Romero & Rangel
CAMBIOS EN LA VEGETACIÓN Y EL CLIMA EN LA CIÉNAGA CINTURA (CÓRDOBA-COLOMBIA) Ingrid Romero & J. Orlando Rangel-Ch
RESUMEN El análisis de los granos de polen, de esporas y otros palinomorfos permitió caracterizar las asociaciones palinológicas en una columna de sedimento de la ciénaga de Cintura (Córdoba), que se relacionaron con los tipos de vegetación actual en la ciénaga y en sus alrededores. Se registraron 76 tipos polínicos, agrupados en 18 familias y 53 géneros. Con las asociaciones palinológicas diferenciadas en el sedimento se estableció una secuencia sucesional, evento estrechamente relacionado con la dinámica del río San Jorge. Se registraron tres fases sucesionales muy marcadas: La primera fase corresponde a un periodo de bajo nivel de agua en la ciénaga (baja precipitación) con un dominio de la vegetación de pantano representada por especies de Cyperaceae. La segunda fase se relaciona con un aumento del nivel de la ciénaga (> mayor precipitación). La fase tres se relaciona con una época de menor nivel de agua en la ciénaga donde se relaciona con una época de alta actividad antrópica y bajos niveles de agua en la ciénaga, encontrando valores similares entre la vegetación de gramalotal y la vegetación de pantano. La tasa de concentración de polen mostró una concordancia con el registro sedimentológico, en las zonas donde los sedimentos eran arcillosos las tasas de acumulación de polen eran altas y la fase que presentó los menores valores en la tasa de acumulación de la concentración polínica, presentaba sedimentos arcillo-arenosos y mayor cantidad de elementos acuáticos, indicando una época de inundación. La acumulación del polen a lo largo de la columna presentó un aumento proporcional con el tiempo. Se detectaron
cambios significativos en las asociaciones palinológicas que se asocian con dos eventos secos entre los 2170 AP, 2050 AP y 1480+30 AP y un evento de inundación entre los 2000 – 1500 AP. ABSTRACT The analysis of the grains of pollen, of spores and other palinomorfos in the sediment, allowed characterizing palinological associations in a core of sediment that surroundings related to types of types to vegetation in the basin. 76 types to pollen were registered and grouped in 18 families and 53 genres. We were establish a direct relation between the palinological associations differentiated to establish a sequence sucesional from the vegetation, event narrowly related to the dynamics of the river San Jorge. Three phases were registered: The first phase corresponds to a low-ranking period of water in the basin (low rainfall) with a domain of the vegetation of marsh represented by Cyperaceae. The second phase show an increase in the aquatic vegetation though continued dominating the vegetation of marsh, this indicating an increase of the rainfall. The phase three shows a dry season, where increases the vegetation of the gramalotal, relates with an epoch of high antropic activity and low levels of water in the basin (not necessarily for low rainfall), finding similar values between the vegetation of gramalotal and the vegetation of marsh. The rate of concentration of pollen showed a conformity with the sedimentologic record, in the zones where the sediments were clayey the rates of accumulation of pollen 101
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were high and the phase that presented the minor values in the rate of accumulation of the concentration to pollen, it was presenting sandy-clay sediments and major quantity of aquatic elements, indicating an epoch of flood. The accumulation of the pollen along the column presented a directly proportional increase with the time, but not constant. We are detected two dry events between 2170 BP, 2050 BP and 1480+30 BP and an event of flood between (among) 2000 - 1500 BP. INTRODUCCIÓN Las variaciones del clima afectan la conformación y la distribución geográfica de los ecosistemas y por ende a la vegetación; en el último siglo estas variaciones se han incrementado como consecuencia de la actividad antrópica. Los efectos de los cambios han sido objeto de estudio a nivel paleoecológico, con lo cual se ha generado conocimiento sobre sus efectos en los ensambles ecológicos, a la vez que se ha facilitado la predicción de posibles manifestaciones futuras (Velásquez, 2005). La paleoecología se desarrolló inicialmente como una metodología para la reconstrucción paleoambiental (Bottjer 1995), ahora busca establecer unidades evolutivas que puedan ser seguidas por largos periodos de tiempo y a partir de estos, se puedan estudiar fenómenos evolutivos contrastantes (Roger, 1980). Los estudios paleoecológicos se pueden realizar a partir de registros palinológicos en sedimentos de lagos y ciénagas, porque en etapas sucesionales la vegetación local y regional en la señal del polen se pueden reconocer (Rangel et al., 2006, 2008). En Colombia se han realizado numerosos estudios a niveles paleoecológicos con fundamentos palinológicos en los sedimentos de todas las regiones naturales, siendo la Amazonia y la Andina las más estudiadas, condición que convierte al país en uno de los que posee mayor información sobre el tema 102
(Velásquez, 2005). La región Caribe, aunque ha sido estudiada con menor intensidad, muestra cambios interesantes en el tiempo; las contribuciones de Wijmstra (1967), Van der Hammen & Noldus (1986), Van der Hammen (1986b), suministran información básica sobre la cronología de varios periodos en el Holoceno, algunos se han asociado con periodos secos entre las edades 8000 AP, 7500 AP, 7000 AP, 5500-5400 AP, 4700-4600 AP, 4100 a 3850 AP, 3500 AP, 2700/2500-2300 AP, 2150-1050 AP, ca. 1500-1300 AP y 750 a 450 AP. Una estrecha relación entre estos periodos relativamente secos con baja precipitación y el fenómeno del niño (disminución de lluvias), al igual que con la tasa de descargas de sedimentos por los ríos que disminuyeron en los periodos de sequía fue mencionada por Van der Hammen & Cleef (1992). La necesidad de profundizar en el conocimiento de los cambios en el clima y en la vegetación local y regional en las ciénagas de Córdoba y en sus alrededores para obtener información básica para las recomendaciones de los planes de manejo, nos llevaron a profundizar en la caracterización de los procesos dinámicos almacenados en los sedimentos de varias ciénagas de las cuencas del río San Jorge y Sinú (Lazala et al., en este volumen). Uno de los pozos a comparar fue analizado en este trabajo, la Ciénaga Cintura, que se encuentra ubicada en la cuenca del río San Jorge en el departamento de Córdoba y es una de las afectadas por el efecto de la intervención antrópica. En este trabajo, se buscó reconstruir la historia de la Ciénaga Cintura y estudiar la influencia de los cambios del clima sobre la vegetación durante el Holoceno tardío, con base en el análisis palinológico. Área de estudio La ciénaga Cintura se ubica en la cuenca media del río San Jorge, en el departamento
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de Córdoba y hace parte del complejo cenagoso de la depresión Momposina. El monto anual de lluvias es de 2313.4 mm y su promedio mensual es de 192.7 mm. Su régimen de distribución es unimodalbiestacional. El periodo de lluvias se presenta entre mayo y octubre, agosto registra los mayores valores (345.2 mm); el periodo de menos lluvias se dá entre noviembre y abril, registrándose en enero el menor valor de precipitación con 22.5 mm (Rangel & Arellano, en este volumen). La Depresión Momposina se halla sobre un sustrato geológico de rocas sedimentarias con edades desde el Holoceno hasta el cuaternario (Pleistoceno). Sus sedimentos cuaternarios son de origen reciente y corresponden a planicies de inundación fluvial y cenagosa donde se han depositado diferentes materiales, desde moderadamente finos hasta finos, que se alternan con bancos de arena y conglomerados arrastrados por caños y ríos provenientes de los andes colombianos (Herrera & Berrío, 1998). La geología del área es bastante compleja: estratigráficamente, la mayoría de las unidades que afloran en el centro y este de la depresión, se encuentran aún sin definir claramente. Solamente se puede afirmar que fueron depositadas en un ambiente de transición hacia la fase continental. Estas unidades sedimentarias pertenecen a las formaciones Sincelejo y Morroa (Lazala & Parra, en este volumen). Para las ciénagas del complejo cenagoso, en este caso para la ciénaga de Cintura, la zonación ecológica de la vegetación se relaciona con la extensión del espejo de agua, el caudal de inundación de los ríos y caños y la estacionalidad en cuanto a la duración de las épocas de aguas altas (Rangel y Arellano, en este volumen). En esta zonación se reconocen entre otras, las siguientes situaciones ecológicas:
• Bosques de ribera o de la llanura aluvial: Las especies características son Symmeria paniculata, Bactris guineensis, Montrichardia arborecens, Coccoloba densifrons, Crataeva tapia y Samanea saman. • Pantano: Se encuentran formaciones dominadas por especies de Typha dominguensis, Polygonum hispidum, Oxycaryum cubens y Thalia geniculata. • Playón: Herbazales con Ambrosia peruviana. • Vegetación acuática enraizada: En este grupo se encuentran especies como Nymphoides y Ludwigia peploides. • Acuáticas sumergidas: Figuran Utricularia foliosa, Ceratophyllum demersum, Najas arguta, Utricularia globosa y Cabomba caroliniana • Acuáticas flotantes: Entre las especies características se encuentran Eichhornia crassipes, Eichhornia azurea, Pistia stratioites y Lemna minor. METODOLOGÍA Fase de campo El sondeo se realizó con la sonda rusa de 5cm de diámetro por 50 cm de largo, se extrajo una columna de sedimento de 1 m de longitud guardando cada sección de sedimento en un tubo de PVC, debidamente rotulado y forrado para evitar su contaminación, oxidación y deshidratación. Luego fue llevado y almacenado en el laboratorio de palinología del Instituto de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional de Colombia (sede Bogotá), donde se realizó toda la fase de laboratorio. Fase de laboratorio Se tomaron dos muestras de la columna de sedimento (25 y 95 cm), las cuales fueron enviadas a la Universidad de Gliwice, laboratorio de Radiocarbono y física para 103
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fecharlas mediante el método del Carbono 14 . Preparación físico-química En esta etapa se extrajeron los palinomorfos depositados en el sedimento. Se tomó un volumen conocido de 1 cm3 cada 5 cm a lo largo de la columna de sedimento proveniente (obteniendo así, 20 muestras). Cada muestra fue preparada con ácido fluorhídrico, usando el método de marcador exótico (Colinvaux et al., 1999). Las muestras se colocaron en un recipiente de cerámica y se les agregó agua destilada, se maceraron hasta que la mezcla fue uniforme. Se tamizaron por una malla de 90µ para separar partículas grandes como pequeñas piedras, partes de hojas y raíces que puedan ser desechadas inicialmente, comenzando así el proceso de extracción. El extracto, producto del tamizado, se pasó a un frasco de plástico y utilizando el método de marcador exótico, se agregó una pastilla de Lycopodium y unas gotas de ácido clorhídrico para que la pastilla se desintegrara y de esta manera, las esporas del Lycopodium se mezclaron con el material del sedimento. Una vez se decantó el extracto, se separó el exceso de agua. Después de aproximadamente dos horas se desechó el sobrenadante (principalmente agua destilada) cuidando de eliminar sedimento. Al contenido resultante de la centrifugación ( (pellet ), se le agregó ácido fluorhídrico con el fin de destruir las arcillas y separar los palinomorfos fósiles del sedimento; se dejó dentro de la cámara extractora de gases hasta que la muestra se sedimentó para ser posteriormente lavada y centrifugada. Al extracto obtenido, se le agregó ácido clorhídrico para retirar el exceso de flóculos de arcilla y carbonatos, dejándolo reposar durante dos horas, entonces se lavó y centrifugó nuevamente para luego, 104
traspasar el pellet a tubos de ensayo donde se agregó hidróxido de potasio y se puso a baño maría para oxidar la muestra. Después el material se filtró por una malla de 5µ con el fin de limpiar el exceso de mineral y durante la filtración, se lavó con pirofosfato de sodio y agua destilada para acelerar el proceso. Así finalmente, lo que quedó por encima de la malla es el material con el polen. Este material se depositó en un tubo eppendorf al cual se agregó glicerina. Se introdujo dentro del horno a una temperatura aproximada de 40 °C para que se evaporara el agua restante en la muestra. Así por cada una de las 20 muestras se obtuvieron entre uno a tres tubos eppendorf con el material resultante de la preparación para ser montado y analizado. Preparación de las láminas Las placas permanentes o micropreparados se prepararon usando gelatina glicerinada según la fórmula de kisser (1935, descrito en Fonnegra, 1989) y se montaron mínimo dos placas por muestra, siguiendo el procedimiento siguiente: Con ayuda de un estilete esterilizado, se tomó una porción de gelatina glicerinada de aproximadamente 2 mm2 y se colocó sobre el porta-objetos. Con una micropipeta se tomó una muestra de 2 µl del material proveniente del tubo eppendorf y se colocó sobre la gelatina previamente puesta en el porta-objetos, luego se llevó a una placa de calentamiento, hasta lograr la fusión de la gelatina y permitir la distribución homogénea de los granos de polen. Se tomó parafina derretida con una pipeta y se rodeó, posteriormente se colocó la laminilla cubreobjetos para el sellamiento de la placa. Finalmente se retiró el exceso de parafina y se rotuló cada placa con su correspondiente identificación de referencia (lugar, número de muestra y profundidad).
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Identificación y conteo de palinomorfos En cada una de las placas o láminas de conteo preparadas se realizó un recorrido milimétrico de barrido con un microscopio Leica a 40X de aumento, realizando un conteo total o censo. La identificación taxonómica del polen se realizó por medio de características morfológicas específicas, utilizando las colecciones de referencia del Laboratorio de Palinología del Instituto de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional de Colombia, diferentes atlas de polen fósil y atlas de flora actual como: Hooghiemstra (1984), Salomons (1986), Kuhry (1988), Colinvaux et al. (1999) y trabajos como Faegri e Iversen (1989), Roubik & Moreno (1991), Erdtman (1986) y Blackmore et al. (1994). La determinación taxonómica se realizó hasta nivel de familia y/o género y los palinomorfos no identificados, se establecieron como tipos. Teniendo en cuenta las recomendaciones de Velásquez (2005), las placas se revisan sistemáticamente, evitando superposiciones entre barridos. Igualmente el valor mínimo de granos fue 300 para cada placa. Cuando este valor no fue alcanzado en la primera placa, se procedió a contar otra placa de la misma muestra hasta establecer que el conteo era suficiente para obtener información representativa. Selección de los grupos de vegetación Los palinomorfos determinados se dividen en dos grupos que son: 1) Elementos incluidos en la suma: Hacen parte de la vegetación local y regional y son los que se asignaron a los ambientes seleccionados para el análisis del diagrama, también se incluyen en este grupo esporas de algas, indicadoras de ambientes acuáticos. 2) No incluidos: Dentro de este grupo se encuentran los elementos con características ecológicas no conocidas; los elementos transportados desde largas
distancias, los granos indeterminados, además de esporas de hongos, líquenes, briófitos y helechos. Se tuvo en cuenta la información actual de la vegetación para la zona con los estudios de Dugand (1970) y Rangel et al. (1997). Con base en Rangel (en este volumen), se seleccionaron los taxones de cada uno de los ambientes, agrupándolos en las siguientes categorías: 1) Vegetación acuática, 2) Vegetación de playón, 3) Vegetación de pantano, 4) Gramalotal y 5) Bosque. Con los elementos no incluidos en la suma, se elaboraron diagramas ecológicos en los cuales se segregaron los elementos considerados transportados, los que son indicadores de influencia antrópica y otros. Los palinomorfos encontrados en cada uno de los grupos se observan en la tabla 27. Tabla 27. Elementos incluidos en la suma de polen. Ciénaga Cintura. #
Familia
Tipo
1
Lentibulariaceae
Utricularia
2
Zygnemataceae
Alga 1
3
Azollaceae
Azolla
4
Zygnemataceae
Spirogyra
5
Zygnemataceae
Zygnema
6
Zygnemataceae
Mougeotia
Zygnemataceae
Alga3
8
Zygnemataceae
Alga 2
9
Alismataceae
Alismataceae
10
Zygnemataceae
Debarya
11
Convolvulaceae
Ipomoea
12
Salviniaceae
Salvinia
13
Onagraceae
Ludwigia
14
Burseraceae
Protium
15
Arecaceae
Arecaceae 1
16
Arecaceae
Arecaceae 2
17
Euphorbiaceae
Alchornea
18
Anacardiaceae
Spondias
19
Myrtaceae
Eugenia tipo
20
Convolvulaceae
Maripa
21
Tiliaceae
Tiliaceae
Melastomataceae
Melastomataceae
23
Rubiaceae
Spermacoce
24
Flacourticaceae
Casearia tipo
25
Anacardiaceae
Anacardiaceae
26
Urticaceae-Moraceae
Urticaceae-Moraceae
27
Fabaceae
Crudia
28
Euphorbiaceae
Acalypha
29
Malpighiaceae
Malpighiaceae
7
22
Grupo
Acuático
Bosque
105
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Continuación Tabla 27. Elementos incluidos... #
Grupo
Familia
Tipo
30
Clusiaceae
Vismia
31
Scrophulariaceae
Scrophulariaceae
32
Aquifoliaceae
Ilex
33
Arecaceae
Socratea tipo
34
Arecaceae
Attalea
35
Fabaceae
Erythrina tipo
36
Fabaceae
Lonchocarpus tipo
Mimosaceae
Mimosaceae
Euphorbiaceae
Omphalea tipo
37 38
Bosque
39
Sapotaceae
Pouteria
40
Sapindaceae
Cupania tipo
41
Fabaceae
Clitoria tipo
42
Acanthaceae
Herpetacanthus
43
Rutaceae
Citrus tipo
44
Rubiaceae
Psychotria tipo
45
Myrtaceae
Myrcia tipo
46
Verbenaceae
Verbenaceae
47
Cyperaceae
Cyperaceae
48
Amaranthaceae
Amaranthaceae
49
Portulacaceae
Portulacaceae
50
Acanthaceae
Trichanthera
51
Selaginellaceae
Selaginella
52
Amaranthaceae
Althernantera
53
Asteraceae
Asteraceae - liguliflora
Parkeriaceae
Ceratopteris
55
Polygonaceae
Polygonum
56
Polygonaceae
Rumex tipo
57
Pteridaceae
Acrostichum
58
Aspleniaceae
Asplenium
59
Asteraceae
Asteraceae 1
Polypodiaceae
Adiantum
Poaceae
Poaceae
Asteraceae
Ambrosia
Solanaceae
Solanum
Boraginaceae
Boraginaceae
54
Pantano
60 61
Gramalotal
62 63
Playón
64
Elementos no incluidos en la suma Fungi
Glomus
Chloranthaceae
Hedyosmun
Podocarpaceae
Podocarpus
Cyatheaceae
Cyatheaceae
69
Betulaceae
Alnus
70
Hymenophyllaceae
Trichomanes
71
Espora
Monolete
72
Lycopodiaceae
Lycopodium
Pteridaceae
Pityrogramma
74
Briofito
Briofito
75
Espora
Trilete
76
Dictyosphaeriaceae
Botryoccocus
65
interve. Antr.
66 67 68
73
Transportado
Otros
Procesamiento de datos Concentración y acumulación de polen Se trabajó con el método de marcador exótico usando pastillas de Lycopodium con 106
un número conocido de esporas (13 000 por pastilla). La concentración de palinomorfos en las muestras, se calculó (elementos incluidos en la suma) por cm3 del material con la siguiente fórmula (Middeldorp 1984): # absoluto de granos de polen = # de granos de polen contado x Lycopodium Lycopodium contado x 1 Lycopodium agregado V V = Volumen de la muestra
Para calcular la tasa de acumulación de polen a lo largo de la columna de sedimento se realizaron los siguientes cálculos (Middeldorp 1984): Intervalo: Se consideró como el promedio entre dos profundidades (cada 5 cm) por el número de centímetros entre una y otra (4 cm). Se calculó comenzando desde la base hacia la superficie. Intervalo = [Polen]prof. máx. + [Polen]prof. sup. x 4 2
Polen producido: Se calculó con base en el valor del intervalo, más la concentración de polen en cada profundidad. Producido = Intervalo + [Polen]
Suma de polen acumulado: Se consideró como la suma de la concentración de polen de la base, más el polen producido en la superficie superior, y después como el polen acumulado más el polen producido en la misma profundidad. Elaboración del palinograma Los datos del conteo fueron incluidos en una matriz de datos en Excel y mediante los programas: Tilia 1.12, Tilia Graph 1.18 y Tilia Graph View 1.3.1.1, se elaboraron los diagramas palinológicos, acompañados por una representación estratigráfica de la columna de sedimento. Para el análisis de agrupamiento por disimilitud se utilizó
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el programa Coniss, se establecieron las unidades bioestratigráficas (zona y subzona), las cuales presentan periodos o intervalos que se diferencian por la composición y/ o abundancia de taxones. No obstante, la zonación final responde a la evaluación de las curvas del diagrama principal y de los elementos indicadores que en conjunto constituyen el fundamento para definir el límite de la zona y la subzona. En algunos casos coinciden las dos aproximaciones. Los diagramas palinológicos constan de un diagrama principal con los porcentajes acumulativos de los grupos ecológicos y las curvas individuales de cada uno de los taxones. Se trató de representar la totalidad de los microfósiles encontrados (% de frecuencia relativa).
En general, en los estudios paleoecológicos estos diagramas son usados para detectar zonas representativas de cambios a lo largo del sedimento analizado. RESULTADOS En la columna (figura 33) se observó un conjunto de arcillas arenosas y limosas con rizoturbación y con colores negros, pardos y amarillos. Las fechas obtenidas por C14 se observan en la tabla 28, y marcan un periodo entre 2170 – 1480 años AP. Tabla 28. Relación de las dataciones del núcleo Cintura. No. 1 2
Muestra No. Cintura 1/25 Cintura 2/95
Lab. no. GdA-1148 GdA-1149
Edad 14 C (AP) 1480 + 30 2170 + 30
Figura 33. Descripción estratigráfica del núcleo de la Ciénaga Cintura. 107
Cambios en la vegetación y el clima en la ciénaga Cintura
Se contaron en total 22 láminas, ya que las muestras localizadas en los centímetros 11 y 91 contenían bajas cantidades de polen, por lo cual fue necesario contar dos muestras de la misma lámina, hasta alcanzar la cantidad de 300 granos. En el análisis, se registraron en total 76 tipos polínicos, de los cuales 71 se asignaron a 18 familias y 53 géneros. En el diagrama general de los elementos incluidos en la suma de polen (Figura 34) se diferencian 3 zonas: CIa y CIb, CIIa y CIIb, CIIIa, CIIIb y CIIIc. Los valores de los elementos no incluidos en la suma se observan en la figura 35 y en la figura 36 se presenta la reconstrucción paleoecológica de la Ciénaga Cintura. ENT Zonación y descripción Las zonas diferenciadas y su interpretación son las siguientes (Figuras 34, 35 y 37): Zona C I Profundidad: 100 – 65 cm. Se caracteriza por el dominio de la vegetación de pantano y el incremento en la representación de la vegetación boscosa. - Subzona CIa Profundidad: 100 – 85 cm. Domina la representación polínica de los elementos de pantano principalmente por Cyperaceae (60%). La representación polínica del gramalotal alcanza un valor de 25% con Poaceae. Los elementos de bosque se encuentran representados por Alchornea (5%), Urticaceae-Moraceae (6%) y Acalypha (5%). La representación polínica del playón inicia con un valor de 25% con Ambrosia y disminuye hacia 5% al final de la zona. La representación polínica de los elementos acuáticos es pobre y se destacan Azolla (1%), Salvinia (1%) y Mougeotia (2%). Entre los elementos no incluidos en la suma de polen es importante la representación 108
de Botryoccocus (4%), Asplenium (2%) y Glomus (2%). Interpretación: En los alrededores del sitio de muestreo dominaba la vegetación de pantano con especies de Cyperaceae. En la cubeta hubo una presencia constante de gramalotales; hacia el final de la zona se presentó una leve disminución del área con los bosques de Moraceae-Urticaceae. Había buena representación de la vegetación de playón y la vegetación acuática prácticamente estaba ausente. Ambiente de pantano. - Subzona CIb Profundidad: 85 – 65 cm. Domina la representación polínica de los elementos de pantano, principalmente con Cyperaceae (40%). La representación polínica de Poaceae, elemento característico del gramalotal, aumenta y alcanza un valor de 35%. Aumenta la representación polínica de los elementos de bosque, destacando a Urticaceae-Moraceae (2%), Alchornea (10%), Lonchocarpus (1%), Spondias(1%), Acalypha (1%) y Erithryna tipo (1%). La representación polínica de Ambrosia, elemento característico del playón, se mantiene constante a lo largo de la zona con un valor de 15%. Aunque la representación polínica de la vegetación acuática es pobre, aparece Spirogyra (1%), Mougeotia (1%) y Alismataceae (1%). Entre los elementos no incluidos en la suma de polen se destaca la representación de Botryoccocus (3%), Glomus (5%), Hedyosmun (1%) y Podocarpus (1%). Interpretación: En los alrededores del sitio de muestreo, los bosques de MoraceaeUrticaceae se extendieron por las zonas dejadas por la vegetación de pantano. Había un espejo de agua reducido que disminuyó drásticamente hacia el final de la zona; extensión del área con bosques inundables. Zona C II Profundidad: 65 – 38 cm. Se caracteriza por un aumento de la vegetación acuática y
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la disminución de la vegetación del bosque inundable. - Subzona CIIa Profundidad: 65 – 45 cm. Domina la representación polínica de la vegetación de pantano con Cyperaceae (45%), Amaranthaceae-Chenopodiaceae (0.5%) y Rumex (1%). La representación polínica de Poaceae, elemento característica del gramalotal, se mantiene constante con un valor de 40%. La representación polínica de los elementos de bosque disminuye levemente en comparación con la zona anterior, se destacan Protium (1%), Arecaceae (1%), Alchornea (3%), Spondias (2%), UrticaceaeMoraceae (3%), Ilex (1%), Vismia (1%), Socratea (2%) y Omphalea (1%). La representación polínica de Ambrosia (10%) y Solanum (2%), elementos característicos del playón, se mantiene constante a lo largo de la zona. La representación polínica de los elementos de vegetación acuática aumenta en comparación con la zona anterior y se destaca Mougeotia (1%), Spirogyra (3%) y Azolla (1%). Entre los elementos no incluidos aumenta la representación de Glomus en esta zona alcanzando un valor de 20% y Botryoccocus que presenta su mayor valor (5 %). Interpretación: En los alrededores del sitio de muestreo dominó la vegetación de pantano y los playones y los gramalotales mantuvieron su representación; aumentó el espejo de agua y el área con bosque de UrticaceaeMoraceae disminuyó levemente. Cubeta con mayor nivel de agua, aunque predominó el pantano. - Subzona CIIb Profundidad: 45 – 38 cm. Domina la representación polínica de los elementos de pantano, especialmente con Cyperaceae (40%). La representación de Poaceae (gramalotal) disminuye en comparación con la zona anterior alcanzando un valor
de 10%; la representación de los elementos de bosque inundable mantiene su valor y se destacan Arecaceae (5%), Alchornea (3%), Urticaceae- Moraceae (5%), Verbenaceae (1%),Spondias (2%), Acalypha (1%) y Socratea (2%). La representación polínica de la vegetación de playón mantiene una presencia constante de 15% con Ambrosia (13%) y Solanum (2%); los elementos acuáticos alcanzaron su mayor valor en la parte media de la zona por el incremento de Mougeotia (5%), Zygnema (4%), Spirogyra (4%) y Azolla (2%). Entre los elementos no incluidos en la suma de polen se destaca la representación de Botryccocus (5%) y Glomus (5%). Interpretación: En los alrededores del sitio de muestreo dominaba la vegetación de pantano con especies de Cyperaceae que ocupaban áreas anteriormente cubiertas por el gramalotal, la cubeta mantuvo su espejo de agua y la extensión del bosque inundable y de playón no presento cambios Zona C III Profundidad: 38 – 0 cm. Se caracteriza por la disminución de la vegetación acuática y de pantano, el aumento de la vegetación de gramalotal y la disminución de la vegetación de bosque inundable. - Subzona CIIIa Profundidad: 38 – 20 cm. Domina la representación de la vegetación de pantano con Cyperaceae (45%). La representación polínica de la vegetación de playón se mantiene constante en esta zona. La representación de Poaceae, elemento característico de gramalotal, aumenta y alcanza un valor de 50%; los elementos de bosque inundable disminuyen hacia la parte final, son importantes por su representación Arecaceae1 (10%) y Arecaceae2 (5%) principalmente. La representación de los elementos acuáticos disminuye drásticamente, destacando a Alga1 (1%) y Zygnema (1%). 109
Figura 34. Diagrama general de los elementos incluidos en la suma de polen. CiĂŠnaga Cintura.
Cambios en la vegetaciĂłn y el clima en la ciĂŠnaga Cintura
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Figura 35. Diagrama de los elementos no incluidos en la suma de polen. CiĂŠnaga Cintura.
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Figura 36. Diagrama de la reconstrucción palinológica de la ciénaga Cintura.
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Entre los elementos no incluidos en la suma de polen, es importante la representación de Glomus con un valor de 30%. Interpretación: En los alrededores del sitio de muestreo cambio la dinámica de la vegetación, disminuyó drásticamente el espejo de agua lo cual permitió que los gramalotales se extendieran. Los elementos dominantes de la vegetación de la llanura aluvial como Moraceae-Urticaceae, fueron sustituidos por palmares con especies de Arecaceae que crecían en áreas pantanosas. - Subzona CIIIb Profundidad: 20 – 10 cm. Domina la representación polínica de Poaceae (elemento característico de gramalotal) con un valor de 42%. La representación polínica de los elementos de pantano disminuye, pero Cyperaceae (40%) muestra buena representación. Los elementos de bosque inundable disminuyeron y casi desaparecen en la parte media de la zona, son sustituidos por Arecaceae1 (5%) principalmente. La representación polínica de los elementos de playón se mantiene a lo largo de esta zona con Ambrosia (10%); la representación de la vegetación acuática desaparece en esta zona. Entre los elementos no incluidos en la suma de polen es importante la representación polínica de Glomus (12%) y Botryccocus que solo se registra al final de esta zona con un valor de 2%. Interpretación: En los alrededores del sitio de muestreo y en toda la cubeta dominaban los gramalotales con Poaceae que se extendieron por las áreas dejadas por la vegetación de pantano; se mantuvieron los palmares de zonas pantanosas, mientras que el espejo de agua se redujo sensiblemente. - Subzona CIIIc Profundidad: 10 – 0 cm. Domina la representación polínica de los elementos del pantano con Cyperaceae (60%); la representación del gramalotal disminuyó
sensiblemente, principalmente por Poaceae que al final solamente representó 5%. Los elementos del playón aumentaron su representación; hubo un ligero aumento en la representación de los elementos de bosque con destacan Arecaceae1 (15%), Arecaceae2 (3%) y Alchornea (4%). La representación de los elementos acuáticos es baja con Utricularia (0.5%) y alga1 (0.5%). Entre los elementos no incluidos en la suma de polen se destaca la representación de Glomus que alcanzó el máximo valor en la columna con casi 100%. Botryoccocus, aunque tiene una pobre representación, muestra valores de 2% al comienzo y al final de la subzona; en la parte media no se registro. Interpretación: En los alrededores del sitio de muestreo se extendió la vegetación de pantano que ocupó zonas anteriormente cubiertas por el gramalotal, aumentó la representación del playón y persiste la representación del palmar mixto, el espejo de agua, muy parecido a la situación actual, es reducido en comparación con otras subzonas. Tasa de acumulación de polen En las figuras 38 y 39 se muestran los valores de densidad con lo cual se calculó la tasa de entrada por área, las tasas de sedimentación y los factores ambientales que intervinieron en el proceso. La concentración de polen en los diferentes intervalos (figura 38), es variable; su incremento está relacionado con los procesos de sedimentación y eltipo de material que se deposita. En los intervalos donde la vegetación acuática está pobremente reflejada, la acumulación de palinomorfos es alta, estos intervalos se ubican en la zona CIIIa que presenta mayor acumulación de polen (14.29%) a los 25 cm, seguida por la zona CI donde se alcanza un valor de 13.96% a los 75 cm y 11.44% a los 66 cm; en estos intervalos el material de depósito es arcilla, indicando eventos de baja energía 113
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en la ciénaga característicos de situaciones con baja precipitación o pocas descargas del río o afluentes a la ciénaga. La zona de menor concentración de polen se presenta con un valor de 1.6% a los 6 cm, donde la representación de la vegetación acuática es baja, esto puede ser causado por el aumento de las descargas de sedimento del río a la ciénaga, posiblemente por el aumento de la precipitación, puesto que el material de depósito encontrado es arcillo-arenoso, lo que indica una mayor energía en la ciénaga, con lo cual aumenta la tasa de sedimentación y disminuye la concentración de polen. Cabe destacar que a los 6 cm, aunque la representación de los elementos acuáticos fue baja, que indica un evento de bajo nivel de agua, aumentan los playones de Ambrosia que se asocian con un periodo de alta energía (transporte de particulas) en la ciénaga. La tasa de polen acumulado (figura 39) presenta un crecimiento directamente proporcional a lo largo de la columna de
sedimento, este no es gradual, mostrando que las tasas de acumulación de polen varían de acuerdo con el ambiente de depósito (tipo de sedimento) y los factores climáticos como la precipitación, situación claramente representada en la figura 38. DISCUSIÓN Cambios en la ciénaga Cintura En los sedimentos de la ciénaga de Cintura de acuerdo con las asociaciones palinológicas que se determinaron y su relación con los tipos de vegetación actual y las fases de sucesión, es factible diferenciar dos periodos contrastantes, uno húmedo que corresponde a un mayor nivel de agua de la ciénaga (zonas CIIb y CIIIa ) y uno seco con una disminución del nivel de agua (zona CI, subzonas CIIa y CIIIb). La caracterización de esta condición húmeda-seca se hizo con base en la representación polínica de la vegetación acuática y de la fluctuación de la
Figura 37. Concentración del número de granos de polen por cm3 a partir de Lycopodium exótico en la ciénaga Cintura. 114
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Figura 38. Tasa de polen acumulado a lo largo de la columna de la CiĂŠnaga Cintura.
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Figura 39. Variación de la precipitación y su influencia en la vegetación de la ciénaga Cintura.
Cambios en la vegetación y el clima en la ciénaga Cintura
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curva de Botryococcus, elemento indicador de condiciones de buena oxigenación, transparencia y quietud del agua (Figura 35), cuyo comportamiento es similar al de la curva de la vegetación acuática y refuerza las interpretaciones sobre la variación de la precipitación en la historia paleoecológica de la ciénaga. El periodo con mayor nivel de agua en la ciénaga corresponde a la subzona CIIb. Si se asocia la curva de Glomus con probabilidad de la intervención antrópica a lo largo de la columna (figura 35), los valores en la zona III podrían asociarse con el establecimiento en los alrededores de grupos indígenas entre los años 1300 y 1600 d.C. como fue propuesto por Herrera & Berrio (1998). Los bosques de la llanura de inundación presentan un cambio marcado (Figura 34); el bosque de tierra firme con especies de Urticaceae-Moraceae, Alchornea, Spondias, Acalypha y Malpighiaceae en las zonas I y II fue sustituido por un palmar mixto en la zona III. A este respecto surgen dos explicaciones probabilidades para explicar la extensión del palmar; una opción se relaciona con el manejo antropogénico (aprovechamiento forestal), con lo cual pudo facilitarse su extensión por los pobladores de los diversos asentamientos que se han documentado en la región (Plazas et al., 1998; Herrera & Berrío, 1998). La otra explicación se relaciona con un aumento en el nivel freático, es decir una mayor cantidad de agua en el sustrato, que se asocia con un aumento de la precipitación y del nivel de agua en la cubeta; esta opción es probablemente la más cercana a lo que aconteció de acuerdo con las preferencias ecológicas que muestran las especies de palmas en diferentes regiones naturales de Colombia (Rangel, 2004, 2008; Valois Gonzales, comunicación personal). Resultados similares en cuanto a una mayor expresión del polen de palmas en sedimentos de ciénagas cercanas en la región Caribe, en periodos de tiempo parecidos ya habían sido reseñados por Betancourt (2009).
Los cambios que se detectaron muestran que la dinámica del sistema cenagoso se encuentra influenciada especialmente por la precipitación, que se relaciona directamente con los niveles del cauce del río y con la descarga de sedimentos. Según Plazas et al (1998), en las ciénagas de la Depresión Momposina las tasas de sedimentación eran mayores cuando la precipitación aumentaba, con lo cual disminuía la depositación del polen, cuando la precipitación era baja, la tasa de depositación, por el contrario era alta. Estas consideraciones aplican parcialmente para las ciénagas de Córdoba (figuras 38 y 39). El lapso entre 66 y 76 cm de profundidad en la figura 38 se asocia con un periodo seco, el tipo de material depositado fue arcilloso y las tasas de concentración de polen fueron altas. A los 6 cm la concentración de polen acumulado es muy baja, mientras que el tipo de material depositado fueron arcillas-arenosas, que indicarían un evento de transporte con más energía (mayor caudal), pero que no se expresó en una mayor extensión de la vegetación acuática; aunque es una fase más húmeda que la situación actual. Cambios regionales Colombiano
en
el
Caribe
Con base en la comparación de las fechas radio-carbónicas de nuestros resultados con las de otros estudios realizados en zonas cercanas, se evidencia que: A 2170 años AP, subzona CI del diagrama palinológico, la vegetación acuática estaba bastante reducida en la cubeta, pero había playones y la vegetación de pantano se extendía apreciablemente, condiciones que se pueden asociar con un periodo de nivel bajo de agua (menor precipitación en la cuenca). Wijmstra (1967), Plazas et al. (1988) y Van der Hammen & Cleef (1992), mencionaron la existencia de un periodo seco entre 2150 y 2000 AP, en sedimentos de localidades lacustres cercanas. 117
Cambios en la vegetación y el clima en la ciénaga Cintura
En la zona CII aumentó la representación polínica de los elementos acuáticos que se asocia con el aumento del nivel de agua y con bastante probabilidad la humedad en la cuenca. Plazas et al. (1988) y Van der Hammen & Cleef (1992) en áreas bajo influencia del río San Jorge reseñaron como muy húmedo el periodo entre los 2000-1500 AP y asociaron esta condición con descarga alta de sedimentos que se relaciona con la baja concentración de polen, condiciones similares a las encontradas en la Cintura para el mismo periodo. La zona CIII (1480 años AP) refleja la disminución de los elementos acuáticos y el incremento de la vegetación de gramalotales y de pantano que se puede asociar con descenso en el nivel del agua de la cubeta; Van der Hammen & Cleef (1992) propusieron una reducción en las condiciones de humedad en el periodo 1400–1300 AP. en las ciénagas del río San Jorge en la depresión Momposina Cambios del clima en el Holoceno Tardío En el Holoceno se presentaron cambios rápidos en el clima con eventos de corta duración (centurias o siglos), algunos de carácter global (Velásquez 2005). Los periodos que se asociaron con épocas de menor nivel de inundación (secos) en la ciénaga Cintura, concuerdan con los periodos 2500-2300 AP y 750-650 AP que de acuerdo con Plazas et al. (1988), también corresponden a periodos secos en el norte de Sur América, ya que se registraron pulsos de baja precipitación en los andes peruanos y colombianos y en las zonas bajas de los ríos Magdalena-Cauca y San jorge (Van der Hammen & Cleef 1992), así como en Amazonas y en los llanos orientales (Markgraf & Branbury 1982). Van der Hammen & Cleef (1992) concluyeron que la baja precipitación en esa época, podría relacionarse con un intenso fenómeno del niño. Estas reducciones en los montos de 118
precipitación (fenómenos del niño) deben haber sido constantes durante periodos largos, al menos con intensidades superiores a los 50 años, de acuerdo con los análisis climáticos de Rangel & Carvajal (2009) para zonas del Caribe colombiano. CONCLUSIONES En la reconstrucción paleoecológica con base en el análisis de polen de los sedimentos de la ciénaga Cintura y alrededores, se diferenciaron dos eventos contrastantes en los cuales se asocio la dominancia de un tipo de vegetación (asociación palinológica) con una determinada condición climática así: 1) zonas CI y subzona CIIa, con influencia de polen arbóreo, que se asocia con una mayor extensión de la vegetación del bosque inundable, 2) subzonas CIIb, CIIIa y CIIIc donde disminuye la representación del polen arbóreo y aumenta la representación de Poaceae, que se relaciona con mayor extensión del gramalotal. Los registros señalan la existencia de palmares en zonas pantanosas. La subzona CIIb se aparta de esta condición, se relaciona con una reducción del agua y mayor extensión de la vegetación de pantano. La variación en la precipitación de la Depresión Momposina (cambio regional) durante el Holoceno tardío se refleja en la ciénaga de Cintura (cambios locales) así: 1. Se detectaron épocas de menor nivel de agua en las ciénagas (baja precipitación), con dominio de los elementos de pantano representados principalmente por Cyperaceae, en los periodos entre 2170 – 2500 años AP y entre 1480 a 1500 años AP. 2. Se presentó una época húmeda entre 1500 y 2000 años AP, en la cual dominaban los elementos de pantano y disminuyó la concentración de polen por aumento en la descarga de sedimentos.
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AGRADECIMIENTOS Sinceros agradecimientos a la Corporación Autónoma Regional de los Valles del Sinú y San Jorge – CVS por su apoyo para el desarrollo de este proyecto. LITERATURA CITADA BLACKMORE, S., W. PUNT, S. NILSSON & A. LETHOMAS (eds). 1994. Glossary of pollen and spore terminology. Laboratory of Paleobotany and Palynology. Utrecht. LPP Contribution series No 1: 71 p. BOTTJER, D. 1995. Evolutionary Paleoecology: Diverse Approaches. PALAIOS: 10(1): 1–2. COLINVAUX, P, P. DE OLIVEIRA & J. MORENO. 1999. Amazon Pollen Manual. Manual: Part 1. OPA (Overseas Publisher association). Amsterdan. 332 pp. ERDTMAN, G. 1986. Pollen Morphology and Plant Taxonomy of Angiosperms. An introduction to Palynology. Alquimist & Wiksell. Sweden. 539 pp. FAEGRI, K. & D. DIVERSEN. 1989. Textbook of pollen analysis. Hafner Press. Nueva York. 50 pp. FONNEGRA, R. 1989. Métodos de estudio palinológico. Universidad de Antioquia. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología. Medellín. 57p. HERRERA, L.F. & J. BERRÍO. 1998. Vegetación natural y acción antrópica de los últimos 1000 años en el sistema prehispánico de canales artificiales de Caño Carate en San Marcos (Sucre-Colombia). Fundación Erigaie. Pag. 35-43 HOOGHIEMSTRA, H. 1984. Vegetational and climatic history of the High Plain of Bogotá, Colombia: A continuos record of the last 3.5 million years. En: VAN DER HAMMEN (ed.) El Cuaternario en Colombia Vol. 10: 10-21. KUHRY, P. 1988. PaleobotanicalPaleoecological Studies of the Tropical High Andean Peatbog Sections Cordillera
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