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Evaluación preliminar del área agrícola y su influencia sobre la calidad del agua en el Golfo Dulce, Costa Rica

Abstract

Se realizó una evaluación preliminar de la agricultura en las subcuencas Esquinas, Coto Colorado, Rincón, Conte, Agujas, Tigre y Palma, como criterio base para el diseño de un plan de seguimiento de la calidad del agua que ingresa al estuario. Se determinó el área de los cultivos, mediante interpretación de imágenes satelitales, para un total aproximado de 10 000 ha de arroz Oryza sativa y 31 000 ha de palma aceitera Elaeis guineensis. El uso de agroquímicos se estimó con base en información secundaria publicada y con encuestas administradas a grupos productores. El uso anual estimado de plaguicidas fue de 20.4 kg ha-1 en arroz y 6.6 kg ha-1 en palma, y 840 kg ha-1 año-1 de fertilizantes granulados en ambos cultivos. Asimismo, se hizo un muestreo puntual de residuos de plaguicidas en agua, sedimento y peces, analizados con cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas y cromatografía de líquidos con detector de arreglo de diodos. En todas las muestras de agua se detectó el herbicida clomazone. Además, en la subcuenca Coto Colorado, la cual abarca el 95 % del total del área agrícola que drena al golfo, se detectó el insecticida triazofos y los fungicidas isoprotiolano y propiconazol. La extensión y el manejo de las plantaciones agrícolas en la cuenca del Golfo Dulce, aunada a factores ambientales, podría representar una amenaza sobre los recursos del estuario. Por ello, se recomienda monitorear la calidad del agua en los ríos, así como iniciar programas de restauración de los bosques de ribera como medida de mitigación.
Revista de Ciencias Ambientales (Trop J Environ Sci). EISSN: 2215-3896.
(Enero-Junio, 2019) . Vol 53(1): 92-112.
DOI: http://dx.doi.org/10.15359/rca.53-1.5
Open Access: www.revistas.una.ac.cr/ambientales
EMAIL: revista.ambientales@una.ac.cr
Fournier M. L., Castillo L. E., Ramírez F., Moraga G., Ruepert C.
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Evaluación preliminar del área agrícola y su inuencia
sobre la calidad del agua en el Golfo Dulce, Costa Rica
Preliminary Assessment of Agricultural Area and its Inuence to the Quality of
Water in Golfo Dulce, Costa Rica
María Luisa Fournier1, Luisa E. Castillo2, Fernando Ramírez3, Geannina Moraga4, Clemens
Ruepert5
[Recibido: 28 de junio 2018, Aceptado: 16 de octubre 2018, Corregido: 13 de noviembre 2018, Publicado: 1 de enero 2019]
Nota: Resultados preliminares de este artículo fueron presentados en el I Congreso Centroame-
ricano de Ciencias de la Tierra y el Mar, organizado por la Facultad de Ciencias de la Tierra y el
Mar de la Universidad Nacional. 13-15 noviembre 2017, San José, Costa Rica.
Resumen
Se realizó una evaluación preliminar de la agricultura en las subcuencas Esquinas, Coto Colorado, Rincón, Conte,
Agujas, Tigre y Palma, como criterio base para el diseño de un plan de seguimiento de la calidad del agua que
ingresa al estuario. Se determinó el área de los cultivos, mediante interpretación de imágenes satelitales, para un
total aproximado de 10 000 ha de arroz Oryza sativa y 31 000 ha de palma aceitera Elaeis guineensis. El uso de
agroquímicos se estimó con base en información secundaria publicada y con encuestas administradas a grupos
productores. El uso anual estimado de plaguicidas fue de 20.4 kg ha-1 en arroz y 6.6 kg ha-1 en palma, y 840 kg ha-1
año-1 de fertilizantes granulados en ambos cultivos. Asimismo, se hizo un muestreo puntual de residuos de pla-
guicidas en agua, sedimento y peces, analizados con cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas y
cromatografía de líquidos con detector de arreglo de diodos. En todas las muestras de agua se detectó el herbicida
clomazone. Además, en la subcuenca Coto Colorado, la cual abarca el 95 % del total del área agrícola que drena
al golfo, se detectó el insecticida triazofos y los fungicidas isoprotiolano y propiconazol. La extensión y el manejo
de las plantaciones agrícolas en la cuenca del Golfo Dulce, aunada a factores ambientales, podría representar una
amenaza sobre los recursos del estuario. Por ello, se recomienda monitorear la calidad del agua en los ríos, así como
iniciar programas de restauración de los bosques de ribera como medida de mitigación.
Palabras claves: Arroz; contaminación; cultivos; estuario; Golfo Dulce; palma aceitera.
1 Académica, Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas, Universidad Nacional (UNA), Costa Rica; maria.fournier.leiva@una.
ac.cr, ORCID: 0000-0002-0169-074X
2 Académica, Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas, Universidad Nacional (UNA), Costa Rica, lecastillo2010@gmail.com,
ORCID: 0000-0002-2641-6886
3 Académico, Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas, Universidad Nacional (UNA), Costa Rica; fernando.ramirez.munoz@
una.ac.cr, ORCID: 0000-0003-0904-0204
4 Académica, Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas, Universidad Nacional (UNA), Costa Rica; geannina.moraga.lopez@una.
ac.cr, ORCID: 0000-0002-8221-8489
5 Académico, Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas, Universidad Nacional (UNA), Costa Rica; clemens.ruepert@una.ac.cr,
ORCID: 0000-0001-5109-2222
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Abstract
With the purpose of designing a quality control program of the waters entering the estuary, a preliminary assess-
ment of agricultural activity was done in the sub-basins Esquinas, Coto Colorado, Rincón, Conte, Agujas, Tigre,
and Palma. The extension of the cultivated area was determined through interpretation of satellite images. With
secondary information and surveys to producers, the use of pesticides and fertilizers was estimated. A point sam-
pling was done for pesticide residues in water, sediment, and fish. The samples were analyzed with gas chromato-
graphy with mass detection and liquid chromatography with a diode array detector. An area of 10,000 ha of rice
Oryza sativa and 31,000 ha of oil palm Elaeis guineensis plantations was estimated. Annual use of pesticides was
estimated in 20.4 kg ha-1 in rice and 6.6 kg ha-1 in oil palm, and 840 kg ha-1 yr-1 of granulated fertilizers in both crops.
The herbicide clomazone was detected in all water samples. Furthermore, in the Coto Colorado sub-basin, which
encompasses 95 % of the total agricultural area that drains into the gulf, the insecticide triazophos and fungicides
isoprothiolane and propiconazole were also detected. The extension and management of agricultural plantations
in the watershed that drains into the Golfo Dulce, in addition to its environmental factors, could pose a threat to
the estuary resources. It is advisable to monitor the quality of water in rivers, as well as to develop programs for the
restoration of the riparian forests as a mitigation measure.
Keywords: Estuary; crops, Golfo Dulce; pollution; rice, oil palm.
1. Introducción
El Golfo Dulce es una bahía semicerrada de formación tectónica y un sitio de alta diversidad
biológica. Se localiza en la costa meridional de la provincia de Puntarenas, en aguas del océano
Pacíco de Costa Rica (8°43’17.017’’/8°31’11.674’’ latitud norte y -83°28’51.513’’/-83°8’19.381’
longitud oeste). La cuenca interna tiene una profundidad máxima de 215 m y la externa de 70 m
promedio, con 40 m de profundidad a la entrada, lo que restringe la circulación y hace más lenta
la renovación del agua en las partes profundas (Wol et al., 1996). El golfo tiene un área de 750
km2 con 50 km de longitud y de 10 a 15 km de ancho; en sus aguas se encuentran el 21.5 % de las
4 745 especies registradas para la costa del Pacíco de Costa Rica (Morales-Ramírez, 2011). Sin
considerar isla del Caño, el Golfo Dulce cuenta con el área de arrecife coralino más grande de la
costa del Pacíco (Cortés, 1992).
Estos ecosistemas marino costeros así como los dulceacuícolas y uviales están expuestos
a impactos negativos por el arrastre de sustancias tóxicas, fertilizantes y a cambios hidrológicos
debidos a la agricultura (Howarth, 2008; Moss, 2008). El uso de plaguicidas agrícolas en Costa
Rica es alto y se ha triplicado en relación con la década de 1980. Según Ramírez et al. (2014),
para el año 2012 se estimó un uso anual de 19.6 kg de ingrediente activo (i.a.) por hectárea
cultivada. Esto aumenta el riesgo de contaminación difusa sobre los cuerpos de agua y otros
compartimentos ambientales como aire, biota y suelos.
Las sustancias químicas peligrosas, cuando entran en aguas superciales por deriva y esco-
rrentía, pueden generar efectos a corto o a largo plazo en las poblaciones de peces y otros orga-
nismos acuáticos, según sea su concentración y toxicidad (Beketov et al., 2013). Varios estudios
realizados en otras regiones del país han informado sobre la presencia de residuos de plaguicidas
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y sus efectos negativos sobre la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos (Echeverría-Sáenz et
al., 2012; Fournier et al., 2018; Mena et al. 2014). A pesar de la riqueza marina del Golfo Dulce,
no se han desarrollado estudios sobre la agricultura en las subcuencas, ni la ocurrencia de pla-
guicidas de uso actual en los ríos y su posible inuencia en el ecosistema estuarino.
Por no contar con información sobre la actividad agrícola en la cuenca del Golfo Dulce, se
planteó esta evaluación inicial. En este estudio se identicó y midió la extensión de los cultivos
más importantes dentro del área de drenaje al Golfo Dulce, mediante interpretación en un am-
biente SIG; también se estimó con información secundaria y de campo el uso de plaguicidas y
fertilizantes. Además, se hizo un muestreo preliminar, en los meses de junio y julio de 2014, en
las bocas de los ríos para determinar la presencia de residuos de plaguicidas en agua, sedimento
y peces, y el contenido de mercurio total en músculo de peces; estos resultados servirán de base
para el diseño de un plan de seguimiento de la calidad del agua que ingresa al estuario.
2. Materiales y métodos
2.1 Área de estudio
El área de estudio, 218 603 ha, en donde se analizó el uso de la tierra, comprende las sub-
cuencas de los ríos Esquinas, Coto Colorado, Rincón, Conte, Agujas, Tigre y quebrada Palma.
Durante el año 2014, se realizó un estudio del uso de la tierra mediante interpretación de imá-
genes de satélite y se realizaron 4 giras de campo: en abril se encuestó el uso de plaguicidas en
los cultivos de palma y arroz; en junio y julio se recolectaron las muestras ambientales, y en
diciembre se realizó la corroboración en terreno del uso de la tierra.
2.2 Uso de la tierra
La cobertura de uso de la tierra se obtuvo mediante la interpretación de imágenes de satélite
RapidEye del año 2012 a escala 1:25 000. Según el objetivo del trabajo y el conocimiento a priori
del área de estudio, esto se estructuró en cuatro niveles (protegido, tierra agropecuaria, cobertu-
ra boscosa, otro) y con siete clasicadores de uso (área protegida, pasto, arroz, palma africana,
cobertura boscosa, manglar, cuerpo de agua, zona antrópica y sin información). El método de
clasicación fue manual; se excluyó el área correspondiente al mapa de áreas silvestres prote-
gidas del Sistema Nacional de Áreas de Conservación (SINAC, 2008), lo que restó 34 561,8 ha
del área total a interpretar y clasicar. Con base en patrones de tamaño, sombra, forma y tono
(Lindgren, 1985), se obtuvo el mapa nal, con el uso del soware ArcGIS (Versión 10.3, ESRI).
Al utilizar un método manual de clasicación se denió una validación en campo, con un nivel
de conanza de 98 %; resultó en un tamaño muestral de n0 = 135.25 dado por la Ecuación 1
(Araya-Alpízar y Galindo-Villardon, 2009).
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(1) .
Donde:
Z: nivel de conanza (98 % = Za2.326)
p: varianza de la proporción (0.5)
q: varianza de la proporción (1-p = 0.5)
d: error de estimación (10 % = 0.10).
Para validar la cobertura de uso de la tierra, se obtuvo un listado de 135 puntos a partir del
algoritmo que crea puntos aleatorios, a vericar en campo. De acuerdo con desarrolladores del
software (ESRI), los puntos aleatorios se pueden generar en una extensión territorial especíca,
en este caso dentro de entidades poligonales, dadas por el límite del área de estudio. Además, la
validación fue priorizada en los polígonos de uso agrícola, especícamente las áreas de pastos,
y las siembras de palma aceitera y arroz, ambos cultivos seleccionados para el diagnóstico de
uso de plaguicidas.
2.3 Uso de agroquímicos
Con el n de estimar la carga total anual de agroquímicos aplicados en los cultivos agrícolas
extensivos en la cuenca del Golfo Dulce, dado que no hay información disponible en las cámaras
de productores ni datos del Servicio Fitosanitario del Estado, se utilizó información de campo
y publicada (Ramírez et al., 2017). El uso de plaguicidas y fertilizantes en el cultivo de palma
aceitera se basó en Ramírez et al. (2017), en entrevistas del periodo 2012-2013 a 14 personas
encargadas de plantaciones y productoras asociadas en el Pacíco central y sur, pertenecientes a
las organizaciones Coopeagropal y Palma Tica en las localidades de Coto 47, Quepos y Palmar.
En el caso de las plantaciones de arroz, se aplicó una encuesta sobre uso de agroquímicos a
grupos agricultores del área de estudio, correspondiente al año arrocero 2013-2014. Se entrevis-
taron 7 personas productoras con un área total sembrada de 223 ha; se indagó sobre el área de
cultivo en cada ciclo y su producción, el nombre y formulación de los plaguicidas y fertilizantes
usados en cada etapa de cultivo, desde el vivero hasta el manejo postcosecha, dosis utilizada,
frecuencia, descarga y equipo de aplicación, entre otros. Se calculó el uso ponderado promedio
para cada uno de los plaguicidas utilizados en los cultivos de palma aceitera y arroz, y el resul-
tado se expresó en kg i.a. ha-1 año-1.
2.4 Muestras ambientales
En la evaluación preliminar de contaminantes agrícolas en los distintos compartimentos
ambientales, se seleccionaron, por su accesibilidad, 8 puntos para muestrear agua y sedimento
en las bocas de los ríos. Los peces se recolectaron en zonas cercanas a las desembocaduras.
Los puntos de muestreo son quebrada Palma (S1) y ríos Rincón (S2), Conte (S3), Agujas (S4)
y Tigre (S5) en la península de Osa (margen occidental del golfo); el río Coto (S6) a la altura
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del puente en la ruta entre Golto y Zancudo, y el río Sábalo en 2 sitios: La Virgen (S7) y en la
boca (S8). Los últimos 3 puntos están localizados al sureste del Golfo Dulce y pertenecen a la
subcuenca Coto Colorado (Figura 1); los puntos S6 y S7 no están en el área costera. Las mues-
tras de agua, sedimento y peces se recolectaron en una sola ocasión, entre los meses de junio y
julio de 2014. Todas las muestras se mantuvieron en una hielera entre 4 y 6 °C por un periodo no
mayor a 48 h antes de su entrega al laboratorio.
De forma in situ, se midieron los parámetros sicoquímicos de temperatura, pH, conduc-
tividad y salinidad en el agua supercial de los puntos de muestreo con un equipo HACH HQ
40D con varias sondas. Las muestras de agua fueron recolectadas de forma puntual a 0.2 m de la
supercie, en frascos de polipropileno de 0.5 L para los parámetros físico-químicos y nutrientes,
y en 2 botellas de vidrio pre lavadas de 1 L para residuos de plaguicidas. En las muestras de agua
se determinaron los sólidos disueltos totales y suspendidos, y las concentraciones de nutrientes
(nitrato, fósforo total, fósforo libre) según los métodos estándar APHA (2005).
Figura 1. Uso de la tierra en la zona de estudio y sitios de muestreo en los ríos que drenan al Golfo Dulce; 2012.
Para los análisis de residuos de plaguicidas en las muestras de agua sin ltrar, cada botella de
1 L se extrajo por aparte, mediante extracción en fase sólida utilizando cartuchos Isolute Env +
200 mg, 6 mL (Biotage, Suecia). Estos fueron previamente acondicionados con metanol y agua
ultra pura, y eluidos con 3 x 3 mL de acetato de etilo o de metanol, dependiendo de la técnica
de análisis instrumental, y concentrados con un ujo de nitrógeno a 1 mL. Los plaguicidas no
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polares se identicaron y cuanticaron mediante el método de cromatografía de gases acoplado
a espectrometría de masas (GCMS, por sus siglas en inglés) en modo de escaneo total (TIC) y
de monitoreo selectivo de iones (SIM); y para plaguicidas polares, por cromatografía de líquidos
con detector de arreglo de diodos (LC-PDA, por sus siglas en inglés).
En el análisis por cromatografía de gases se utilizó un equipo marca Agilent 7890A GC y
5975C MS (Agilent Technologies, Palo Alto, EEUU), en sincronía SIM y modo de escaneo, con
un automuestrador (CTC Analytics AG, Suiza) y una columna capilar BPX35 de 25 m × 0.25
mm ×0.25 μm (SGE, EEUU). Para la obtención de datos se utilizó el soware Chemstation y
NIST08 Mass Spectral Database. La temperatura programada fue de 90 °C (1 min) a 210 °C (20
°C/min) y luego hasta 300 °C (4 °C/min); la interfase se sostuvo a 280 °C, la fuente de iones y el
inyector a 230 °C. Las muestras (2 µL) se inyectaron en modo splitless. Los plaguicidas incluidos
en el análisis se identicaron usando tiempo de retención, espectro de masas y la razón entre
los tres iones escogidos para cada plaguicida en modo selectivo. Los plaguicidas detectados se
cuanticaron mediante calibración externa, y se inyectaron patrones de plaguicidas. Para la ve-
ricación de la eciencia de extracción se aplicó etion como estándar interno, por su estabilidad
química y tratarse de un plaguicida organofosforado no utilizado en el país.
Para los análisis en LC-PDA (por sus siglas en inglés) se usó un equipo marca Shimadzu
HPLC LC-10AD con SPD-M10A como detector arreglo de diodos (Shimadzu, Kyoto, Japón).
Se utilizó la columna de cromatografía LichroCART HPLC RP - 18 e columna de 125 mm ×
3 mm con 5-μm (Merck, Alemania) mantenida a 40 °C. La fase móvil consistió en 20 mM de
acetato de sodio en agua ultra pura/metanol 56:44 V/V (solvente A) y metanol (solvente B); con
un ujo de 0.5 mL/min. El programa de la gradiente de elusión inició con 100 % del solvente
A, luego bajó a 50 % en 15 min y se mantuvo por 5 min, a 20 % en 5 min y se mantuvo por 5
min, por último se aumentó a 100 % en 5 min y se sostuvo por 5 min para una corrida total de
45 min. El volumen de inyección fue de 50 μL. La identicación de los plaguicidas incluidos
en el análisis se realizó usando tiempo de retención y espectro UV, y la cuanticación por ca-
libración externa. En el análisis por ambas técnicas se incluyó en total un listado de más de 60
plaguicidas utilizados, entre otros, en cultivos de arroz y palma aceitera, con una recuperación
de los plaguicidas analizados entre 70 y 120 %, y para la mayoría de los compuestos con límites
de cuanticación entre 0.02 y 0.05 μg/L.
En un recipiente plástico de 500 mL se recolectó manualmente y con una espátula metá-
lica grande, una muestra compuesta de sedimento de la capa supercial del fondo de la orilla
de cada una de las bocas accesibles de los ríos Rincón, Tigre y Conte. Los sedimentos fueron
guardados en el laboratorio a -20 °C hasta su extracción. Cada muestra de sedimento fue homo-
genizada, y después se tomó en duplicado 2 g para extracción asistida en microondas (Mars 5,
CEM, Corporation Matthews, NC, EEUU) con 20 mL de acetona/hexano (1:1) (EPA, 2007a),
seguido de un análisis con cromatografía de gases con detector de masas con las mismas con-
diciones de las muestras de agua.
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Además, cerca de las desembocaduras de los ríos se recolectaron con atarraya, 10 especies
de peces (un individuo por especie) en colaboración con grupos pescadores locales; cada pez
se envolvió en papel de aluminio prelavado y se etiquetó. En el laboratorio, se midió la longitud
estándar (cm) o la medida desde la cabeza hasta el punto medio de inicio de la aleta caudal y el
peso total (g) de los peces, y se tomaron porciones de músculo para los análisis. Para la determi-
nación de plaguicidas clorados persistentes en peces, se tomó 5 g de peso húmedo de muestra
de músculo, de la que se extrajeron los lípidos según Smedes (1999). Para esto se homogenizó
la muestra en un tubo de centrifugación, con una mezcla de isopropanol y ciclohexano por
medio de un Ultraturrax T25 (IKA, Alemania) durante 2 minutos; después se agregó agua y se
homogenizó de nuevo y se separó la fase orgánica por centrifugación. Luego de una segunda
extracción con isopropanol/ciclohexano, se juntaron las dos fases orgánicas, se agregó sulfato
de sodio y por último, se concentró la fase orgánica con rotavapor, se transvasó y se concentró a
sequedad con un ujo de nitrógeno para la determinación de la cantidad de lípidos. Los lípidos
se disolvieron en n-hexano a una concentración no mayor de 100 mg/mL. Se aplicó una limpie-
za del extracto con ácido sulfúrico concentrado, se agregó el ácido en la misma proporción que
el hexano. De seguido, se separó la fase orgánica por centrifugación y se extrajo una vez más el
ácido sulfúrico con 3 mL de hexano. Las fases orgánicas se juntaron y se concentraron al nal
con nitrógeno a 1 mL. En los extractos se determinaron a-HCH, aldrin, clordano, heptacloro,
p,p´-DDD y p,p´-DDE con cromatografía de gases con detector de masas en modo selectivo y
modo escaneo total, aplicando las mismas condiciones antes mencionadas y con límites de de-
tección y cuanticación de 0.1 y 0.5 µg/g de lípidos, respectivamente. Para vericar la eciencia
de la extracción, se agregó al inicio de esta misma un estándar interno marcado de p,p´-DDE
(13C12 p,p´-DDE).
Las mediciones de mercurio total (Hg-T) en las muestras de biota se realizaron en la Uni-
versidad de Manitoba, Winnipeg, Canadá. En el laboratorio de Ecotoxicología del IRET, se tomó
una sección de músculo de alrededor 5 g debajo de la aleta dorsal del pez, se eliminó el tejido
cutáneo y se congeló a -20 °C hasta el envío en frío a Canadá para su análisis. Las herramien-
tas se limpiaron entre cada disección. Una porción de 0.1 g de tejido húmedo se colocó en un
vial para muestra y mediante un inyector automático se introdujo en un analizador directo de
mercurio (Hydra IIc, Teledyne Leeman Labs). La muestra se descompone térmicamente a 800
°C, el mercurio se concentra mediante amalgamación de oro y se detecta por espectroscopía de
absorción atómica de vapor frío, el límite de detección fue de 5 ng/g. Para el control de calidad
se utilizó proteína de pescado como material de referencia (DORT-3), certicado por el Consejo
Nacional de Investigaciones de Canadá; la recuperación fue de 107 ± 1.4 % (n = 4).
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3. Resultados
3.1 Áreas de cultivo y conservación
Con base en la interpretación de imágenes de satélite, se determinó que al Golfo Dulce dre-
nan 7 cuencas con 41 444 ha de cultivos: 9 931 ha de arroz, 30 754 ha de palma aceitera y 759
de otros cultivos pequeños (Cuadro 1). El 95 % del área total de ambos cultivos se encuentra en
la subcuenca Coto Colorado, así como el 78 % del área total de manglar. Cerca de la mitad del
área de esta subcuenca (69 183 ha) corresponde al área boscosa de la Reserva Indígena Conte
Burica y 68 ha son parte del área protegida del Refugio de Vida Silvestre (RVS) Golto. Casi
toda la subcuenca Esquinas está cubierta de bosque, más de la mitad integra el Parque Nacional
(PN) Piedras Blancas y el RVS Golto, en la margen nororiental de la parte interna del golfo
(Figura 2); al igual que en las otras subcuencas, no toda el área de bosque está protegida con
alguna categoría de manejo.
Cuadro 1. Uso de la tierra en las subcuencas de Golfo Dulce, en hectáreas; 2012
Esquinas Coto Colorado Palma Rincón Conte Agujas Tigre
Área protegida 16 903 68 - 5 634 - 586 2 606
Cobertura boscosa 13 782 68 845 19 15 350 1 861 1 598 7 798
Manglar - 2 093 0.1 480 12 - 13
Centro poblado 197 4 960 2 114 - - 27
Cuerpo de agua - 790 - 61 - - 62
Arroz - 8 896 73 895 67 - -
Palma aceitera 575 29 449 66 273 26 106 259
Pasto 1 822 23 249 - 1 003 312 100 444
Otros cultivos 99 660 - - - - -
Sin dato* 433 5 933 - - - - -
Tota l 33 811 144 943 160 23 810 2 278 2 390 11 209
*Vacíos de la imagen o nubes.
Así mismo, el 64 % del área total en Rincón y el 23 % en Tigre está cubierto por bosque,
localizado en las secciones altas de las subcuencas. En ambas, alrededor de 35 % del bosque es
parte del PN Corcovado. En ese sector del golfo, las zonas agrícolas están en las partes bajas
cercanas a la costa (Figura 3). La mayor área de arroz en la margen occidental se encuentra en
la subcuenca Rincón (895 ha), seguida por quebrada Palma (73 ha) y Conte (67 ha). En todas
las subcuencas de esta margen se cultiva palma aceitera, para un total de 730 ha.
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Figura 2. Área de cultivos agrícolas en las subcuencas Esquinas y Coto-Colorado, Golfo Dulce; 2012.
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Figura 3. Área de cultivos agrícolas en la margen occidental de Golfo Dulce, 2012.
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3.2 Uso de agroquímicos
Durante el periodo arrocero 2013-2014, en las plantaciones de arroz de secano en la zona
del Golfo Dulce se aplicaron en promedio 20.4 kg i.a. ha-1año-1 en dos ciclos de cultivo (Cua-
dro 2). Este dato es similar al de zonas arroceras de la península de Nicoya en el Pacíco norte
(Bravo et al., 2013) y a datos calculados para río Claro, una zona cercana al área de estudio,
también en el cantón de Golto (bases de datos del IRET sin publicar). Mediante las encuestas
se logró identicar el uso de 36 plaguicidas distintos (16 herbicidas, 10 fungicidas, 6 insecticidas
y 4 bactericidas); 12 i.a. del total son empleados por más de la mitad de los sujetos productores
entrevistados. Los campos de arroz en el área de estudio se fertilizaron de 2 a 3 veces por ciclo;
se estimó un promedio de 850 kg de fertilizante químico granulado (N-P-K) por hectárea por
año. Un tercio del público usuario entrevistado aplica formulaciones comerciales que contienen
los antibióticos oxitetraciclina, estreptomicina y kasugamicina.
En el cultivo de palma aceitera, el grupo de los herbicidas es el de mayor uso, 11 de los 14
plaguicidas aplicados (Ramírez et al., 2017). El insecticida carbaril se usa en todas las plantacio-
nes de manera puntual en trampas para control del picudo Rhynchophorus palmarum (coleóp-
tero). Además, Bacillus thuringiensis se aplica vía aérea en áreas muy reducidas y no todos los
años, como control biológico en zonas con problemas de insectos defoliadores. Por otro lado,
en la etapa de vivero solo se usa el fungicida benomil para el control de patógenos. De acuerdo
con Ramírez et al. (2017), en palma se aplica un promedio 6.6 kg i.a./ha/año y 833 kg/ha/año de
fertilizantes granulados de formulaciones diversas, según los requerimientos del suelo.
Al multiplicar el área total sembrada por cultivo y su uso promedio de agroquímicos (en kg
de i.a/ ha/ año), se calculó la carga total anual de agroquímicos, la cual fue en arroz de 202.5 t
de plaguicida y de 8 840 t de fertilizante granulado; y en palma aceitera de 210 t de plaguicida
y 25 450 t de fertilizante granulado. Al arroz se le aplica 3 veces más plaguicida en una relación
de área palma/arroz de 3:1 y similar cantidad de abono que a la palma. En ambos cultivos se
aplica, con frecuencia de media a alta, los herbicidas glifosato, paraquat y 2,4-D y, en menor
cantidad, triclopir; todos estos plaguicidas tienen alta solubilidad y toxicidad moderada para
organismos acuáticos (University of Hertfordshire, 2018).
3.3 Residuos de plaguicidas y otros contaminantes
Se detectaron plaguicidas en los 8 puntos de muestreo y en el 100 % de las muestras de
agua. Cuatro plaguicidas fueron detectados en las muestras de agua: el herbicida clomazone, el
insecticida triazofos y los fungicidas isoprotiolano y propiconazol; los cuatro plaguicidas son
aplicados en arroz y están presentes en la subcuenca Coto-Colorado (Cuadro 3). El clomazone
se detectó en todos los sitios de muestreo. No se hallaron residuos de plaguicidas en las mues-
tras de sedimento, pero sí trazas de pp’-DDE (el metabolito principal de pp’-DDT) en 3 de
las 10 especies de peces analizados. Las concentraciones de mercurio total encontradas en los
peces (Cuadro 4) están bajo el límite de 0.5 µg/g de peso húmedo, establecido para consumo
humano (MAG, 2008).
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Cuadro 2. Plaguicidas usados en cultivos de arroz y palma aceitera en la cuenca de Golfo Dulce
Plaguicida (i.a.) - acción biocida*Promedio de uso
(kg i.a. ha-1año-1)
Porcentaje de usuarios
(año-1)
arroz palma arroz palma
ácido oxolínico - B 0.08 14
aminopyralid - H 0.02 14
Bacillus thuringiensis (BT) -I 0.09 13
benomil - F 0.09 13
bentazon- H 0.10 14
bispiribac sodio - H 0.08 57
butaclor - H 2.10 29
captan - F 0.20 29
carbaril - I 0.08 100
carbendazina - F 1.78 100
carboxin - F 0.20 29
cipermetrina - I 0.20 57
clomazone-H 0.04 14
diazinon - I 0.08 14
dimetoato - I 0.32 43
diuron - H 0.12 50
estreptomicina -B 0.02 29
uazifop - H 0.03 25
glifosato - H 2.16 4.27 86 88
glufosinato de amonio - H 0.006 13
haloxifop - H 0.09 88
imidacloprid - I 0.48 43
isoprotiolano - F 0.44 14
kasugamicina - B 0.004 29
lambda cihalotrina - I 0.002 29
mancozeb - F 4.36 71
MCPA - H 0.20 57
metil tiofanato - F 0.80 14
metsulfuron - H 0.003 25
MSMA - H 0.01 50
oxicloruro de cobre - F 0.14 57
oxiuorfen - H 0.02 13
oxitetraciclina - B 0.002 29
paraquat - H 1.6 1.04 43 38
pendimetalina - H 1.42 43
permetrina - I 0.08 29
piperofos - H 0.18 57
pirazosulfuron etil - H 0.02 29
profoxidim - H 0.16 29
propanil- H 2.66 71
propiconazol -F 0.18 57
quinclorac - H 0.12 14
tebuconazole - F 0.16 57
triadimenol - F 0.04 43
triclopir -H 0.08 0.39 43 25
2,4-D - H 0.44 0.40 71 50
Total anual 20.4 6.6
Fuente: Ramírez et al. (2017), para palma aceitera y encuestas realizas para arroz.
* Acción biocida: H herbicida, I insecticida, F fungicida, B bactericida.
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Cuadro 3. Variables físico-químicas y residuos de plaguicidas en muestras de agua en las bocas de los ríos del Golfo Dulce
Sitios de muestreo* S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
Temperatura - °C 26.5 26.6 32.0 32.5 30.0 26.6 26.9
pH 7.4 7.0 7.7 7.1 7.7 7.1 7.0
Conductividad - mS/cm 1.1 3.7 1.6 47.3 2.2 0.2 0.3 4.2
Salinidad - ‰ 0.6 1.9 0.7 26.3 1.0 0.1 0.1
Sólidos totales - mg/L 654 2 377 835 28 799 1 722 240 2575
Sólidos suspendidos t.-
mg/L 16 ND* ND ND 79 18
Nitratos - mg NO3
- /L <0.3 0.68 <0.3 1.7 <0.3 0.48 0.61 1.0
Fósforo total - mg/L 0.07 0.05 0.07 0.05 0.11 0.26 0.30 0.33
Fósforo soluble - mg/L <0.03 <0.03 <0.03 <0.03 <0.03 0.07 0.16 0.13
Plaguicida en sedimento
-µg/kg ND ND ND
Plaguicida en agua - µg/L 0.02-
clomazone
0.02
clomazone
0.02
clomazone
0.02
clomazone
0.02
clomazone
0.03
clomazone
0.06
propiconazol
isoprotiolano***
0.1
triazofos
0.8
clomazone
0.08
propiconazol
isoprotiolano
0.02
clomazone
0.07
propiconazol
isoprotiolano
Notas:
* Sitios de muestreo según Figura 1.
** ND: no detectable.
*** Plaguicida sin patrón para cuanticar, por lo que solo se indica su presencia.
Los espacios vacíos indican que ese parámetro no fue analizado.
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Cuadro 4. Residuos de plaguicidas y mercurio (Hg-T) en muestras de peces de las bocas de los ríos del Golfo Dulce
Especie* (Familia) Nombre vernáculo Largo están-
dar (cm) Peso total (g)
Plaguicidas Hg-T
(ng/g peso
húmedo)***
Hemiramphus saltator
Gilbert y Starks, 1904
(Hemiramphidae)
Aguja, medio pico,
pajarito
22.9 54.2 43.6
Centropomus nigrescens
Gunther, 1864
(Centropomidae)
Róbalo negro, róbalo 33.0 778.1 140.4
Oligoplites altus
Günther, 1868
(Carangidae)
Sierra, cuero, palo-
meta
30.5 412.8 **trazas de
pp’-DDE
326.6
Caranx caninus
Günther, 1867
(Carangidae)
Jurel, toro 30.0 770.1 **trazas de
pp’-DDE
122.5
Cynoscion squamipinnis
Günther, 1867
(Sciaenidae)
Corvina aguada 30.0 490.1 **trazas de
pp’-DDE
61.7
(Aridae) Cuminate 25.0 240.2 96.8
Pomadasys macracan-
thus Günther, 1864
(Haemulidae)
Roncador, ronco 20.5 234.3 64.8
Balistes polylepis
Steindachner, 1876
(Balistidae)
Chancho 27.0 742 75.7
Eucinostomus sp.
(Gerreidae)
Palmito, blanquito,
chubeco
13.0 55.2 61.8
Lutjanus guttatus
Steindachner, 1869
(Lutjanidae)
Pargo de la mancha,
pargo manchado
13.9 66.7 25.8
* No se indica el punto de recolección dada la movilidad de las especies
**Trazas: entre límites de detección (0.1 µg/g) y de cuanticación (0.5 µg/g)
*** Límites para consumo: 500 ng/g de peso húmedo (MAG, 2008)
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4. Discusión
La agricultura de arroz y palma aceitera ocupa un 20 % (40 685 ha) del área total estudiada
en la cuenca del Golfo Dulce; no obstante, el 62 % (135 000 ha) de la cuenca se encuentra cu-
bierta por bosques, de los cuales solo 26 000 ha tienen alguna categoría de manejo. La mayoría
de las plantaciones están en Coto Colorado (39 000 ha), en donde cerca de 2 100 ha de manglar
contribuyen a amortiguar los impactos antropogénicos hacia el estuario. Los procesos de cir-
culación y sedimentación en el manglar retardan el arrastre directo de residuos de plaguicidas
al mar y permiten un mayor tiempo para su degradación (Ewel et al., 1998). En el sector de la
península de Osa, la supercie de cultivo es reducida (2 560 ha) y los parches de manglar son
mínimos, exceptuando la desembocadura del río Rincón con 480 ha de manglar. Además, como
se siembra en la planicie costera, el escurrimiento de plaguicidas hacia el estuario se podría dar
en un periodo corto de tiempo, potenciado por una alta precipitación anual de 4 500 mm (So-
lano y Villalobos, 2001).
En solo una campaña de muestreo se encontraron residuos del herbicida clomazone, en
todos los ríos muestreados. Este plaguicida es utilizado para controlar gramíneas y malezas
de hoja ancha en los arrozales, tiene una movilidad moderada en el suelo y es poco probable
que contamine aguas subterráneas. No obstante, es altamente soluble en agua, lo que facilita su
dispersión hacia los cuerpos de agua superciales a través de la escorrentía. La toxicidad de un
plaguicida se evalúa en el laboratorio mediante pruebas ecotoxicológicas estándar, con especies
centinelas de microcrustáceos, peces y algas microscópicas, entre otros. Este herbicida se ca-
tegorizó con una toxicidad de media a alta en invertebrados de agua dulce y estuarinos (EPA,
2007b). En el cultivo de arroz, se hacen aplicaciones aéreas de plaguicidas, un factor importante
de deriva al ambiente (Gil y Sinfortc, 2005); en la zona es común la aplicación de herbicidas,
fungicidas e insecticidas con avionetas, varias veces durante el ciclo de cultivo.
Este herbicida también ha sido detectado en muestras de agua y pasto marino, en el sitio de
forrajeo de la tortuga verde del Pacíco frente a playa Colibrí, al sur de la desembocadura del
río Rincón, en puntos cercanos a arrozales (Sarmento et al., 2015). Lo anterior conrma no solo
su ocurrencia, sino la relevancia en el seguimiento de su presencia ambiental y la evaluación del
riesgo para la biodiversidad de este ecosistema. En el caso de las tortugas marinas, en esa mar-
gen del golfo se han identicado además otras zonas importantes de alimentación de la tortuga
carey (especie incluida en la lista de la Convención CITES), durante la época de menor turbidez
de las aguas; el incremento de los monocultivos aumentaría la presión sobre esta especie de tor-
tuga amenazada (Chacón-Chaverri et al., 2015).
Otros plaguicidas detectados fueron los fungicidas isoprotiolano y propiconazol, ambos
medianamente solubles en agua y de persistencia moderada en suelo, con toxicidad media para
organismos acuáticos. Por su parte, el insecticida triazofos, de baja solubilidad, tiene una toxi-
cidad alta para peces, de media a alta para invertebrados acuáticos y moderada para algas (Uni-
versity of Hertfordshire, 2018). Las concentraciones de plaguicidas encontradas en las muestras
de agua de este estudio son bajas, pero destaca su presencia en todos los ríos y en una sola
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campaña de muestreo. Salvo en el río Agujas, todas las muestras se recolectaron en agua dulce,
entre 1.9 y 0.11 % de salinidad. El valor de los sólidos suspendidos totales fue alto en los ríos
Rincón, Sábalo y Coto; en este último el valor triplica el límite máximo establecido en el regla-
mento nacional para evaluar los cuerpos de aguas superciales: de acuerdo con este, tiene po-
tencial de impactar la comunidad de organismos acuáticos. En cuanto a los nutrientes, también
en Coto Colorado, se encontraron concentraciones de fósforo más altas en relación con las otras
subcuencas muestreadas.
Estos son de los primeros datos reportados sobre la presencia de residuos de plaguicidas
agrícolas de uso actual en los ríos que drenan al Golfo Dulce. En otras investigaciones se ha
estudiado la presencia de compuestos orgánicos persistentes (COP), tales como el heptacloro,
endosulfan, metabolitos de DDT, dieldrin y endrin en los sedimentos del río Esquinas. Algunos
COP fueron detectados en concentraciones cercanas a los límites de detección (Spongberg y
Davis, 1998). También se han detectado bifenilos policlorados (PCB) en sedimentos de la región
profunda del golfo -110 y 190 m- (Spongberg, 2004).
En cuanto a las muestras de peces, se encontraron trazas del metabolito DDE en músculo
de corvina, jurel y sierra. Además, las concentraciones de Hg-T analizadas en las 10 especies
de peces están bajo los límites establecidos para consumo de 500 ng/g de peso húmedo (MAG,
2008); los niveles de Hg-T detectados no representan un riesgo para la salud humana. Aun así, al
relacionar la concentración de mercurio medida y el peso total del pez, se encontró en el sierra
Oligoplites altus un valor más alto con respecto a los otros peces. Esta especie es carnívora y se
alimenta de peces óseos y macroinvertebrados (Yáñez-Arancibia, 1978), y es probable que ese
valor se relacione con una posición más alta en la cadena tróca. No existen otros estudios con
datos sobre la presencia de mercurio en peces del Golfo Dulce.
La información oceanográca disponible señala el potencial de arrastre y dispersión de resi-
duos de plaguicidas y otras sustancias, a través de los ríos hacia el golfo. Las subcuencas que más
agua aportan son Coto Colorado, Esquinas, Rincón y Tigre, con un mínimo en febrero de 20
m3/s en Rincón y un máximo en octubre de 180 m3/s en Coto Colorado (Svendsen et al., 2006).
Los ríos de las subcuencas Esquinas y Coto Colorado contribuyen con el 90 % del agua que entra
al golfo por drenaje continental (Lei, 2002). Durante la estación lluviosa, la pluma en estos ríos
se extiende por 250 km2, más de la tercera parte de la supercie del golfo. También en la esta-
ción seca la pluma del Coto Colorado inuye en la parte externa del golfo y se dispersa desde
su desembocadura en dirección oeste-suroeste sobre unos 40 km2; es el río más inuyente en la
hidrografía del golfo y alcanza a reducir la salinidad en forma considerable en un área mayor a
100 km2 (Rincón y Ballestero, 2015). Las estelas de los ríos de la margen occidental se extienden
en supercie hacia la parte interna del golfo (Rincón y Ballestero, 2015), y eventualmente po-
drían trasladar residuos de sustancias utilizadas en la agricultura.
Como en la mayor parte del país, en los campos de cultivo de la cuenca del Golfo Dulce se
implementan pocas prácticas de conservación de suelos y, por el contrario, las márgenes de ríos
y quebradas se deforestan. Los bosques riparios son muy importantes, pues mitigan la entrada
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de sedimentos, nutrientes y residuos de plaguicidas a los ríos y protegen la calidad del agua y
la biodiversidad (Dosskey et al., 2010). En otras áreas tropicales del Pacíco occidental, se ha
estudiado la pérdida del bosque de ribera causada por el cultivo de palma aceitera y los efectos
sobre los cuerpos de agua (Sheaves et al., 2018).
En esta evaluación preliminar de la agricultura en la cuenca del Golfo Dulce, se determinó la
extensión de dos monocultivos: arroz y palma aceitera, de uso medio y bajo de plaguicidas
respectivamente, en contraposición a otros de alto insumo como banano y piña, sembrados en
otras regiones del país (Echeverría-Sáenz et al., 2018). No obstante, se logró detectar, en un
único muestreo, residuos en el agua de las desembocaduras de los ríos. Por lo anterior, y consi-
derando la alta pluviosidad en el área, las condiciones oceanográcas y la riqueza biológica del
estuario, es importante diseñar, para al menos un ciclo anual, un plan de monitoreo de la calidad
del agua en los ríos, aguas abajo de las plantaciones.
En particular, es recomendable evaluar los ríos Coto y Sábalo de la subcuenca Coto Colo-
rado y el río Rincón; analizar residuos de plaguicidas, antibióticos (aplicados en los arrozales),
sólidos suspendidos y nutrientes, y evaluar su impacto en la salud del ecosistema. No obstante,
en este estudio se detectaron concentraciones bajas de nitratos en todos los sitios, la agricultura
es la fuente de contaminación por nitrógeno más importante en los ecosistemas marino coste-
ros del planeta (Howarth, 2008). Es relevante incluir, en futuras investigaciones, ensayos con
biomarcadores en peces, para detectar efectos tempranos por contaminación. Con la nalidad
de mitigar la contaminación difusa hacia los cuerpos de agua generada por la agricultura, es
fundamental la creación de programas para la restauración de los bosques de ribera -dentro del
marco de la legislación forestal vigente-, con participación de las comunidades, centros docen-
tes, personas propietarias de parcelas agrícolas y gobierno.
5. Conclusiones
El Golfo Dulce es un sitio relevante para la protección marina y es uno de los vacíos de
conservación identicados en el país. Los resultados de esta evaluación preliminar indican un
desarrollo agrícola de importancia para los cultivos de palma aceitera y de arroz en la cuenca
del golfo. Una quinta parte de la cuenca es actualmente usada en agricultura, pero existe una
cobertura forestal signicativa en casi toda la cuenca, así como de manglar en las subcuencas
Coto Colorado y Rincón. El uso de agroquímicos y la presencia de plaguicidas en las muestras
puntuales de agua podrían indicar un riesgo de escorrentía de plaguicidas y otros contaminan-
tes al golfo, por eso sobresale la necesidad de estudios futuros. Dada la extensión y el manejo de
las plantaciones agrícolas en la cuenca del Golfo Dulce, es recomendable desarrollar medidas de
mitigación, para reducir posibles efectos negativos sobre los recursos del estuario.
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6. Agradecimientos
El equipo investigador agradece a la Federación Costarricense de Pesca Turística (FECOP)
por el aporte de fondos de cooperación para la ejecución de este estudio. Así mismo, al Progra-
ma de Investigaciones Aerotransportadas y Sensores Remotos e in situ (PRIAS) del Centro Na-
cional de Alta Tecnología (CeNAT) y al Consejo Nacional de Rectores (CONARE), por facilitar
el uso de imágenes satelitales. Por su apoyo en el análisis de mercurio, al Dr. Feiyue Wang de la
Universidad de Manitoba, Canadá. A Raúl Rojas Figueroa de la Universidad de Costa Rica y a
Margaret Pinnock del IRET- UNA, por la identicación taxonómica, y las mediciones y disec-
ción de los peces, respectivamente. Por último, a la Revista y a las personas revisoras anónimas
por sus observaciones y comentarios a la versión nal del manuscrito.
7. Referencias
American Public Health Association [APHA]. (2005) Standard Methods for the Examination of
Water and Wastewater. Washington DC: APHA.
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... This taxon exhibits geographic rarity occupying a relatively small area of aquatic habitat within the semi-closed embayment of Golfo Dulce, Costa Rica (Bessesen, 2012), it rarely swims across the ocean surface, and uses a floating ambush posture to opportunistically capture tiny fish (Kropach, 1973;Brischoux and Lillywhite, 2011;Bessesen and Galbreath, 2017). Moreover, confined to an area of active human use, there are already several potential threats to the population, including boat traffic and water pollutants (Spongberg, 2004;Fournier et al., 2019). Climate change poses additional risks (Lillywhite et al., 2018;Udyawer et al., 2018). ...
... There has been a substantial increase in boat traffic over the last decade , and snakes can be injured in collisions (pers. obs.), plus water quality in the gulf is declining (Spongberg, 2004;Fournier et al., 2019). The destabilizing effects of climate change may be creating additional challenges. ...
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Population abundance and density estimates provide key information for conservation assessment and prioritization of efforts and management. However, data are still largely unavailable for many taxa, including sea snakes, which appear to be facing global declines. Here, we present the first quantitative abundance and density estimates for the geographically isolated sea snake Hydrophis platurus xanthos endemic to the inner basin of Golfo Dulce, Costa Rica. Using systematic distance sampling methods, we obtained and analyzed 199 snake detections from 46 transect lines covering the entire known distribution (totaling nine days and 469 km of effort). Our modeling methods accounted for (i) the probability of detecting a snake given it was available to be detected (ii) the average availability of snakes at the water surface during a 24-hr cycle, and (iii) the by-hour variance in the taxon’s activity pattern. The best estimate of population abundance was 29781 individuals (95% CI=20104–44115) with an estimated density of 76 snakes/km2. Without historical abundance estimates or minimum viable population size, it is unknown whether this number represents a healthy population. However, with all individuals inhabiting a relatively small inlet increasingly exposed to anthropogenic impacts, the long-term persistence of H. p. xanthos may be threatened by ongoing impacts (boat propeller strikes, agricultural runoff, and climate change), as well as unforeseen events in the future.
... A compreensão sistêmica dos impactos ambientais decorre das interações entre os componentes do espaço físico, como clima, solo e água. A indevida utilização de fertilizantes faz com que esses componentes, em excesso, escoem para outros espaços pela natureza do solo e intensa pluviosidade e atinjam rios e florestas onde podem prejudicar humanos, animais e plantas, por exemplo (BERTRAND; BERTRAND, 2014;FOURNIER et al., 2019). O turismo e em especial na modalidade do ecoturismo oferece proteção e conservação dos recursos naturais como uma alternativa econômica a indústria e atividades que danifiquem o meio ambiente, além da oferta de trabalho a moradores conhecedores da região. ...
... They reported the presence of 28 compounds including caffeine, salicylic acid and antibiotics such as ciprofloxacin and doxycycline. A recent survey of contaminants in rivers draining into Golfo Dulce detected the presence of the herbicide clomazone, the insecticide triazophos and the fungicides isoprothiolane and propiconazole (Fournier et al., 2019). Other sources of pollutants may have originated far from Golfo Dulce. ...
... Wildlife ecotourism may advance biodiversity efforts, protect wildlife, and promote their welfare (Thomsen et al., 2021a). For example, one Costa Rican organization utilized WE to build ecological conservation networks that connect core habitat areas (Finegan et al., 2008), assist the recovery of declining species (Whitworth et al., 2018), design quality control programs for the restoration of riparian habitats and downstream estuaries (Fournier et al., 2019), design policy recommendations for forest conservation (Sierra & Russman, 2006), and build community wellbeing through indicators of economic, social, and environmental impact (Hunt et al., 2015). ...
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Research on animal ethics in tourism has gained traction but posthumanist approaches to wildlife (eco)tourism remain sparse. There has never been a more urgent need to redress this paucity in theory and practice. More than 60% of the world's wildlife has died-off in the last 50 years, 100 million-plus nonhuman animals are used for entertainment in wildlife tourist attractions (WTAs), more than one billion "wildlife" live in captivity, and some scholars argue that earth has entered its sixth mass extinction event known as the Anthropocene. This paper presents a posthumanist multispecies livelihoods framework (MLF) based on an applied ethnographic study of 47 wildlife ecotourism (WE) operators and wildlife researchers in protected area WTAs across four countries. Like any framework, it is a snapshot of the authors' thinking at a particular time and must be improved upon. The MLF does not purport to solve the negative treatment of nonhumans that can occur in tourism settings, but rather responds to calls in the tourism literature to acknowledge our effects on other species and advocates for equitable human-nonhuman livelihoods. This paper argues that we have a moral responsibility to nonhumans and the environment, and the authors hope to generate reflexive discourse concerning the role tourism can play in redressing the ecological crisis and improving the treatment of individual nonhumans to foster wildlife-human coexistence. ARTICLE HISTORY
... As a habitat, Golfo Dulce is still relatively healthy, but the threats of water contamination (Fournier et al., 2019;Spongberg, 2004), boat traffic (Bessesen, 2015) and illegal fishing (Fargier, 2012) are increasing. Hence, biodiversity monitoring efforts are critical to community engagement and as an avenue to gain insights into local opinions regarding conservation measures. ...
Article
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Anthropogenic activities and climate change are affecting marine ecosystems world‐wide, but systematic biodiversity assessments through periodic biomonitoring can be challenging and costly. Local ecological knowledge (LEK), obtained from experienced residents, can complement other approaches and provide improved understanding of the conservation status of marine areas. Here we explore the value and limitations of LEK to assess the status of several flagship species of tourism interest: cetaceans, sea turtles, whale sharks and sea snakes in a unique tropical fiord and biodiversity hotspot, Golfo Dulce, Costa Rica. We analysed the interviews conducted with fishermen and tour boat guides in 2010 and 2020 and compared their responses to biomonitoring data obtained through boat‐based sighting surveys during the same two time periods. Our questionnaire asked for the estimates of sighting frequencies in both years, and in 2020 it also inquired about perceived changes over the time gap. A key limitation was that many interviewees from 2010 could not be relocated in 2020, though 13 repeat participants served as a panel. Their responses suggest shifts in abundance that vary across taxa. For example, changes in reported sighting frequencies from 2010 to 2020 indicate a possible decline in whales but an increase in sea snakes. Those changes were also reflected in our biomonitoring data, suggesting respondents were fairly accurate in their reports of current abundance. However, when asked about perceived changes over the decade we found their answers were not consistent with changes detected through their reported frequencies nor though biomonitoring. Our results suggest LEK can be a good source of information for current assessment but highlight the potential biases of perceptions of change. Evaluating changes through LEK may best be done by obtaining interview data at multiple points in time and systematically assessing trends, though, notably, there can be challenges with acquiring consistent sample sizes. Interviews should not replace but can complement biomonitoring while also providing further value via community engagement and as an avenue to gain insights into local opinions regarding conservation measures. A free Plain Language Summary can be found within the Supporting Information of this article. Las actividades antrópicas y el cambio climático están afectando a los ecosistemas marinos en todo el mundo, pero las evaluaciones sistemáticas de la diversidad biológica mediante biomonitoreo periódico pueden resultar difíciles y costosas. El conocimiento ecológico local (LEK por sus siglas en inglés), aquel que tienen residentes experimentados, puede complementar otros enfoques y ayudar a conseguir una mejor comprensión del estado de conservación de las áreas marinas. Aquí exploramos el valor y las limitaciones del LEK para evaluar a varias especies emblemáticas de interés turístico: cetáceos, tortugas marinas, tiburones ballena y serpientes marinas, en un fiordo tropical único y hotspot de biodiversidad: el Golfo Dulce en Costa Rica. Analizamos datos obtenidos mediante entrevistas realizadas a pescadores y guías de embarcaciones turísticas en dos años: 2010 y 2020, y comparamos sus respuestas con nuestros datos de biomonitoreo obtenidos a través de muestreos de avistamiento desde embarcación realizados en los mismos períodos. Nuestro cuestionario recabó información sobre frecuencia de avistamiento de las especies emblemáticas en ambos años, y en 2020 además incluyo preguntas sobre los cambios percibidos en avistamientos entre 2010 y 2020. Una limitación clave fue que en 2020 no pudimos localizar a todos los entrevistados en 2010, pero hubo 13 participantes repetidos que representan un panel. Las respuestas sugieren cambios en la abundancia que varían entre taxones. Por ejemplo, los cambios en las frecuencias de avistamiento reportadas de 2010 a 2020 indican una posible disminución de ballenas y un aumento de serpientes marinas. Esos cambios coinciden con los detectados en nuestro biomonitoreo, lo que sugiere que los encuestados fueron bastante precisos en sus estimas de abundancia en el presente. Sin embargo, cuando se les preguntó acerca de su percepción sobre cambios durante la década transcurrida entre las dos entrevistas, encontramos que las respuestas del panel no fueron consistentes con los cambios calculados sobre las respuestas de cada entrevista ni con las estimas de nuestro biomonitoreo. Nuestros resultados sugieren que el LEK puede ser una buena fuente de información para evaluaciones de biodiversidad en el presente, pero que las percepciones de cambio en el tiempo pueden ser menos fiables y reflejar sesgos. Por ello consideramos que la mejor manera de evaluar cambios en biodiversidad a través del LEK es mediante entrevistas realizadas en múltiples ocasiones que se pueden luego comparar retrospectivamente para definir tendencias. Esta aproximación puede presentar desafíos para adquirir un panel consistente con buen tamaño de muestra. Las entrevistas no son un sustituto, sino un complemento, del biomonitoreo que al mismo tiempo, presenta un valor añadido por la involucración y participación de la comunidad y ofrece una vía para conocer las opiniones locales sobre posibles y existentes medidas de conservación. A free Plain Language Summary can be found within the Supporting Information of this article.
... A compreensão sistêmica dos impactos ambientais decorre das interações entre os componentes do espaço físico, como clima, solo e água. A indevida utilização de fertilizantes faz com que esses componentes, em excesso, escoem para outros espaços pela natureza do solo e intensa pluviosidade e atinjam rios e florestas onde podem prejudicar humanos, animais e plantas, por exemplo (BERTRAND; BERTRAND, 2014;FOURNIER et al., 2019). O turismo e em especial na modalidade do ecoturismo oferece proteção e conservação dos recursos naturais como uma alternativa econômica a indústria e atividades que danifiquem o meio ambiente, além da oferta de trabalho a moradores conhecedores da região. ...
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The Coastal Collection of Paraná: territories and perspectives and especially in its fifth volume: DEVELOPMENT, PUBLIC POLICIES AND HEALTH is an initiative headed by the Postgraduate Program in Sustainable Territorial Development of the UFPR - PPGDTS. It is a collective effort among knowledge agents, that is, research teachers, students engaged in research, public agents and local community actors, and aims to add value to the production of knowledge about the regional reality, in a plot that expresses the activities of research, teaching and extension carried out in a synergic and cooperative manner along the coast of Paraná State. The volume consists of 16 chapters, organized in three parts: Development, territory and job, University, inclusion and Regional development, and Territory and health. It is the result of the efforts of a team of teachers and students already in the middle of consolidating their capacities as educators and researchers. The approaches presented result from a long and dense practice of reflections, interactive actions among academic and community agents, within an epistemic and methodological perspective, compatible with the current forms of cooperative production among several disciplines. It is an important and vigorous exercise of knowledge production, in line with a university project that reaffirms its vocation and mission-focused on regional and local development, by valuing the rescue of knowledge and community practices, by encouraging and an invitation to the dialogue of academic knowledge with the rich cultural heritage of coastal populations.
... We aimed at representing two complementary habitat gradients that are prevalent within this tropical landscape: first, a gradient of land-use intensity from old-growth forest across forest margin sites and young (<15 years old) spontaneous forest regrowth to oil palm plantations. Substantial tracts of former farmland and pastures have in recent years been converted into plantations of this latter cash crop [15,16]. Second, we investigated topographic gradients inside remaining old-growth forest, from creek forest stands situated in the narrow valleys, across mid-slope forest, to ridge forest sites. ...
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Along environmental gradients, communities are expected to be filtered from the regional species pool by physical constraints, resource availability, and biotic interactions. This should be reflected in species trait composition. Using data on species-rich moth assemblages sampled by light traps in a lowland rainforest landscape in Costa Rica, we show that moths in two unrelated clades (Erebidae-Arctiinae; Geometridae) are much smaller-sized in oil palm plantations than in nearby old-growth forest, with intermediate values at disturbed forest sites. In old-growth forest, Arctiinae predominantly show aposematic coloration as a means of anti-predator defense, whereas this trait is much reduced in the prevalence in plantations. Similarly, participation in Müllerian mimicry rings with Hymenoptera and Lycidae beetles, respectively, is rare in plantations. Across three topographic types of old-growth forests, community-weighted means of moth traits showed little variation, but in creek forest, both types of mimicry were surprisingly rare. Our results emphasize that despite their mobility, moth assemblages are strongly shaped by local environmental conditions through the interplay of bottom–up and top–down processes. Assemblages in oil palm plantations are highly degraded not only in their biodiversity, but also in terms of trait expression.
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Costa Rica es uno de los mayores importadores y usuarios de plaguicidas a nivel centroamericano. El glifosato es el herbicida de mayor uso, tanto en el mundo como en Costa Rica. Se utiliza en la mayoría de cultivos: anuales, perennes y en zonas no agrícolas. Por medio de entrevistas a sujetos productores agrícolas se conocieron las cantidades usadas de glifosato en los principales cultivos. Las importaciones de este herbicida se iniciaron en 1982 con 36 toneladas de ingrediente activo (T i.a.), y se llegó a importar 1 761 T i.a. en 2013. Se calculó el uso ponderado de glifosato en kg i.a./ha/ciclo. Los cultivos perennes son los principales consumidores de glifosato (51,6% del total), le siguen las zonas no agrícolas (37,1%) y los cultivos anuales (10,8%), la mayoría granos como arroz, frijol y maíz. Por cultivo, la palma africana consume el 24,9% del total de glifosato usado en el país, le sigue el arroz (7,8%), café (5,4%), banano (5,2%), cítricos (4,6%) y pastos (3,7%). En cultivos como el pejibaye para palmito, se nota una dependencia de este herbicida en el manejo de malezas, lo que ha llevado a que poblaciones de malezas evolucionen en resistencia.
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Embracing energy efficiency (EE) and renewable energy (RE) is essential for improving environmental quality. This research investigates the asymmetric impacts of EE, RE, and other factors on CO2 emissions in BRICS (i.e., Brazil, Russia, India, China, and South Africa) countries from 1990 to 2014. In contrast to previous studies, the present study considers EE as a major cause of CO2 emissions in BRICS countries. By using the new hidden panel cointegration and nonlinear panel autoregressive distributive lag model, this study is the first of its kind that unfolds the asymmetric links among EE, RE, and CO2 emissions. Findings clearly explain that the impact of the selected variables on CO2 emissions is asymmetric, and both EE and RE help to lower CO2 emissions in BRICS countries. In the long run, positive shocks in EE and RE can significantly mitigate CO2 emissions in BRICS economies. In particular, a 1% fluctuation in the positive sum of EE reduces CO2 emissions by 0.783% in the long run. On the other hand, a 1% fluctuation in the positive component of RE reduces CO2 emissions by 0.733%. Moreover, individual country estimates suggest the heterogeneous effects among BRICS countries. Based on the empirical findings, policymakers should consider the asymmetric behavior of the EE, RE, and economic growth while formulating, energy, environment, and growth policies of BRICS countries. Graphical abstract
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The River Madre de Dios (RMD) and its lagoon is a biodiversity rich watershed formed by a system of streams, rivers, channels, and a coastal lagoon communicating with the Caribbean Sea. This basin sustains a large area of agricultural activity (mostly banana, rice, and pineapple) with intensive use of pesticides, continually detected in water samples. We investigated in situ the toxicological effects caused by pesticide runoff from agriculture and the relation of pesticide concentrations with different biological organization levels: early responses in fish biomarkers (sub-organismal), acute toxicity to Daphnia magna (organismal), and aquatic macroinvertebrate community structure. The evaluation was carried out between October 2011 and November 2012 at five sites along the RMD influenced by agricultural discharges and a reference site in a stream outside the RMD that receives less pesticides. Acute toxicity to D. magna was observed only once in a sample from the RMD (Caño Azul); the index of biomarker responses in fish exposed in situ was higher than controls at the same site and at the RMD-Freeman. However, only macroinvertebrates were statistically related to the presence of pesticides, combined with both physical-chemical parameters and habitat degradation. All three groups of variables determined the distribution of macroinvertebrate taxa through the study sites.
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El desarrollo de estrategias de manejo, que permitan la conservación de las tortugas marinas y del Golfo Dulce, requiere de insumos relacionados con la condición actual de la salud de estas poblaciones. Diversos estudios han relacionado la manifestación clínica de enfermedades como la fibropapilomatosis (FP) en tortugas marinas con estresores ambientales y actividades antropogénicas, los cuales pueden ocasionar la presencia de contaminantes y el deterioro ambiental de zonas de forrajeo y anidación. Al considerar este ligamen, se desarrolló este estudio, el cual constituye una caracterización ambiental de un sitio de forrajeo, a partir del estado de la salud de la tortuga verde del pacífico (Chelonia mydas agassizii) y de las condiciones ambientales de este sitio (un sitio de forrajeo) en el Golfo Dulce, Costa Rica, entre el 2010 y 2012. Para ello, se determinó el estado físico de 77 tortugas, la presencia de FP y la detección molecular de CFPHV. Se analizó el uso de suelo y la densidad poblacional cercana a la zona de estudio; así como la presencia de plaguicidas en muestras de sedimento marino, agua y pasto marino; también, en sangre de 10 tortugas muestreadas. Entre los resultados obtenidos, destaca el hecho de que la condición general del golfo es conservada, únicamente con la presencia de cultivos de arroz cercanos a la zona y un sector en crecimiento poblacional importante. Se determinó la presencia de un herbicida, clomazona, y el buen estado de salud de los quelonios estudiados, en apariencia libres de FP. Sin embargo, se detectó, molecularmente, el posible agente causal de FP en 26% (20) de los individuos muestreados. Con esta investigación se logró reconocer, al Golfo Dulce, como un importante sitio de forrajeo para la tortuga verde del Pacífico, el cual cuenta con las condiciones adecuadas para su conservación y protección.
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Palm oil production provides economic benefits in developing countries but its development can drastically alter landscapes. We investigated an oil palm-dominated landscape in New Britain, Papua New Guinea, and developed a simple remote sensing approach, supported by site visits and video surveys, to assess the condition and the extent of recent change in riparian zones. Riparian buffer zones were extensively modified. Riparian disturbance occurred in both corporate plantations and smallholder blocks. Older areas of oil palm were planted before riparian buffer zone protocols were established, but there has been continuing recent loss and disturbance of natural riparian vegetation, despite increasing awareness of the importance of riparian buffer zones. Explanations for this are complex. For smallholders, a rapidly growing population is increasing the need for income-generating oil palm planting and household gardens, leading to utilisation of riparian zones for oil palm, gardens or villages. Improved management of riparian zones, combined with effective monitoring, is essential to maintain or improve ecological functioning and biodiversity of aquatic ecosystems and the associated benefits for local communities. In conclusion, the simple remote sensing approach developed here, supported by ground truthing and video surveys, provides a robust and effective means of assessing riparian condition in a complex and changing landscape. The techniques could be used to assess the effectiveness of future initiatives to improve aquatic ecosystem condition in similar agriculture-dominated regions.
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Oceanographic variables at 33 stations distributed in Golfo Dulce, Costa Rica, during the dry and rainy seasons between 2009 and 2010, were analyzed with CTD profiles, where salinity, temperature, sigma-T and currents were studied in the water column. Secchi depth and chlorophyll_α were measured in surface. The main objective was to estimate the catchment area and estuarine plume dispersion formed with river discharge. Between the rivers Esquinas and Coto Colorado, decreased salinity (<30) in an area of approximately 250km2, creating thermohaline fronts along most of the gulf. The El Niño South Oscillation, which was in the phase of heightened was documented. The chlorophyll concentrations correlated 33.7% with Secchi disc water transparency. The Golfo Dulce surface water was identified with salinity <31.5 and temperature >27°C (April to December). This research contributes to the knowledge of the oceanography of the Golfo Dulce and the feedback we receive from fluvial origin, claiming form providing inputs for the potential creation of a major new marine protected area system covering entire Golfo Dulce area and, ideally, the surrounding river systems that feed it.
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The effective use of aerial photos requires an ability to do two things — first, to detect and identify the individual features visible on the photo, and second, to draw conclusions on the basis of what is observed. To the first, the term photo-reading has been assigned, to the second, photo-interpretation. While some may take exception to this distinction, it may be a helpful one to those new in the use of aerial photos. With time the distinction will admittedly blur as recognition