Spatial variability of physicochemical and biological characteristics in Cuatro Ciénegas, MX
Authors: Jessica R. Corman, Jorge Ramos, Daniel Childers, James J. Elser
Year: 2013 (xlv)
Abstract
Aquatic ecosystems in deserts provide important water resources and are often hotspots of biodiversity. Within the Cuatro Ciénegas (CC) Valley, éxico, the >300 different springs, lakes, streams, and ponds host numerous endemic plants, animals, and microbes. While several studies have used physicochemical parameters to delineate the geohydrology of this region of the Chihuahuan Desert, our study also considers how nutrient availability differs across the aquatic ecosystems. We have monitored 15 different aquatic ecosystems across the basin, sampling each yearly (and some seasonally) since 2011. The aquatic ecosystems of CC have an impressive spatial diversity in their physicochemical and biological characteristics. Aqueous specific conductivity spanned 1.1 Á¢â‚¬ ’ 9.6 mS/cm2, with the highest values found in the eastern lobe and lowest values in the southeastern and northern regions. Dissolved organic carbon concentrations ranged over two orders of magnitude (max: 5.3 mM), with a similar spatial variability as specific conductivity. Nutrient data also showed geographic trends, however patterns differed for nitrogen (N) and phosphorus (P). While total dissolved N and P were highest in the eastern lobe, the highest values of each were not found at the same sites. Rancho las Pozas had the highest N (>500 uM N), while Los Hundidos had the highest P concentrations (as high as 10.8 uM P). Atomic N:P ratios ranged from <10 Á¢â‚¬ ’ 1000 across CC, with a mean of 139. Both the highest (>500) and lowest (<20) N:P ratios were found in the eastern lobe suggesting that organisms living in nearby aquatic features are experiencing different nutrient constraints. Los ecosistemas acuáticos en los desiertos proporcionan importantes recursos hidrológicos y con frecuencia son puntos importantes para de la biodiversidad. Dentro del Valle de Cuatro Ciénegas (CC), México, mas de los 300 diferentes manantiales, lagos, arroyos y humedales son hábitats de las numerosas especies endémicas de plantas, animales y microorganismos. Aunque varios estudios han utilizado parámetros físico-químicos para delinear la geohidrología de esta región del desierto de Chihuahua, nuestro estudio también examina cómo la disponibilidad de nutrientes difiere a través de los ecosistemas acuáticos. Hemos monitoreado (anualmente y en ocasiones en diferentes temporadas) 15 ecosistemas acuáticos diferentes dentro del Valle desde 2011. Nuetros resultados demuestran que los ecosistemas acuáticos de CC tienen una impresionante diversidad a través del paisaje (variabilidad espacial) en sus características físico-químicas y biológicas. Acuosa conductividad específica abarcó 1.1 hasta 9.6 mS/cm 2, con los valores más altos observados en lado este y valores más bajos en las regiones del sureste y el norte. Concentraciones de carbono orgánico disuelto varió más de dos órdenes de magnitud (máximo: 5,3 mm), con una variabilidad espacial similar a la conductividad específica. Datos de nutrientes también mostraron tendencias geográficas, sin embargo los patrones difieren para el nitrógeno (N) y fósforo (P). Mientras las cantidades de N y P totalmente disueltos fueron mayores en el este del Valle, los valores más altos de N y P no se encontraron en los mismos sitios. En Rancho las Pozas se observo la mayor concentracion de N (> 500 uM N), mientras que la mayor concentration de P se observo en Los Hundidos (tan alto como 10.8 P M). Las proporciones de N: P variaron de <10 - 1000 dentro de CC, con un promedio de 139. Tanto la más alta (> 500) y más baja (<20) proporción de N: P fueron encontradas en el este, lo que sugiere que los organismos que viven en cerca de los ecosistemas acuáticos, están experimentando diferentes limitaciones de nutrientes.
Resumen
Los ecosistemas acuáticos en los desiertos proporcionan importantes recursos hidrológicos y con frecuencia son puntos importantes para de la biodiversidad. Dentro del Valle de Cuatro Ciénegas (CC), México, mas de los 300 diferentes manantiales, lagos, arroyos y humedales son hábitats de las numerosas especies endémicas de plantas, animales y microorganismos. Aunque varios estudios han utilizado parámetros físico-químicos para delinear la geohidrología de esta región del desierto de Chihuahua, nuestro estudio también examina cómo la disponibilidad de nutrientes difiere a través de los ecosistemas acuáticos. Hemos monitoreado (anualmente y en ocasiones en diferentes temporadas) 15 ecosistemas acuáticos diferentes dentro del Valle desde 2011. Nuetros resultados demuestran que los ecosistemas acuáticos de CC tienen una impresionante diversidad a través del paisaje (variabilidad espacial) en sus características físico-químicas y biológicas. Acuosa conductividad específica abarcó 1.1 hasta 9.6 mS/cm 2, con los valores más altos observados en lado este y valores más bajos en las regiones del sureste y el norte. Concentraciones de carbono orgánico disuelto varió más de dos órdenes de magnitud (máximo: 5,3 mm), con una variabilidad espacial similar a la conductividad específica. Datos de nutrientes también mostraron tendencias geográficas, sin embargo los patrones difieren para el nitrógeno (N) y fósforo (P). Mientras las cantidades de N y P totalmente disueltos fueron mayores en el este del Valle, los valores más altos de N y P no se encontraron en los mismos sitios. En Rancho las Pozas se observo la mayor concentracion de N (> 500 uM N), mientras que la mayor concentration de P se observo en Los Hundidos (tan alto como 10.8 P M). Las proporciones de N: P variaron de 500) y más baja (<20) proporción de N: P fueron encontradas en el este, lo que sugiere que los organismos que viven en cerca de los ecosistemas acuáticos, están experimentando diferentes limitaciones de nutrientes.