municipal de Algeciras OCÉANO ATLÁNTICO MAR MEDITERRÁNEO Términos municipales Red de carreteras Red hidrográfica Superficies de agua Núcleos de población Límite terrestre del Parque Límite marino del Parque - Mapa topográfico de Andalucía. Escala 1:100 000 - Límite del espacio. Escala 1:10 000 ´ Término municipal de Tarifa ´ Cádiz J. C. García-Gómez et al. Cartografía submarina del bentos en el estrecho de Gibraltar Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 154 LOCALIZACIÓN BASE DE REFERENCIA Término municipal de Tarifa Término municipal de Algeciras OCÉANO ATLÁNTICO MAR MEDITERRÁNEO Términos municipales Red de carreteras Red hidrográfica Superficies de agua Núcleos de población Límite terrestre del Parque Límite marino del Parque - Mapa topográfico de Andalucía. Escala 1:100 000 - Límite del espacio. Escala 1:10 000 ´ Cádiz Figura 2. Cartografía de los tipos de fondos del frente litoral norte del estrecho de Gibraltar. BASE CARTOGRÁFICA LEYENDA q ue u e Línea de costa y toponimia: Instituto Hidrográfico de la Marina, España Límite marítimo del frente litoral: B.O.J.A. nº 25. 27/02/99. 2578-2521 Hojas 10 000: Instituto de Cartografía de Andalucía Junta de Andalucía Consejería de Obras Públicas y Transporte Arena fina Arena gruesa Arena media Arena muy gruesa Biodetrítico Grava Roca Arena fina Arena gruesa Arena media Arena muy gruesa Biodetrítico Grava Roca TIPOS DE FONDO PUNTOS DE MUESTREO Término municipal Los Barrios Término municipal de Algeciras ´ ´ ´ J. C. García-Gómez et al. Cartografía submarina del bentos en el estrecho de Gibraltar Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 155 BASE CARTOGRÁFICA LEYENDA Línea de costa y toponimia: Instituto Hidrográfico de la Marina, España Límite marítimo del frente litoral: B.O.J.A. nº 25. 27/02/99. 2578-2521 Hojas 10 000: Instituto de Cartografía de Andalucía Junta de Andalucía Consejería de Obras Públicas y Transporte Arena fina Arena gruesa Arena media Arena muy gruesa Biodetrítico Grava Roca Arena fina Arena gruesa Arena media Arena muy gruesa Biodetrítico Grava Roca TIPOS DE FONDO PUNTOS DE MUESTREO km LOCALIZACIÓN BASE DE REFERENCIA Término municipal de Tarifa Término municipal de Algeciras OCÉANO ATLÁNTICO MAR MEDITERRÁNEO Términos municipales Red de carreteras Red hidrográfica Superficies de agua Núcleos de población Límite terrestre del Parque Límite marino del Parque - Mapa topográfico de Andalucía. Escala 1:100 000 - Límite del espacio. Escala 1:10 000 Línea Instit Lími B.O.J Hoja Instit Junta Cons km Término municipal de Tarifa ´ Cádiz J. C. García-Gómez et al. Cartografía submarina del bentos en el estrecho de Gibraltar Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4). 2003: 149-163 156 LOCALIZACIÓN BASE DE REFERENCIA Término municipal de Tarifa Término municipal de Algeciras OCÉANO ATLÁNTICO MAR MEDITERRÁNEO Términos municipales Red de carreteras Red hidrográfica Superficies de agua Núcleos de población Límite terrestre del Parque Límite marino del Parque - Mapa topográfico de Andalucía. Escala 1:100 000 - Límite del espacio. Escala 1:10 000 Cádiz Figura 3. Cartografía de la batimetría del frente litoral norte del estrecho de Gibraltar. Rey, J. 1990. Relación Morfosedimentaria entre la Plataforma Continental de Galicia y las Rías Bajas y su evolución durante el Cuaternario. Tesis doctoral. Universidad Complutense de Madrid. Madrid: 98 pp. Sandoval, N. G., F. J. Izquierdo y J. L. Sanz. 1995. Fisiografía y geología del área del umbral del Estrecho de Gibraltar: corredor de Punta Paloma (España)-Punta Malabata (Marruecos). 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