limitación nutrimental y estado trófico del lago de cuitzeo,...

Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 897-918 2018

Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales

897

Limitación nutrimental y estado trófico del Lago de Cuitzeo, Michoacán, México.

Nutrimental limitation and trophic state of Cuitzeo Lake, Michoacán, México.

Luis Erick Arroyo Sesento, §Rubén Hernández Morales, María del Rosario Ortega Murillo,

Araceli Hurtado Avalos, Marisol Martínez Martínez.

Laboratorio de Biología Acuática “J. Javier Alvarado Díaz”. Universidad Michoacana de San

Nicolás de Hidalgo. Edificio R, Ciudad Universitaria, Av. Fco. J Múgica s/n, Morelia, Mich.

México, C.P. 58040, teléfono y fax (443) 3167412. §Autor para correspondencia:

[email protected]

RESUMEN El lago de Cuitzeo es un lago plano, producto de su evolución tectónico

volcánica, es clasificado como un ambiente maduro por su estado trófico, presenta una

marcada variación espacial y temporal en cuanto a la productividad acuática la cual está

ligada al cociente nutrimental. La presente contribución determina parámetros

fisicoquímicos y microbiológicos (clorofila “a”) para conocer la limitación nutrimental. Se

realizaron cinco salidas al campo en tres estaciones climáticas: primavera, otoño e invierno.

Se obtuvieron muestras de agua de forma directa en garrafas de polipropileno de 3 L, las

cuales se transportaron en una hielera a 4 °C, en total oscuridad hasta el área de análisis de

agua del Laboratorio de Biología Acuática “J. Javier Alvarado Díaz” de la Facultad de

Biología, para su posterior análisis. En el laboratorio se determinaron 13 parámetros

fisicoquímicos, con los métodos propuestos por la APHA-AWWA-WPCF (1992) y la

normatividad vigente mexicana, mientras que la clorofila se determinó con base en la

metodología de Contreras, (1985). Para el análisis de los requerimientos nutricionales se

utilizó el coeficiente de Redfield. Mientras que para la determinación del estado trófico se

utilizó la ecuación sugerida por el índice de Carlson. Se determinó que el lago de Cuitzeo,

de acuerdo al cociente de Redfield, presenta una fuerte limitación por fosforo la cual

favorece a la productividad acuática de la columna del agua, teniendo al nitrógeno como

limitante en una estación climática. Con base en el índice de Carlson, se establece que el

lago es eutrófico en todas las estaciones climáticas presentando hipertrofia en al menos un

sitio, en cada una de estas estaciones.

Palabras claves: Cociente Redfield, Fosforo, Hipereutrofia, Michoacán, Sistema Léntico.



898

INTRODUCCIÓN

La mayoría de los lagos tienen una gran cantidad de vida acuática. Los lagos dulceacuícolas

se cuentan entre los ecosistemas más productivos del planeta, pues aportan el agua y la

productividad primaria de la que innumerables especies silvestres dependen. Desempeñan

funciones vitales tales como almacenar agua, proteger contra tormentas e inundaciones,

controlar la erosión, recargar y descargar los acuíferos subterráneos, purificar las aguas

mediante la retención de nutrientes, sedimentos y contaminantes, y estabilizar las

condiciones climáticas locales (Chang 2005)

Una de las principales formas de caracterizar un lago es la determinación de su estado

trófico, el cual determina su productividad; este proceso se da por el aumento de fosforo y

nitrógeno, desde la cuenca de drenaje, que se manifiesta en una intensa proliferación y

acumulación excesiva de micro algas y plantas vasculares. Durante la sucesión de estos

cambios se puede distinguir la siguiente secuencia de fases o estado trófico; Oligotrofia:

baja concentración de nutrientes y productividad biológica, Mesotrofia: Niveles

intermedios de nutrientes y productividad y Eutrofia: elevada concentración de nutrientes y

alta productividad (Chang 2005).

La carga de nutrimentos puede modificar la limitación nutrimental, la cual se define como

aquellos nutrientes que se encuentran presentes en bajas concentraciones y que son

requeridos para el desarrollo del organismo. La producción acuática se encuentra regulada

por el nutriente que se encuentra en menor disponibilidad, de acuerdo con los

requerimientos de los productores primarios. Por lo tanto, un nutriente limitante se

manifiesta cuando el crecimiento vegetal es disminuido por la presencia de un nutriente en

baja concentración, el cual es requerido en mayores cantidades para la síntesis de biomasa.

En la mayoría de los casos, el factor limitante es el fosforo. En los ambientes lenticos

ecuatoriales, tropicales, y templados, aquéllos que se estratifican estacionalmente o que

tienen una mezcla limitada a los primeros metros de la columna de agua, presentarán la más

severa limitación de nutrientes debido a la separación de una zona de alta demanda de

nutrientes y otra de acumulación de los mismos, frontera transicional variable que impide el

paso de material disuelto y gases; como consecuencia, en principio, los nutrientes se

acumulan en las aguas más profundas. (Ramírez, 2012), mientras que en sistemas someros

la limitación nutrimental puede presentar variaciones espaciales o bien estacionales

(Wetzel, 2001)

El Lago de Cuitzeo es un sistema somero, clasificado como un ambiente maduro, por su

estado trófico (Bravo y col., 2012), presenta variación espacial y temporal en cuanto a la

productividad acuática, la cual posiblemente está relacionada con el cociente nutrimental de

las formas inorgánicas dominantes (Fósforo y Nitrógeno).



899

El presente trabajo establece la limitación nutrimental del Lago de Cuitzeo con base en el

análisis químico de formas inorgánicas de fósforo y nitrógeno, así como el estado trófico,

en tres estaciones climáticas.

METODOLOGÍA

Características del área de estudio

El lago de Cuitzeo (Fig. 1) se encuentra ubicado al noroeste del estado de Michoacán y al

sureste del estado de Guanajuato, comprende parte de municipios Huandácareo,

Chucándiro, Copándaro, Cuitzeo, Santa Ana Maya, Zinapécuaro y Álvaro Obregón en

Michoacán y Acámbaro en Guanajuato; a una altitud de 1800 m s. n. m. en las coordenadas

geográficas 19° 55’ 07.08”- 19° 55’ 12.48” N y 101° 07’ 52.39” - 101° 05’ 48.59” O

(INEGI, 2006). La cuenca de este vaso lacustre es de origen tectónico-volcanico,

conformado por colinas, lomeríos altos y planicies. Sus suelos son principalmente de tipo

Andosol, Acrisol, Luvisol y Feozem. En la región del lago, predomina el clima templado

subhúmedo con lluvias en verano.

Los principales tributarios del cuerpo de agua son el Río Grande la ciudad de Morelia y el

Río Zinapecuaro-Querendaro ambos drenan el 45 % de la superficie de la cuenca. Ademas

existen algunos manantiales que contribuyen al volumen del lago (Chacón y col. 2007).

Figura 1. Ubicación geográfica del área de estudio



900

Periodo de toma muestra.

Se realizaron cinco salidas al campo, en el periodo de secas y lluvias respectivamente

durante tres estaciones del año (primavera, otoño e invierno), entre el 2013 y 2014 (Tabla

1).

Tabla1. Salidas de campo

No de colecta Fechas

1 3 y 4 de octubre del 2013 (otoño 1)

2 22 y 23 de octubre del 2013 (otoño 2)

3 Diciembre del 2013 (invierno 1)

4 Febrero del 2014 (invierno 2)

5 Abril del 2014 (primavera)

Sitios de colecta

Los sitios de colecta se seleccionaron al considerar la accesibilidad a los puntos de

muestreo, cubriendo espacialmente a los vasos Este, centro y Oeste, en las localidades de:

La Palma, Andocutín, Estación Queréndaro, Iramuco, San Agustín del Pulque, Capacho y

Copandaro (Tabla 2)

Tabla 2. Coordenadas y orientación de los sitios de colecta 2013- 2014

SITIOS COORDENADAS ORIENTACION

La palma 19° 55’ 30.66” N

101° 08’ 21.21” W

Se encuentra en el vaso centro cerca

de la comunidad de La Palma.

Andocutín 19° 56’ 46.21” N

100° 51’ 48.16” W

Se localiza en el Municipio de

Acámbaro a 1895 msnm



901

Estación Queréndaro

19° 53’ 10.27” N

100° 56’ 40.16” W

Se localiza en el vaso Este del Lago,

donde ingresa el agua del río

Zinapécuaro-Queréndaro

Iramuco 19° 57’ 24.29” N

100° 55’ 24.29” O

Se restringe al vaso este del sistema

lacustre, a 17 km al suroeste de la

ciudad de Acámbaro en donde se

desarrollan actividades piscícolas.

San Agustín

19° 57’ 36.16” N

101° 03’ 57.29” W

Se ubicada en el vaso centro del Lago

cerca de la localidad de San Agustín y

enfrente a la localidad de Chehuayo.

Capacho

19° 57’ 37.89” N

101° 11’ 48.28” W

Localizado en el vaso oeste cerca de la

población de Capacho, éste sitio

caracteriza a la zona de desecación del

Lago.

Copandaro 19° 54’ 17.63” N

101° 12’ 48.83” W

Se localiza en el vaso oeste del Lago

cerca de la localidad de Copandaro.

Toma de muestras para análisis fisicoquímicos y biológicos

Se obtuvieron muestras de agua de forma directa en garrafas de 3 L, las cuales se

trasportaron en una hielera a 4 °C, en la obscuridad para su posterior análisis en el Área de

Análisis de Aguas del Laboratorio de Biología Acuática “J. Javier Alvarado Díaz” de la

Facultad de Biología. En cada sitio de colecta se registraron variables ambientales y

parámetros fisicoquímicos in situ (Tabla 3).

Tabla 3. Variables ambientales y fisicoquímicas determinadas en campo en el Lago de

Cuitzeo 2013- 2014

Parámetro Método

Temperatura ambiente (°C) Termómetro de mercurio

(escala -10°C a 110 °C) Temperatura del agua (°C)



902

Transparencia (m) Disco de Secchi

Profundidad (m) Sonda graduada

Nubosidad (%) Escala de Beaufort

Velocidad y dirección del viento Escala de Beaufort

Materia aparente Visual

Color del agua Escala Munsell

Conductividad eléctrica (µS cm-1) Conductivímetro de campo

marca “Conductronic”

modelo PC-18

Sólidos disueltos totales (mg L-1)

Salinidad (‰)

pH

Oxígeno Disuelto (mg L-1) Winkler Modificado a la Ázida de Sodio

Nitratos (mg L-1) YSI profesional plus

Amonio (mg L-1)

Determinación de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos

En el Área de Análisis de Aguas del Laboratorio de Biología Acuática “J. Javier Alvarado

Díaz” de la Facultad de Biología se determinaron 13 parámetros fisicoquímicos (tabla 4),

con los métodos propuestos por APHA (1992), mientras que la concentración de clorofila

“a”, se calculó con el método de Contreras (1984).

Tabla 4. Variables fisicoquímicas y biológicas de laboratorio en el Lago de Cuitzeo

VARIABLE TÉCNICA

Alcalinidad total (mg L-1) NMX AA 036 SCFI 2001.

Técnica volumétrica con H2SO4

Alcalinidad a la fenolftaleína (mg L-1)

Dureza total (mg L-1) NMX-AA-072-SCFI-2001.

Técnica volumétrica con EDTA Dureza de calcio (mg L-1)

Dureza de magnesio (mg L-1) Cálculo indirecto



903

Sólidos totales (mg L-1)

NMX AA 004 SCFI 2000.

Técnica gravimétrica

Técnica gravimétrica de extracción y

secado

Sólidos suspendidos (mL L-1) NMX AA 004 SCFI 2000.

Técnica gravimétrica

Fósforo total (P-PO4 -3) (μg L-1) NMX AA 029 SCFI 2001.

Técnica espectrofotométrica por digestión

Cloruros (mg L-1) NMX-AA-073-SCFI-2001.

Método argentométrico

Sulfatos (SO4-2) (mg L-1) NMX-AA-074-1981.

Método turbidimétrico

Nitritos (NO2-) (mg L-1) NMX-AA-099-SCFI-2006.

Método colorimétrico

Demanda Bioquímica de Oxígeno (mg

L-1)

NMX AA 028 SCFI 2001.

Técnica indirecta de incubación de la

dilución

Clorofila “a” (μg L-1) Extracción por metanol Contreras, (1985)

Determinación de la Limitación Nutrimental

La determinación de requerimientos nutricionales de los organismos autótrofos

microscópicos y cuyo valor depende de las condiciones bajo las cuales las especies crecen y

compiten, es conocida como el cociente de Redfield (Wetzel, 2001), el cual se efectuó con

el cociente de la concentración del nitrógeno inorgánico disuelto y el fósforo inorgánico

disuelto en cada sitio del sistema lacustre de forma estacional.

Cálculo del estado trófico en base al Índice de Carlson (1997)

Este apartado se obtuvo al aplicar el índice de Carlson, (1977), con la media aritmética

anual de transparencia, clorofila “a” y la concentración superficial de fosforo total, (tabla

5). Con base en las siguientes relaciones aritméticas:

TSI= (TSI DS) + (TSI Cl) + (TSI F) (1)

3



904

TSI DS = 10 x (6- ln DS) (2)

ln 2

TSI Cl = 10 x (6-2.04-0.68 ln Cl) (3)

ln 2

TSI F = 10 x(6- ln (48)PT)) (4)

ln 2,5

En donde:

TSI = Índice del Estado Trófico

DS = Distancia del disco de Secchi (m)

Cl = Concentración de clorofila (µg L-1)

PT = Concentración superficial de fósforo (µg L-1)

Tabla 5. Índice del Estado trófico de Carlson (1977).

ESTADO TRÓFICO TSI Disco de

Secchi (m)

Fósforo

(µg/L)

Clorofila en

(µg/L)

OLIGOTRÓFICO

(<30)

0 64 0.75 0.04

10 32 1.5 0.12

20 16 3 0.34

30 8 6 0.94

MESOTRÓFICO

(>30-60)

40 4 12 2.6

50 2 24 6.4

60 1 48 20



905

EUTRÓFICO

(>60-90)

70 0.5 96 56

80 0.25 192 154

90 0.12 384 427

HIPEREUTRÓFICO

(>90)

100 0.062 768 1183

Análisis estadísticos

Se utilizó estadística descriptiva, para obtener medidas de tendencia central y de dispersión,

con la finalidad de conocer la fluctuación de los datos con respecto a la media aritmética,

además de estadística inferencial. Para distinguir diferencias estadísticamente significativas

entre sitios y épocas, se aplicaron pruebas no paramétricas como las de Wilcoxon Kuskal

Wallis, con el programa JMP versión 6.0 (Sall y col., 1997).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Parámetros fisicoquímicos y biológicos para establecer el estado trófico.

La temperatura del agua mostro oscilaciones importantes con un máximo de 32 °C en el

sitio de Capacho en la estación de otoño 1 y en el sitio San Agustín en la estación de

primavera, mientras que el mínimo en temperatura del agua fue de 16 °C, en el sitio de La

Palma, en las estaciones invierno 1 y 2. Con una media anual de 23.3 ° C y una desviación

estándar de 5.2 °C

El análisis estadístico indicó que la estación de primavera fue diferente a las estaciones de

otoño 2, invierno 1 e invierno 2, teniendo semejanza con otoño1. Mientras que otoño 1

presentó diferencias significativas con las estaciones de otoño 2, invierno 1 e invierno 2, en

las cuales el parámetro se comportó de forma homogénea (x2= 18.8805, gl= 4, prob x2>

0.0008)

El máximo obtenido en la temperatura del agua se atribuye a la someridad del vaso de

recepción, el cual presenta una columna del agua corta que acumula calor eficientemente,

ya que no existe una heterogeneidad térmica vertical, de esta forma se detecta una constante



906

circulación de la masa de agua, considerándose como un Lago polimíctico cálido con base

en la propuesta de Lewis, (2000).

En la transparencia se presentó un máximo de 60 cm en el sitio de San Agustín en la

estación de otoño 2 durante el ciclo de muestreo, mientras que el valor mínimo fue de 2.5

cm presentándose en el sitio de Capacho en la estación de otoño 1. Se presentó una media

anual de 24.0 cm de transparencia con una desviación estándar de 13.5 cm

El análisis estadístico para este parámetro exhibió que todas las estaciones de muestreo se

presentaron de forma homogénea y no hubo diferencias significativas entre estas (x2=

6.1797, gdl= 4, prob x2> 0.1861).

El máximo en transparencia del agua se atribuye a que dicho periodo es representante del

máximo llenado de la cubeta lacustre, debido a que el agua captada en la cuenca durante el

periodo de precipitación se incorpora gradualmente hasta propiciar un incremento en la

profundidad de la columna del agua, diluyendo sales y partículas suspendidas, proceso que

permite valores mayores en la lectura del disco de Secchi (Margalef, 1983). Mientras que

el mínimo se presentó por la disminución de la profundidad de la columna del agua, por

efecto de la evapotranspiración del vaso de recepción, tal y como lo reporta Gómez y col.,

(2014).

En la profundidad se obtuvo un máximo de 100 cm en la estación de invierno 1 en el sitio

de Iramuco y en la estación de otoño 1 en el sitio de San Agustín, mientras que la

profundidad mínima fue 14 cm en la estación primavera en el sitio de Andocutín.

Presentando una media anual de 55.5 cm y una desviación estándar de 29.7

El análisis estadístico indicó que todas las estaciones de muestreo se comportaron de forma

homogénea pues no existen diferencias significativas entre estas (x2= 3.9156, gdl= 4, prob

x2> 0.4176).

Con respecto a la profundidad Alvarado y col., (1984), menciona que la disminución de la

columna de agua es debida al desequilibrio entre los procesos de evaporación y

precipitación, así como el incremento continuo en el uso de sus aguas para irrigación. La

cual disminuye a medida que avanza la estación seca y cálida, tal y como lo exhibe Huacuz,

(2007).

La conductividad eléctrica alcanzó en un ciclo anual un valor máximo de 5739 µS cm-1 en

la estación de otoño 1 (3 de octubre del 2013) en el sitio de Capacho, mientras que el valor

mínimo obtenido fue de 261 µS cm-1 en el sitio de San Agustín, tratándose de la misma

estación climática. Con una media anual de 1895.4 µS cm-1 y una desviación estándar de

1085.8 µS cm-1.

De acuerdo al análisis estadístico, se infiere que no existen diferencias significativas entre

las estaciones de muestreo (x2= 11.5504, gdl= 4, prob x2> 0.0210).



907

La conductividad eléctrica de acuerdo a Wetzel (1981), aumenta y refleja de forma

proporcional variaciones en las concentraciones iónicas alcanzando su máximo en la época

de secas. En este estudio el máximo de la conductividad eléctrica corresponde al periodo

del máximo llenado del vaso de recepción, proceso que favoreció a que el sitio hiposalino

de Capacho albergara agua, misma que resuspendió las sales depositadas en el sedimento,

aumentando la carga iónica de la reducida columna del agua.

La concentración de sales, mostró un valor máximo de 4.7 ‰ en el sitio de Capacho en la

estación de otoño 1 (3 de octubre del 2013) mientras que el valor mínimo fue de 0.19 ‰ en

el sitio de San Agustín en la misma estación, con una media anual de 1.1 ‰ y una

desviación estándar de 0.8 ‰

El análisis estadístico indicó que este parámetro no presento diferencias significativas entre

estaciones (x2= 8.1220, gdl= 4, prob x2> 0.0872).

El máximo de salinidad es menor al reportado por Ortega y col., (2011) con un valor de

11.96 ‰, atribuido a las influencias iónicas del drenaje e intercambio con la tierra

circundante, de las sustancias atmosféricas derivadas de la tierra, de la actividad humana, y

del equilibrio e intercambio del volumen de agua con sedimentos (Wetzel, 1981), además

de encontrarse la mayor salinidad en la parte oeste del Lago en donde el Lago se deseca,

dejando una película de sales de por lo menos 0.1 cm, la cual presenta una acumulación sin

salida (Ceballos et al., 1994)

Con respecto al pH el valor máximo fue de 10.0 en la estación de otoño 2 en el sitio de San

Agustín, mientras que el valor mínimo fue de 8.44 presentándose en la estación de invierno

2 en el sitio de La Palma. Durante el ciclo anual se presentó una media de 8.9 con una

desviación estándar de 0.40

El análisis estadístico indicó diferencias significativas entre la estación de otoño 2 con

respecto a la estación otoño 1, invierno 1, invierno 2 y primavera, las cuales se comportaron

de forma homogénea entre ellas (x2= 17.2488, gdl= 4, prob x2> 0.0017)

El pH se registró con valores elevados, debido a la pérdida del volumen de agua en el vaso

oeste, factor que propició la concentración de sales en el vaso hiposalino del Lago de

Cuitzeo, condición que elevó la alcalinidad parcial y total, desarrollando aguas alcalinas,

siendo los bicarbonatos las sales predominantes (Alvarado y col., 1984 y Ceballos y col.,

1994). Mientras que el mínimo reportado fue de 8.44, en el sitio de La palma (vaso centro),

atribuido al regulamiento del sistema carbono carbonatos (Wetzel, 1981)

El oxígeno disuelto presentó un valor máximo de 17.7 mg L-1 en la estación de invierno 2

en Queréndaro, mientras que su valor mínimo fue de 1.4 mg L-1 en el sitio de San Agustín

en la estación de otoño 1. Con una media anual de 7.9 mg L-1 y una desviación estándar de

4.8 mg L-1



908

El análisis estadístico exhibe que este parámetro se mantuvo homogéneo durante todas las

estaciones de muestreo (x2= 2.2234, gdl= 4, prob x2> 0.6948

El máximo en oxígeno disuelto se puede atribuir al exceso de la actividad fotosintética con

respecto a las pérdidas hacia la atmósfera (Wetzel, 1981). Mientras que el mínimo se asocia

a la presión atmosférica a la cual esté expuesto el Lago a una altitud determinada (Wetzel,

1981) o por la capacidad de purificación de las aguas naturales y alto contenido de sales

(Clair y col., 2001).

Respecto al nitrógeno en forma de nitratos, alcanzó un máximo de 132.8 mg L-1 en la

estación de otoño 1 en el sitio de Andocutín, mientras que el mínimo se presentó en el sitio

de San Agustín con un valor de 0.96 mg L-1 en la estación de otoño 2. La media anual de

este parámetro fue de 45.2 mg L-1 con una desviación estándar de 36.4 mg L-1

De acuerdo con el análisis estadístico, la estación de otoño 1, presentó diferencias con la

estación de otoño 2. La estación de primavera reporta diferencias significativas con la

estación de invierno 1 e invierno 2, cabe mencionar que en éstas últimas, el parámetro se

comportó de forma homogénea (x2= 18.14, gdl= 4, prob x2> 0.0012).

La concentración media anual de los nitratos es característica de ambientes con una alta

carga de nutrientes, mismos que ingresan al sistema por vía autóctona (oxidación y

descomposición de material orgánico), así como por vía alóctona por las entradas de aguas

negras, tanto de Acambaro Guanajuato, como las del río grande de Morelia, aportes que

contienen aguas con residuos de la agricultura (fertilizantes), así como aguas residuales sin

ningún tipo de tratamiento previo (Alvarado y col., 1984

En cambio en el nitrógeno en forma de amonio se presentó el máximo (8.2 mg L-1) en la

estación de otoño 1 en el sitio de Andocutín, mientras que el mínimo (0 mg L-1) se presentó

en la estación de primavera en todos los sitios de muestreo. Con una media anual de 1.6 mg

L-1 y una desviación estándar de 2.9 mg L-1

El análisis estadístico exhibe que la estación de otoño 1 presentó diferencias significativas

con las estaciones de otoño 2, invierno 1, invierno 2 y primavera, cabe mencionar que

dichas estaciones no difieren estadísticamente entre ellas (x2= 21.1240, gdl= 4, prob x2>

0.0003).

El valor máximo del amonio, coincide con las entradas de aguas negras al Lago,

provocando el agotamiento del oxígeno, por lo tanto las elevadas concentraciones de

amonio se manifiestan en un nivel toxico para los organismos, en especial los peces

existentes en dicho sitio de colecta (Wetzel, 1981).

La alcalinidad total alcanzó un máximo de 736.6 mg L-1 en la estación de primavera en el

sitio de Querendaro, mientras que el mínimo se registró en el sitio de San Agustín, en la

estación de otoño 2. Con una media anual de 360.4 mg L-1 y una desviación estándar de

62.5 mg L-1



909

El análisis estadístico para este parámetro exhibió que no hubo diferencias significativas

entre las estaciones de muestreo (x2= 7.2703, gdl= 4, prob x2> 0.1223

Los valores en alcalinidad total se atribuyen a una alta cantidad de bicarbonatos, puesto que

las aguas que contienen más de 40 mg/l presentan una alta productividad primaria, asociada

a la disponibilidad de fósforo y otros nutrientes (Arredondo, 1986 en Gómez, 2014),

mientras que el mínimo en la alcalinidad total se asocian a un desequilibrio o disminución

de pH (Clair y col., 2001).

En la dureza total, el valor máximo que presentó este parámetro fue de 265 mg L-1 en la

estación de otoño 1 en el sitio de Capacho, mientras que el valor mínimo (50 mg L-1) se

registró en la estación de invierno 2 en el sitio de La Palma. Con una media anual de 125.1

mg L-1 y una desviación estándar de 65.3 mg L-1

De acuerdo al anova hay una diferencia entre la estación de otoño 1 con otoño 2, invierno

1, invierno 2 y primavera en donde las últimas cuatro no difieren estadísticamente entre

ellas (x2= 15.7606, gdl= 4, prob x2> 0.0034)

Clair y col., (2001) menciona que el parámetro puede aumentar por su origen en áreas

donde la capa superior del suelo es gruesa y contiene formaciones de material rico en

carbonatos, mientras que Gómez, (2014) menciona que la dureza es el resultado del

intemperismo de rocas y minerales alcalinotérreos del suelo, del aporte directo de desechos

líticos que contienen carbonatos de calcio y magnesio

En cuanto a la dureza de calcio, este parámetro se registró un valor máximo de 105 mg L-1

en la estación de primavera en el sitio de Querendaro, mientras que el mínimo fue de 20 mg

L-1 en la estación de invierno 1 en el sitio de San Agustín. La media anual de este

parámetro fue de 48.8 mg L-1 mientras que la desviación estándar fue de 19.8 mg L-1

El análisis estadístico para de este parámetro exhibió que la estación de primavera presenta

diferencias significativas a las estaciones de otoño 1, otoño 2, invierno 1 e invierno 2,

difiriendo éstas últimas estadísticamente entre ellas (x2= 9.3087, gdl= 4, prob x2> 0.0538)

La dureza de calcio es solo una parte de la dureza total que obtiene el agua, por lo cual

mantiene una correlación positiva con esta, además de tenerla con la temperatura del agua,

la conductividad eléctrica, la dureza de magnesio y la alcalinidad, ya que los aniones de la

alcalinidad y los cationes de la dureza se derivan normalmente de carbonatos de minerales

(Arredondo, 1986 en Gómez 2014)

Por su parte la dureza de magnesio, presento durante el ciclo de muestreo un valor máximo

de 210 mg L-1 en la estación de otoño 1, mientras que el valor mínimo fue de 17.5 mg L-1

en la estación de otoño 2 en el sitio de Copandaro. El cual alcanzó una media anual de 76.3

mg L-1 y una desviación estándar de 61.5 mg L-1



910

Para este parámetro el análisis estadístico exhibe que la estación de invierno 2 presentó

diferencias significativas ante otoño 1, otoño 2, invierno 1 y primavera, éstas últimas sin

diferir entre ellas (x2= 13.2309, gdl= 4, prob x2> 0.0102).

La dureza de magnesio fluctúa por la carga de este ión en el agua, es importante mencionar

que el magnesio reside en que los organismos autótrofos precisan de este ion en forma de

porifirina, constituyente esencial de la clorofila y como micronutriente en la transformación

enzimática de los organismos (Arredondo y Ponce, 1998 en Gómez, 2014).

El fosforo total registró un valor máximo de 3.2 mg L-1 en el sitio de Querendaro en la

estación de otoño 2, mientras que el mínimo fue de 0.29 mg L-1 en el sitio de Andocutín en

la estación de invierno 1. Con una media anual de 1.0 mg L-1 y una desviación estándar de

0.7 mg L-1

Además que no mostró diferencias significativas entre estaciones transicionales climáticas

(x2= 5.1088, gdl= 4, prob x2> 0.2763)

El máximo de fosforo total se atribuye a la concentración de ortofosfatos (Conzonno,

2009), aunque también se incrementa por la cantidad de afluentes que entran al Lago y a

sus propios sedimentos, mientras que el mínimo está relacionado a la bioasimilación, así

como a la dilución de la columna del agua, mientras que Ceballos y col., (1994), lo asocia a

una reducción en el flujo de los afluentes que alimentan al Lago.

El ion cloruro registro en el ciclo de muestreo un valor máximo de 797.3 mg L-1 en la

estación de invierno 2, en el sitio de La Palma, mientras que el valor mínimo fue de 115.0

mg L-1 en la estación de otoño 2 en el sitio de San Agustín. La media anual para este

parámetro fue de 325.8 mg L-1 con una desviación estándar de 137.8 mg L-1

El análisis estadístico exhibió que la estación de primavera tuvo diferencias significativas a

la estación de otoño 2. Mientras que las estaciones de otoño1, invierno 1 e invierno 2, no

difieren estadísticamente entre ellas (x2= 13.4445, gdl= 4, prob x2> 0.0093)

El máximo puede atribuirse al aumento de contenido de los minerales pues al aumentar

estos, aumentan los cloruros y esto ocurre por la evotranspiración (Clair y col. 2001). Por el

contrario el mínimo puede deberse a la baja de minerales por dilución como lo menciona

Clair y col.., (2001).

Los aniones sulfato presentaron un valor máximo de 202.1 mg L-1 durante la estación de

otoño 2 en el sitio de Querendaro, mientras que el valor mínimo fue de 19.8 mg L-1 en la

misma estación en el sitio de San Agustín. La media anual obtenida para este parámetro fue

de 105.5 mg L-1 con una desviación estándar de 45.2 mg L-1

El análisis estadístico indicó que no existen diferencias significativas entre las estaciones de

muestreo (x2= 2.6610, gdl= 4, prob x2> 0.6161)



911

El máximo de sulfatos se puede atribuir a las grandes descargas de drenaje que llega hacia

el Lago, además de tener una salinidad alta por tratarse de sulfatos de sodio y magnesio con

respecto a otros sistemas naturales, principalmente por aportes de afluentes volcánicos

(aguas termales) y de actividad geológica reciente. En cuanto al valor mínimo cabe

mencionar que continúa siendo un valor alto, pero de igual manera entrando en el rango de

oscilación de 10 a 80 mg L-1 citado por Gómez y col., (2014).

La demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), en el ciclo de muestreo un valor máximo de

13.07 mg L-1 en la estación de otoño 1 en el sitio de Iramuco, mientras que el mínimo se

registró en la estación de primavera en el sitio de La Palma (0.30 mg L-1). La media anual

se presentó con un valor de 3.78 mg L-1 y una desviación estándar de 3.1 mg L-1

El análisis estadístico indicó que la estación otoño1 manifestó diferencias significativas con

la estación de otoño 2, invierno 2 y primavera, mientras que éstas últimas no difieren

estadísticamente entre ellas (x2= 11.2195, gdl= 4, prob x2> 0.0242)

La DBO5 obtuvo un máximo atribuido a la elevada carga orgánica que presenta la columna

del agua, generada por la densidad algal, los aportes alóctonos y la resuspención de detritus

del sedimento, mientras que el mínimo está relacionado con fuertes procesos de oxidación y

dilución (Clair y col., 2001)

Respecto a la concentración de clorofila “a” se presentó un valor máximo de 564.5 mg L-1

en el sitio de La Palma y un valor mínimo de 17.6 μg L-1 en el sitio de San Agustín, cabe

destacar que tanto el máximo como el mínimo se registraron en la misma estación (invierno

2, correspondiente a febrero del 2014). Para este parámetro se obtuvo una media anual de

122.6 μg L-1 mientras que la desviación estándar fue de 133.8 μg L-

El análisis estadístico, exhibió que las estaciones no presentaron diferencias significativas

entre ellas (x2= 4.0800, gdl= 4, prob x2> 0.3953)

La clorofila “a” presento un valor máximo atribuido a la alta cantidad de algas que se

desarrollan debido a la cantidad de nutrientes que entran al Lago, mientras que el mínimo

es asociado a la baja cantidad algal que se encontró en el Lago presentándose en la misma

estación (Conzonno, 2009).

Estado trófico

El estado trófico exhibió su máximo en la estación de otoño 1 (3 de octubre del 2013) en el

sitio de San Agustín, mientras que el mínimo se presentó en el sitio de La Palma en dicha

estación (Fig. 2).

Según el estándar del índice de Carlson, las diferentes estaciones con sus respectivos sitios

presentaron diferente nivel de eutrofia. En la estación de otoño 1 los sitios de Iramuco, La

Palma, Andocutín, Queréndaro y Capacho presentaron un nivel eutrófico siendo el sitio de

San Agustín hipertrófico



912

La eutrofia puede atribuirse a la descarga de aguas residuales que entran al Lago, las cuales

son ricas en nutrientes, al uso excesivo de fertilizantes mediante el aporte de nitrógeno y

fosforo y la deforestación y erosión en los suelos agrícolas ya que los escurrimientos al

pasar por una tierra que no tiene protección lavan la capa fértil llevándose consigo los

nutrientes de la misma (Ackefors y Enell, 1992 en Moreno y col., 2010).

En Cuitzeo la eutroficación antropogénica es contribuida por los vertidos de detergentes y

desechos orgánicos, vertidos ganaderos y agrícolas que aportan fertilizantes, desechos

orgánicos y otros residuos ricos en fosforo y nitrógeno (Wetzel, 2001); Anderson y col.,

2002; Smith, 2003; EEA, 2005 en Camargo (2007) mencionan que las concentraciones

elevadas de NH4+, NO2- y NO3-, promueve el desarrollo, mantenimiento y proliferación

de los productores primarios

Figura 2. Variación estacional del Estado Trófico en el Lago de Cuitzeo (2013- 2014)

Limitación nutrimental

La limitación nutrimental, calculada mediante el coeficiente de Redfiel durante el periodo

de muestreo, alcanzó el máximo en la estación de otoño 1 en los sitios de Iramuco y

Andocutín, seguida por los sitios de Queréndaro, Capacho y San Agustín. El mínimo se



913

presentó en la estación de Invierno 2, en los sitios de Iramuco, Andocutín, Queréndaro, San

Agustín y La Palma (Fig. 3).

La limitación nutrimental indica que el Lago de Cuitzeo en la estación otoño1 (3 de octubre

de 2013) se encuentra limitado por el fósforo, mientras que en la estación de otoño 2 (23 de

octubre del 2013) el Lago continúa limitado por el fósforo a excepción del sitio de San

Agustín en donde el nitrógeno destaca como en factor limitante de la productividad

acuática.

Posteriormente el cociente nutrimental registra un incremento en invierno 1 (diciembre del

2013) factor por el cual todo el Lago es limitado por fósforo, descendiendo de nuevo en la

estación de invierno 2 (febrero del 2014) en donde el cociente de Redfield obtuvo el

mínimo, cabe mencionar que en dicha estación el nutriente limitante fue el nitrógeno

presentándose en todos sus sitios, mientras que en primavera (abril del 2014), el fósforo

retorna como el nutrimento limitante en el sistema acuático.

Figura 3. Variación estacional de la Limitación Nutrimental en el Lago de Cuitzeo. (2013- 2014)

Los nutrientes son los iones que los organismos requieren para la síntesis de estructuras o

metabolismos, de acuerdo a las relaciones de disponibilidad- demanda, el fósforo y el



914

nitrógeno son los nutrientes limitantes en el medio acuático, los cuales son de suma

importancia, pues sirven como indicadores de la productividad primaria y estado trófico

(Lind, 1985; Reid y Wood, 1976; Wetzel, 2001 en Gómez 2014).

El nitrógeno limito solo en la estación de Invierno 2 esto es común en los Lagos tropicales

debido a la perdida de este elemento por procesos de desnitrificación, promovidos por

temperaturas elevadas así como por los largos periodos de anoxia hipolimnetica (Lewis,

2002 en Ramos, 2008), aunque también se atribuye a que nitrógeno es más abundante por

ser el ciclo biogeoquímico gaseoso y que por lo general se encuentra en forma combinada

incluyendo el amonio (NH4+), nitrito (NO2

-) y nitrato (NO3-) (Wetzel, 2001).

Cuadro 6. Cociente de Redfield. Relación Nitrógeno- Fósforo, y limitación nutrimental en

Lago de Cuitzeo (2013- 2014)

ESTACIONES SITIOS N

TOTAL

P

TOTAL

COCIENTE

DE

REDFIELD

LIMITACIÓN

NUTRIMENTAL

TEÓRICA

A OTOÑO 1

IRAMUCO 131.931 0.787 167.7 P

ANDOCUTIN 141.124 0.839 168.2 P

QUERENDARO 70.511 0.703 100.3 P

SAN AGUSTIN 90.556 1.520 59.6 P

LA PALMA 23.986 0.408 58.8 P

CAPACHO 90.596 1.297 69.9 P

B OTOÑO 2

IRAMUCO 25.159 0.607 41.5 P

ANDOCUTIN 28.338 0.478 59.3 P

QUERENDARO 68.060 3.269 20.8 P

SAN AGUSTIN 10.542 0.823 12.8 N

COPANDARO 21.806 1.188 18.4 P

C INVIERNO 1

IRAMUCO 39.023 0.593 65.8 P

ANDOCUTIN 45.074 0.448 100.6 P

QUERENDARO 32.776 0.558 58.7 P

SAN AGUSTIN 24.189 0.808 29.9 P

LA PALMA 45.889 1.139 40.3 P

IRAMUCO 2.297 0.485 4.7 N



915

D INVIERNO 2

ANDOCUTIN 2.187 0.291 7.5 N

QUERENDARO 1.494 0.499 3.0 N

SAN AGUSTIN 1.059 0.815 1.3 N

LA PALMA 2.302 2.924 0.8 N

E PRIMAVERA

IRAMUCO 55.868 0.988 56.6 P

ANDOCUTIN 62.006 1.091 56.9 P

QUERENDARO 61.799 1.028 60.1 P

SAN AGUSTIN 83.388 1.387 60.1 P

LA PALMA 59.308 1.489 39.8 P

CONCLUSIONES

El Lago de Cuitzeo es un sistema cálido polimictico, somero, el cual contiene agua básica,

alcalina, con una reserva de carbonatos que se incrementa al vaso oeste. Considerando la

transparencia, el Lago es un ambiente turbio, con elevadas concentraciones de material en

suspensión. El color aparente del agua es verde amarillo, con olor desagradable en el vaso

oeste. El agua es altamente mineralizada como lo exhibe la conductividad eléctrica, la cual

se acentúa al vaso oeste, con predominancia iónica de sulfatos en la zona de aguas termales

y magnesio en la mayor parte del Lago.

La concentración de la clorofila “a” indica que el vaso de recepción es altamente

productivo, característico de ambientes con eutrofía e hipertrofía. La fluctuación estacional

no exhibe diferencias entre estaciones transicionales climáticas, sin embargo, la variación

es evidente espacialmente con el máximo en la concentración del pigmento en el sitio La

Palma durante el invierno.

La limitación nutrimental con base en el cociente de Redfiel indica que el Lago de Cuitzeo

presenta una variación estacional en la limitación nutrimental. Debido a que el fósforo

limitó en las estaciones de otoño 1, otoño 2, invierno 1 y primavera. Mientras que el

nitrógeno limitó en la estación de invierno 2 en todos sus sitios.

De acuerdo al índice de Carlson, el Lago de Cuitzeo, presenta en forma general un nivel

eutrófico, a excepción de los sitios San Agustín (otoño 1), Copándaro (otoño 2), La Palma

(invierno 2) y Andocutin (primavera), los cuales exhiben un nivel hipertófico.



916

BIBLIOGRAFÍA

APHA-AWWA-WPCF, 1992. Standard methods for the examination of water and

Wastewater. 17ᵃ edición. Ed American Public Health, Inc. P. 1193. New York, Estados

Unidos de América.

Alvarado, D. J., Zubieta, R. Ortega, A. Chacón, R Espinoza. 1984. Hipertroficación en un

Lago tropical somero (Lago de Cuitzeo Michoacán, México). Ciencia Nicolaita UMSNH.

20 pp.

Bravo, M. G. Barrera, M. E. Mendoza, J. T. Sáenz, F Bahena, R. Sánchez 2012.

Contribuciones para el desarrollo sostenible de la cuenca del Lago de Cuitzeo Michoacán.

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. 346 pp.

Camargo, J. A. y Alonso A. 2007. Contaminación por nitrógeno inorgánico en los

ecosistemas acuáticos: problemas medioambientales, criterios de calidad de agua e

implicaciones del cambio climático. Ecosistemas revista científica y técnica de Ecología y

Medio Ambiente. 16(2): 98- 110 pp.

Carlson, R. E.1977. A Trophic state index for lakes. Limnol. Oceanogr. 22(2): 361-369.

Ceballos, U. E. 1994. Diagnóstico del estado trófico del Lago de Pátzcuaro, Michoacán,

México. Tesis de licenciatura. Facultad de Biología UMSNH Morelia Mich. 62 pp.

Ceballos, J. G., R. Ortega, M. Medina, M. Martínez, L. Rodríguez y S. González. 1994.

Análisis Limnológico del Lago de Cuitzeo, Michoacán México. Laboratorio de Biología

Acuática. Escuela de Biología, UMSNH. Editorial Universitaria Morelia, México. 45 pp.

Chacón –Torres, A., C. Rosas – Monge y J. Alvarado Díaz. 2007. Ecosistemas acuáticos de

México: Estado y alcance. Editores. H. Munawar y D.F. Malley: 89-101 pp.

Chang, G. J. 2005. Limnología: origen de los Lagos. Escuela Superior Politécnica del

Litoral. Facultad de Ingeniería Marina y Ciencias del Mar. 27 pp.

Clair, N. Perry S.L. Mc Carty G., F. Parkin. 2009. Química para Ingeniería Ambiental.

Cuarta edición. 712 pp.

Conzonno, V. H. 2009. Limnología a Química. Editorial de la Universidad Nacional de la

Plata. 221pp.



917

DOF. 1989. Acuerdo por el que se establecen los criterios ecológicos de calidad del agua

CE-CCA-001/89. Diario Oficial de la Federación. México D.F.

DOF. 2005. Norma Mexicana. Proy-NMX-AA-042-2005. Calidad del agua, Determinación

del número más probable (NMP) de coliformes totales y coliformes fecales

(termotolerantes) y Escherichia coli presuntiva. Diario Oficial de la Federación. México

D.F.

DOF. 2013. Norma Mexicana. NMX-AA-042-SCFI-2011. Análisis de agua-detección y

enumeración de organismos coliformes, organismos coliformes termotolerantes y

Escherichia coli presuntiva-método del número más probable en tubos múltiples. Diario

Oficial de la Federación. México D.F.

DOF. 2016. Norma Mexicana. NMX-AA-034-SCFI-2015. Análisis de agua, medición de

sólidos y sales disueltas en aguas naturales y residuales tratadas, método de prueba. Diario

Oficial de la Federación. México D.F.

Gómez, M. J. L., G. A. Blancas A., E. Constanzo C. y A. Cervantes S. 2014. Análisis de la

calidad de aguas naturales y residuales con aplicación al micro escala. UNAM, FES

Zaragoza, septiembre del 2014. 204 pp.

Huacuz, L. J. A. 2007. Caracterización fisicoquímica y calidad del agua en el vaso este del

Lago de Cuitzeo Michoacán. Tesis de licenciatura. Facultad de Biología. UMSNH Morelia

Mich. 165 pp.

Lewis J. P. W. 2000. Basis for the protection and management of tropical lakes. Lakes

reservoir. Research and managements: 35- 48 pp.

Margalef R. 1983. Limnología. Omega Barcelona, España.1010 pp.

Moreno, F. D. P., Quintero. M. J. y López C. A. 2010. Métodos para identificar,

diagnosticar y evaluar el grado de eutrofia. Universidad Autónoma Metropolitana. 9 pp.

Ortega-Murillo, M. R., R. Alvarado-Villanueva, J. D. Sánchez-Heredia, R. Hernández-

Morales, M. Arredondo-Ojeda e I. Martínez S. 2011. Abundancia y distribución del

fitoplancton en un Lago hiposalino, Michoacán, México. Biológicas 13(2): 15 – 20 pp.

Ramírez, M. M. 2012. Caracterización fisicoquímica y biológica (productores primarios y

bacterioplancton, heterótrofo) del Lago de Pátzcuaro Michoacán, México. Tesis de

licenciatura. Facultad de Biología. UMSNH Morelia Mich. 81 pp.

Ramos, H., Javier A., Ortega E. M. y Antonio C. (2008). Elemento limitante para el

crecimiento Fito planctónico en un Lago oligotrófico tropical. Revista Hidrobiológica vol.

18 supl.1 México 105- 113 pp.



918

Wetzel, R.G. 1981. Limnología. Ediciones Omega, S. A- Casanova,220 Barcelona, España

679 pp.

Wetzel, R. G. 2001. Limnology. Lakes and Rivers Ecosystem. Third Edition. Academic

Press, Philadelphia, 1006 pp.

limitación nutrimental y estado trófico del lago de cuitzeo,...

Documents