Spatio-temporal Dynamics of Physico-Chemical Hydrology and Aquatic Insect Assemblages in a Western Nigerian River: A Canonical Correspondence Approach to Ecological Integrity

Resumen Técnico: Dinámicas Espacio-Temporales de la Hidrología Físico-Química y los Conjuntos de Insectos Acuáticos en un Río del Oeste de Nigeria

Planteamiento del Problema
Los ecosistemas de agua dulce en África Occidental, particularmente dentro de las zonas agrarias del oeste de Nigeria, enfrentan crecientes presiones antropogénicas derivadas de la urbanización, la expansión agrícola y los cambios en el uso del suelo. Estos estresores, sumados al distintivo clima tropical bimodal de la región, crean matrices ambientales complejas y dinámicas que desafían la integridad ecológica de los sistemas lóticos. El monitoreo tradicional de la calidad del agua, que se basa en instantáneas químicas aisladas, suele ser insuficiente para capturar eventos de contaminación transitorios o los impactos integrados a largo plazo de la alteración del hábitat. En consecuencia, existe una brecha de investigación crítica en la comprensión de cómo las presiones agrícolas localizadas interactúan con los cambios extremos en el flujo estacional para remodelar el espacio de nicho de los conjuntos de insectos acuáticos en el río Omi (Área de Gobierno Local de Iwajowa, Estado de Oyo). Específicamente, existe una falta de datos que mapeen las relaciones directas y multivariadas entre la estructura de la comunidad y las variables ambientales utilizando técnicas de ordenación restringida en esta región.

Metodología
Este estudio empleó un diseño de encuesta espacio-temporal para evaluar las dinámicas interconectadas de la físico-química del agua y los conjuntos de insectos acuáticos en el río Omi.

• Área de Estudio: Se establecieron cinco estaciones de muestreo a lo largo del tramo del río, cubriendo distintos microhábitats dentro de la LGA de Iwajowa.
• Protocolo de Muestreo: La recolección de datos ocurrió durante un ciclo anual (diciembre de 2024 a septiembre de 2025) para capturar tanto la estación húmeda como la seca. El muestreo se realizó trimestralmente.
• Análisis Físico-Químico: Se midieron perfiles hidrológicos (anchura, profundidad, velocidad, caudal) y parámetros in situ (temperatura, pH, oxígeno disuelto, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, turbidez). Se recolectaron muestras de agua para el análisis de laboratorio de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), nutrientes (nitrato, fosfato) y perfiles iónicos (calcio, magnesio, dureza).
• Muestreo Biológico: Los insectos acuáticos se recolectaron utilizando redes de tipo D-frame y métodos de recolección manual. Los especímenes se preservaron en etanol al 70%, se clasificaron y se identificaron al nivel taxonómico más bajo posible utilizando claves dicotómicas estándar.
• Análisis Estadístico: Las variaciones espaciales y temporales se evaluaron mediante ANOVA de una vía y pruebas t para muestras independientes. La estructura de la comunidad se evaluó utilizando índices de diversidad (Shannon-Wiener, Simpson, equidad de Pielou, riqueza de Margalef) y puntuaciones de integridad biótica (BMWP-SA, ASPT). Se utilizó el Análisis de Correspondencia Canónica (CCA) para modelar la relación entre las matrices ambientales y la distribución de los insectos, validando la significancia mediante pruebas de permutación de Monte Carlo.

Resultados Clave

• Composición Taxonómica: Se catalogaron un total de 1,040 individuos, que representan 6 órdenes, 19 familias y 44 géneros. El conjunto estuvo dominado por Rhagovella sp. (24.04%), seguido de Chlorocypha sp. (24.04% respecto al conteo total en la Tabla 3, aunque el texto destaca a Rhagovella como el taxón dominante). Estuvieron presentes taxones sensibles, incluyendo Ephemeroptera (Elassoneuria sp.) y Plecoptera (Neoperla sp.), mientras que los taxones tolerantes a la contaminación como Chironomus sp. fueron escasos.
• Dinámicas Espaciales: El río exhibió una alta uniformidad ambiental a través de las cinco estaciones. La mayoría de los parámetros físico-químicos no mostraron una variación espacial significativa. La excepción fue la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), que fue significativamente mayor en la Estación 5 ($p < 0.05$), indicando un enriquecimiento orgánico leve aguas abajo.
• Dinámicas Estacionales: El clima bimodal impulsó marcadas fluctuaciones estacionales.
  • Estación Húmeda: Caracterizada por incrementos significativos en la anchura del río, profundidad, caudal, turbidez y oxígeno disuelto ($p < 0.001$). Los Sólidos Disueltos Totales (SDT) y la Conductividad Eléctrica (CE) fueron significativamente menores debido a la dilución.
  • Estación Seca: Marcada por valores significativamente más altos de SDT y CE ($p < 0.001$) debido a efectos de concentración. La abundancia total y las métricas de diversidad (Shannon-Wiener, Simpson, Margalef) alcanzaron su máximo durante la estación seca estable. Por el contrario, el número de individuos de EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) aumentó durante la estación húmeda, probablemente debido al aumento de la aireación.
• Hallazgos del CCA: El Análisis de Correspondencia Canónica indicó que los atributos hidromorfológicos (caudal, profundidad, anchura del flujo, turbidez) fueron las principales fuerzas ecológicas que estructuran la distribución de las especies, superando a los gradientes de nutrientes. Sin embargo, las pruebas de permutación de Monte Carlo revelaron que ninguno de los ejes canónicos alcanzó significancia estadística ($p > 0.05$), lo que sugiere que, si bien existen tendencias, las variables ambientales no ejercieron un control estrictamente determinante sobre la distribución a través de la cuadrícula de muestreo.

Contribuciones Clave

• Datos de Referencia: El estudio proporciona un marco de referencia crucial para la integridad ecológica del río Omi, documentando una comunidad de macroinvertebrados diversa en una región frecuentemente sometida a una intensa actividad agrícola.
• Aplicación Metodológica: Demuestra la aplicación del Análisis de Correspondencia Canónica (CCA) para mapear las complejas interacciones entre las variables hidrológicas y los conjuntos de insectos acuáticos en un río tropical de África Occidental, abordando un vacío en los marcos de conservación regionales.
• Perspectiva Ecológica: La investigación destaca que la estabilidad hidromorfológica y los regímenes de flujo estacional son impulsores más críticos de la estructura de la comunidad que los gradientes de nutrientes en este sistema específico. Confirma que el río mantiene una alta integridad biológica, evidenciada por la presencia de taxones sensibles y relaciones favorables de DBO/OD.

Significancia
El artículo concluye que el río Omi mantiene una alta integridad biológica al momento del estudio. La presencia de taxones sensibles y el dominio de insectos depredadores y semiacuáticos indican una comunidad acuática equilibrada con interacciones tróficas activas. El estudio afirma que la capacidad de autodepuración del río es suficiente para manejar la carga orgánica localizada y que las variaciones hidrológicas estacionales actúan como filtros físicos naturales que redistribuyen las comunidades sin degradar la calidad del agua. Estos hallazgos ofrecen un marco validado estadísticamente para guiar la restauración dirigida de ríos, la formulación de políticas de agua y los esfuerzos de conservación de la biodiversidad en los ecosistemas lóticos de África Occidental, enfatizando la necesidad de integrar la evaluación del hábitat con el monitoreo de la calidad del agua.