Classification of seafloor units based on the spatial distribution of superficial sediments in La Paz Bay, Gulf of California

Abstract

Antecedentes. El mapeo del fondo marino genera información útil para estudios ecológicos y de conservación en zonas marinas. Sin embargo, las metodologías para la delimitación de unidades en los fondos dominados por sedimentos no consolidados son escasas. Objetivos. Clasificar y caracterizar unidades en el fondo marino a partir de la distribución espacial de cuatro variables: el contenido de carbonato de calcio, el tamaño medio de grano, la clasificación del sedimento y la profundidad en la bahía de La Paz. Métodos. La distribución espacial de las cuatro variables mencionadas fue generada a partir de modelos de interpolación. Los modelos se elaboraron con base en los datos de 85 muestras de sedimento superficial y utilizando un sistema de información geográfica. La clasificación de unidades se determinó agrupando polígonos construidos a partir de los modelos e implementando un análisis de agrupamiento jerárquico. La caracterización se obtuvo con los valores predichos en los modelos. Resultados. Los modelos presentaron valores entre 2.7 a 95% de contenido de carbonato de calcio,-0.9 a 7.8 Φ de tamaño medio de grano (donde Φ es una transformación logarítmica del diámetro de sedimento), 0.1 a 4 Φ de clasificación y 0 a 680 m de profundidad. El análisis jerárquico determinó 14 unidades en el fondo marino. Cuatro unidades conforman el 91% del área de estudio. La unidad 4a se caracteriza por un alto contenido de CaCO 3 (72 ± 20%); la unidad 3a, por una mala clasificación (2.2 ± 0.7 Φ); la unidad 2a, por una clasificación moderada (1.1 ± 0.3 Φ), y la unidad 1a, por la presencia de sedimentos finos (4.5 ± 0.6 Φ). Conclusiones. Este estudio representa una de las primeras propuestas de clasificación de unidades del fondo marino sobre sedimentos no consolidados en la BLP. La metodología empleada permitió separar cuatro principales unidades que reflejan condiciones ambientales con características propias. También se establecen los primeros modelos de distribución por medio del cálculo de la media del error y la raíz cuadrada del error cuadrático medio, que contrasta un conjunto de observaciones independientes contra los valores modelados de las variables citadas. Esta propuesta se puede utilizar como línea base en estudios de zonas costeras y plataformas continentales del Golfo de California y otras regiones marinas, en tanto dicha distribución no se vea afectada por eventos hidrometeorológicos extremos, en cuyo caso se requeriría un estudio similar.

Linking Habitat and Associated Abiotic Conditions to Predict Fish Hotspots Distribution Areas within La Paz Bay: Evaluating Marine Conservation Areas

“…The seabed is dominated by unconsolidated sediments of carbonate and siliclastscarbonates of terrigenous and biogenic origin [29,31,32]. The sediments are composed of a wide variety of textures ranging from fine silts to very coarse sands on average, with 2% to 95% percentage variation of carbonates [33]. The high carbonate sediments (>90%) are derived from the settlement of patches of benthic rhodoliths and coral colonies and these are associated with a significant concentration of biodiversity [34].…”

“…Nearly 300 species of fish have been documented within the study area [25,35], including the distribution of at least 18 endemic species of fish [36]. There are 11 areas for conservation with the BPNA recognized by UNESCO as a world heritage site, two Ramsar sites (Humedal Balandra and Humedal El Mogote-Ensenada de La Paz), and two priority areas for conservation (Bird Conservation Importance Area Ensenada de La Paz and Priority Marine Region Insular Complex of Baja California Sur [33,37] (Figure S1 supplementary information). Despite these designations, the BPNA is the only one that has a marine management plan within the study area [27].…”

“…Eight environmental variables (Table S1, Supplementary Materials) with a high resolution of 0.01 km 2 (one-hectare pixels) modified from Urcádiz-Cázares et al [33] were used in the modelling approach. These layers were selected because they characterize the bay's abiotic environment with high resolution, and the type of variables have shown acceptable performance in ENM studies [22,41,[52][53][54][55][56][57].…”

Caracterización y clasificación del fondo en el arrecife rocoso La Sorpresa (Baja California Sur, México) implementando métodos de interpolación espacial.

“…La interpolación espacial se realiza mediante algoritmos matemáticos deterministas o geoestadísticos (Isaak y Srivastava, 1989) para predecir valores de objetos o elementos partir de datos puntuales (muestreo in situ) referenciados geográficamente, bajo el supuesto que aquellos objetos cercanos distribuidos espacialmente estén relacionados por sus características intrínsecas (Krivoruchko, 2012;Xiao et al 2016). Las interpolaciones se han utilizado para caracterizar y clasificar el fondo marino en bahías y lagunas (Sheehan et al 2009;Tapia-Silva et al, 2015;Urcádiz-Cázares et al, 2017), pero hasta ahora, no se han explorado para zonas arrecifales rocosas. Los métodos de interpolación permitirían caracterizar espacialmente las coberturas del fondo de un arrecife en función de una variable o múltiples variables superpuestas en un sistema de información geográfica (SIG), lo cual puede contribuir para el análisis de patrones, delimitación y clasificación de unidades útiles para los estudios de ecología y conservación (Chust et al 2007;Urcádiz et al 2017).…”

“…Las interpolaciones se han utilizado para caracterizar y clasificar el fondo marino en bahías y lagunas (Sheehan et al 2009;Tapia-Silva et al, 2015;Urcádiz-Cázares et al, 2017), pero hasta ahora, no se han explorado para zonas arrecifales rocosas. Los métodos de interpolación permitirían caracterizar espacialmente las coberturas del fondo de un arrecife en función de una variable o múltiples variables superpuestas en un sistema de información geográfica (SIG), lo cual puede contribuir para el análisis de patrones, delimitación y clasificación de unidades útiles para los estudios de ecología y conservación (Chust et al 2007;Urcádiz et al 2017).…”