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Limnological investigations in Lake San Pablo, a high mountain lake in Ecuador
Limnological investigations in Lake San Pablo, a high mountain lake in Ecuador
Casallas Guzmán, Jorge Enrique
Fak. 3 Prozesswissenschaften
Äquatoriale Hochgebirgsseen sind eine besondere Art von Seen, die zwischen 2.500 und 4.000 m über dem Meeresspiegel liegen und hauptsächlich in den Anden von Ecuador, Peru und Kolumbien vorkommen. Im allgemein sind sie Kaltwasserseen mit Wassertemperaturen unter 20 °C. Ihre limnologischen Merkmale werden durch einige typische tropische Umweltparameter bestimmt, wie z.B. hohe Strahlungseingabe, niedrige saisonbedingte Variationen von Temperatur und Lichteingabe, sowie hohe tägliche Temperaturschwankung. Der San Pablo See liegt 2.660 m über den Meeresspiegel in den Anden von Ecuador. Intensive landwirtschaftliche Nutzung des Einzugsgebietes, Bodenerosion und die direkte Einleitung von Abwasser in den See haben zum aktuellen Eutrophiezierungsgrad und dem gegenwärtigen schlechten Zustand des Sees beigetragen. Im Rahmen der hier vorgelegten Studie wurden zwischen 1998 und 2001 limnologische Untersuchungen am San Pablo See durchgeführt. Es wurde festgestellt , dass eine thermische Schichtung von niedriger Stabilität von Ende September bis Ende Mai auftritt. Diese führt zu einem Temperaturunterschied zwischen Epi- und Hypolimnion von ca. 2 °C, mit einer monomiktischen Zirkulationsphase während der Sommermonaten zwischen Juni und August. Weiterhin wurde ein nächtlicher konvektiver Mischungsprozess festgestellt, der durch starke Nachmittagswinde und nächtliche Abkühlungsprozesse verursacht wird. Dieser Prozess führt zu einer Destratifizierung und Durchmischung der trophogenischen Zone, die bis tief in die tropholytischen Zone eine Wassertiefe von bis zu 20 m erreichen kann. Solch ein thermisches Ereignis hängt von lokalen Wetterbedingungen ab, kann mehrere Tage und sogar Wochen dauern und ist als "Atelomixis" bekannt. Das atomare N:P Verhältnis liegt zwischen 5 und 25 und zeigt eine Limitierung durch Stickstoff wäh nd den Stratifikationsphasen und manchmal auch durch Phosphor während den Zirkulationsperioden. Die im See herrschenden Zirkulationsprozesse scheinen wichtige limitierende Faktoren zu sein. Die Phytoplanktonanalyse zeigt eine geringe Artenvielfalt mit einer relativen hohen Abundanz der vorhandenen Organismen und hoher Biomasse. Das Phytoplankton wird hauptsächlich durch die fädige Diatomeae Aulacoseira granulata sowie durch einige Chlorococcales, u. a. Scenedesmus linearis und Pediastrum boryanum, und der Euglenophyceae Trachelomonas volvocina dominiert. Das Zooplankton im See ist extrem artenarm und es wird durch den Crustaceen Daphnia pulicaria, und Metacyclops mendocinus sowie durch die Rotatorien Keratella tropica, Trichocerca similis, Anuraeopsis fissa und Asplanchna sp. repräsentiert. Es scheint, dass die im See lebenden Organismen an die hohe natürliche UV-Strahlung gut angepasst sind. Diese Ergebnisse können als Basis für die Planung von Programmen für die Kontrolle der Eutrophikation im See verwendet werden.
Equatorial high mountain lakes are singular lakes that lie between 2,500 and 4,000 m above the sea level (a.s.l) mainly in the Andes of Ecuador, Peru, and Colombia. They are typically cold-water lakes with water temperatures below 20 °C. Their limnological characteristics are determined by some environmental parameters typical for tropical regions, such as high radiation input, low seasonal variation of temperature and light input, and high daily temperature variation. Lake San Pablo is located at 2,660 m a.s.l. in the Andes of Ecuador. Intensive agricultural activities, land erosion in the catchment area as well as the inflow of untreated waste water directly into the lake have contributed to eutrophication and to the present deteriorated state of the lake. In the present study, limnological investigations were carried out at Lake San Pablo between 1998 and 2001. During this study a temperature stratification of low stability occurring from late September to late May was observed. This leads to a temperature difference between epi- and hypolimnion of nearly 2 °C, with a monomictic circulation phase during the summer moths between June and August. Furthermore, a nightly convective mixing due to afternoon winds and nightly cooling processes was observed. This induces the destratification and mixing of the trophogenic zone, which can reach into the tropholytic zone up to 20 m depth. This sort of thermal behavior depends on local daily weather conditions and is known as atelomixis . The N:P atomic ratio lies between 5 to 25, indicating a limitation by nitrogen, mainly during stratification periods, and sometimes by phosphorus, generally after overturn. The complex water mixing processes in the lake also seem to play an important role as limiting factor in biological productivity. The analysis of phytoplankton indicates low species richness and relatively high abundance of existing organisms and high biomass. Phytoplankton is represented principally by the filamentous diatom Aulacoseira granula, and also by some Chlorococcales as Scenedesmus linearis and Pediastrum boryanum, and the Euglenophyceae Trachelomonas volvocina. The zooplankton community is very poor and is represented by the Crustacea Daphnia pulicaria, Metacyclops mendocinus and the Rotatoria Keratella tropica, Trichocerca similis, Anuraeopsis fissa and Asplanchna sp. The organisms in the lake seem to be well adapted to the natural high UV-radiation. These results could be used as the basis for planning future programs for the mitigation and control of eutrophication in the lake.
