Distribució espacial i ús de l'hàbitat de la comunitat de peixos a l'estany de Banyoles

En el marc d'un projecte més ampli sobre la comunitat de peixos de la conca lacustre de Banyoles, s'ha estudiat la distribució espacial de les diferents espècies així com l'ús que aquestes fan de l'hàbitat. El poblament piscícola de l'estany de Banyoles és el resultat d'un llarg historial d'introducció d'espècies exòtiques i extinció de les poblacions autòctones locals. S'ha revisat la seva composició actual detectant un total de 18 espècies (4 autòctones i 14 introduïdes) de les quals només 13 presenten una població estable. L'estudi de l'hàbitat s'ha centrat a l'Estany, l'element principal del sistema lacustre, analitzant per separat la zona litoral i la zona limnètica. En el primer cas s'han realitzat les captures d'individus mitjançant pesca elèctrica des d'una embarcació adaptada per aquesta pràctica. La totalitat del litoral ha estat dividida en trams de característiques homogènies on s'han obtingut les captures per unitat d'esforç per cada espècie. El mostreig s'ha desenvolupat entre l'estiu de 1997 i la primavera del 2000 realitzant un total de 10 campanyes de pesca. Les espècies més abundants al litoral són la perca americana (Micropterus salmoides) i el peix sol (Lepomis gibbosus), essent també presents la perca (Perca fluviatilis), carpa (Cyprinus carpio) i el gardí (Scardinius erythrophthalmus). S'han capturat altres espècies com ara anguila (Anguilla anguilla), bagra (Squalius cephalus), sandra (Sander lucioperca), carpí (Carassius auratus) i madrilleta vera (Rutilus rutilus), però són molt menys abundants en nombre. S'ha examinat, per cadascuna de les espècies, si existeix selecció de l'hàbitat i en cas afirmatiu, quin és el preferent en base a la classificació del litoral en sis tipus de vegetació predominant. Les espècies més abundants, perca americana i peix sol, ocupen tots els hàbitats disponibles però amb una densitat diferent. La perca mostra també una clara selecció de l'hàbitat a favor de les zones molt estructurades amb abundant presència de jonca litoral. Carpa i gardí seleccionen els ambients més fondos amb major presència de matèria orgànica d'origen vegetal procedent del bogar. En general els individus ocupen les zones amb una densitat de vegetació intermèdia, majoritàriament zones de jonca a l'estiu i zones amb mansega a l'hivern, on troben refugi i els recursos tròfics necessaris. La perca americana, a més, presenta una elevada fidelitat a un mateix punt del litoral al llarg de la seva vida. La zona limnètica ha estat prospectada mensualment mitjançant ecosondació, realitzant transectes perpendiculars a l'eix principal de l'Estany, cobrint la seva totalitat. La composició d'espècies s'ha obtingut a partir de les captures fetes amb xarxes (tresmalls) amb periodicitat estacional. L'anàlisi geoestadística de la densitat de peixos ha permès descriure l'estructura espacial d'aquesta a partir dels variogrames, així com la seva variabilitat tant espacial com temporal, i obtenir els mapes de densitat. A l'hivern, la densitat de peixos a la zona limnètica assoleix els seus valors mínims i els individus es troben formant agregats dispersos, pels diferents estrats de fondària. A partir de la primavera la densitat augmenta, pel reclutament i la major freqüència d'individus que abandonen el litoral; la densitat esdevé més homogènia a les primer capes de fondària. A l'estiu la densitat és màxima i l'estrat més homogeni coincideix amb la posició de la termoclina. Aquest estructura varia en disminuir la temperatura i barrejar-se la columna d'aigua, tornant a la situació hivernal. La perca i la madrilleta vera són les espècies predominants en aquest ambient, juntament amb la carpa. La seva distribució no és homogènia i respon a les característiques limnològiques de les diferents cubetes de l'Estany. Una particularitat d'aquest, relacionada amb el seu origen càrstic, es la formació d'una ploma hidrotermal que afecta la distribució dels peixos, probablement en augmentar la terbolesa. S'ha integrat l'ús de l'hàbitat de les espècies que ocupen tant la zona limnètica com la litoral a partir del seguiment d'individus, concretament de perca i bagra. S'ha utilitzat un sistema automàtic de posicionament que estima la localització dels individus marcats amb transmissor de telemetria acústica. L'anàlisi dels desplaçaments mostra un rang superior per la bagra en comparació amb la perca. Ambdues espècies mostren una orientació en els seus desplaçaments. La perca ocupa el litoral a la nit i es desplaça a la zona limnètica de dia, amb un ritme d'activitat marcat per dos màxims coincidint amb la sortida i posta de sol; en canvi la bagra mostra una major activitat nocturna amb zones de repòs properes al litoral. S'ha estimat igualment els dominis vital de cada individu marcat.

Developing a desertification indicator system for a small Mediterranean catchment: a case study from the Serra de Rodes, Alt Empordà, Catalunya, NE Spain

La desertificació és un problema de degradació de sòls de gran importància en regions àrides, semi-àrides i sub-humides, amb serioses conseqüències ambientals, socials i econòmiques com a resultat de l'impacte d'activitats humanes en combinació amb condicions físiques i medi ambientals desfavorables (UNEP, 1994). L'objectiu principal d'aquesta tesi va ser el desenvolupament d'una metodologia simple per tal de poder avaluar de forma precisa l'estat i l'evolució de la desertificació a escala local, a través de la creació d'un model anomenat sistema d'indicators de desertificació (DIS). En aquest mateix context, un dels dos objectius específics d'aquesta recerca es va centrar en l'estudi dels factors més importants de degradació de sòls a escala de parcel.la, comportant un extens treball de camp, analisi de laboratori i la corresponent interpretació i discussió dels resultats obtinguts. El segon objectiu específic es va basar en el desenvolupament i aplicació del DIS. L'àrea d'estudi seleccionada va ser la conca de la Serra de Rodes, un ambient típic Mediterràni inclòs en el Parc Natural del Cap de Creus, NE Espanya, el qual ha estat progressivament abandonat pels agricultors durant el segle passat. Actualment, els incendis forestals així com el canvi d'ús del sòl i especialment l'abandonament de terres són considerats els problemes ambientals més importants a l'àrea d'estudi (Dunjó et al., 2003). En primer lloc, es va realitzar l'estudi dels processos i causes de la degradació dels sòls a l'àrea d'interés. En base a aquest coneixement, es va dur a terme la identificació i selecció dels indicadors de desertificació més rellevants. Finalment, els indicadors de desertificació seleccionats a escala de conca, incloent l'erosió del sòl i l'escolament superficial, es van integrar en un model espaial de procés. Ja que el sòl és considerat el principal indicador dels processos d'erosió, segons la FAO/UNEP/UNESCO (1979), tant el paisatge original així com els dos escenaris d'ús del sòl desenvolupats, un centrat en el cas hipotétic del pas d'un incendi forestal, i l'altre un paisatge completament cultivat, poden ser ambients classificats sota baixa o moderada degradació. En comparació amb l'escenari original, els dos escenaris creats van revelar uns valors més elevats d'erosió i escolament superficial, i en particular l'escenari cultivat. Per tant, aquests dos hipotètic escenaris no semblen ser una alternativa sostenible vàlida als processos de degradació que es donen a l'àrea d'estudi. No obstant, un ampli ventall d'escenaris alternatius poden ser desenvolupats amb el DIS, tinguent en compte les polítiques d'especial interés per la regió de manera que puguin contribuir a determinar les conseqüències potencials de desertificació derivades d'aquestes polítiques aplicades en aquest escenari tan complexe espaialment. En conclusió, el model desenvolupat sembla ser un sistema força acurat per la identificació de riscs presents i futurs, així com per programar efectivament mesures per combatre la desertificació a escala de conca. No obstant, aquesta primera versió del model presenta varies limitacions i la necessitat de realitzar més recerca en cas de voler desenvolupar una versió futura i millor del DIS.

Spatial Aggregation of Forest Songbird Territories and Possible Implications for Area Sensitivity

Habitat area requirements of forest songbirds vary greatly among species, but the causes of this variation are not well understood. Large area requirements could result from advantages for certain species when settling their territories near those of conspecifics. This phenomenon would result in spatial aggregations much larger than single territories. Species that aggregate their territories could show reduced population viability in highly fragmented forests, since remnant patches may remain unoccupied if they are too small to accommodate several territories. The objectives of this study were twofold: (1) to seek evidence of territory clusters of forest birds at various spatial scales, lags of 250-550 m, before and after controlling for habitat spatial patterns; and (2) to measure the relationship between spatial autocorrelation and apparent landscape sensitivity for these species. In analyses that ignored spatial variation of vegetation within remnant forest patches, nine of the 17 species studied significantly aggregated their territories within patches. After controlling for forest vegetation, the locations of eight out of 17 species remained significantly clustered. The aggregative pattern that we observed may, thus, be indicative of a widespread phenomenon in songbird populations. Furthermore, there was a tendency for species associated with higher forest cover to be more spatially aggregated [ERRATUM].

Influence of vegetation on the nocturnal foraging behaviors and vertebrate prey capture by endangered Burrowing Owls

Restrictions in technology have limited past habitat selection studies for many species to the home-range level, as a finer-scale understanding was often not possible. Consequently, these studies may not identify the true mechanism driving habitat selection patterns, which may influence how such results are applied in conservation. We used GPS dataloggers with digital video recorders to identify foraging modes and locations in which endangered Burrowing Owls (Athene cunicularia) captured prey. We measured the coarse and fine-scale characteristics of vegetation at locations in which owls searched for, versus where they caught, vertebrate prey. Most prey items were caught using hover-hunting. Burrowing Owls searched for, and caught, vertebrate prey in all cover types, but were more likely to kill prey in areas with sparse and less dense vegetative cover. Management strategies designed to increase Burrowing Owl foraging success in the Canadian prairies should try to ensure a mosaic of vegetation heights across cover types.

Variables associated with nest survival of Golden-winged Warblers (Vermivora chrysoptera) among vegetation communities commonly used for nesting

Among shrubland- and young forest-nesting bird species in North America, Golden-winged Warblers (Vermivora chrysoptera) are one of the most rapidly declining partly because of limited nesting habitat. Creation and management of high quality vegetation communities used for nesting are needed to reduce declines. Thus, we examined whether common characteristics could be managed across much of the Golden-winged Warbler’s breeding range to increase daily survival rate (DSR) of nests. We monitored 388 nests on 62 sites throughout Minnesota, Wisconsin, New York, North Carolina, Pennsylvania, Tennessee, and West Virginia. We evaluated competing DSR models in spatial-temporal (dominant vegetation type, population segment, state, and year), intraseasonal (nest stage and time-within-season), and vegetation model suites. The best-supported DSR models among the three model suites suggested potential associations between daily survival rate of nests and state, time-within-season, percent grass and Rubus cover within 1 m of the nest, and distance to later successional forest edge. Overall, grass cover (negative association with DSR above 50%) and Rubus cover (DSR lowest at about 30%) within 1 m of the nest and distance to later successional forest edge (negative association with DSR) may represent common management targets across our states for increasing Golden-winged Warbler DSR, particularly in the Appalachian Mountains population segment. Context-specific adjustments to management strategies, such as in wetlands or areas of overlap with Blue-winged Warblers (Vermivora cyanoptera), may be necessary to increase DSR for Golden-winged Warblers.

Effects of Gunnison Sage-Grouse habitat treatment efforts on associated avifauna and vegetation structure

Conservation efforts over the last 20 years for the Gunnison Sage-Grouse (Centrocercus minimus) have involved extensive habitat manipulations done predominantly to improve brood rearing habitat for the grouse. However, the effects of Gunnison Sage-Grouse habitat treatments on sympatric avifauna and responses of vegetation to manipulations are rarely measured, and if they are, it is immediately following treatment implementation. This study examined the concept of umbrella species management by retrospectively comparing density and occupancy of eight sagebrush associated songbird species and six measures of vegetation in treated and control sites. Our results suggested that songbird densities and occupancy changed for birds at the extreme ends of their association with sagebrush and varied with fine-scale habitat structure. We found Brewer’s Sparrows (Spizella breweri) decreased in density on treated sites and Vesper Sparrows (Pooecetes gramineus) increased. Occupancy estimation revealed that Brewer’s Sparrows and Green-tailed Towhees (Pipilo chlorurus) occupied significantly fewer treated points whereas Vesper Sparrows occupied significantly more. Vegetation comparisons between treated and control areas found shrub cover to be 26% lower in treated sites. Lower shrub cover in treated areas may explain the differences in occupancy and densities of the species sampled based on known habitat needs. The fine-scale analysis showed a negative relationship to forb height and cover for the Sage Sparrow (Amphispiza belli) indicating, from vegetation measures showing grass and forb cover during a good precipitation year covered significantly more area in the treatment than the control sites, that Sage Sparrows may also not respond favorably to Gunnison Sage-Grouse habitat treatments. While the concept of an umbrella species is appealing, evidence from this study suggests that conservation efforts aimed at the Gunnison Sage-Grouse may not be particularly effective for conserving other sagebrush obligate species of concern. This is probably due to Gunnison Sage-Grouse habitat management being focused on the improvement of brood rearing habitat which reduces sagebrush cover and promotes development of understory forbs and grasses.

Use of fused airborne scanning laser altimetry and digital map data for urban flood modelling

Flood modelling of urban areas is still at an early stage, partly because until recently topographic data of sufficiently high resolution and accuracy have been lacking in urban areas. However, Digital Surface Models (DSMs) generated from airborne scanning laser altimetry (LiDAR) having sub-metre spatial resolution have now become available, and these are able to represent the complexities of urban topography. The paper describes the development of a LiDAR post-processor for urban flood modelling based on the fusion of LiDAR and digital map data. The map data are used in conjunction with LiDAR data to identify different object types in urban areas, though pattern recognition techniques are also employed. Post-processing produces a Digital Terrain Model (DTM) for use as model bathymetry, and also a friction parameter map for use in estimating spatially-distributed friction coefficients. In vegetated areas, friction is estimated from LiDAR-derived vegetation height, and (unlike most vegetation removal software) the method copes with short vegetation less than ~1m high, which may occupy a substantial fraction of even an urban floodplain. The DTM and friction parameter map may also be used to help to generate an unstructured mesh of a vegetated urban floodplain for use by a 2D finite element model. The mesh is decomposed to reflect floodplain features having different frictional properties to their surroundings, including urban features such as buildings and roads as well as taller vegetation features such as trees and hedges. This allows a more accurate estimation of local friction. The method produces a substantial node density due to the small dimensions of many urban features.

Immersive Projection for biochemical pattern matching

In all biological processes, protein molecules and other small molecules interact to function and form transient macromolecular complexes. This interaction of two or more molecules can be described by a docking event. Docking is an important phase for structure-based drug design strategies, as it can be used as a method to simulate protein-ligand interactions. Various docking programs exist that allow automated docking, but most of them have limited visualization and user interaction. It would be advantageous if scientists could visualize the molecules participating in the docking process, manipulate their structures and manually dock them before submitting the new conformations to an automated docking process in an immersive environment, which can help stimulate the design/docking process. This also could greatly reduce docking time and resources. To achieve this, we propose a new virtual modelling/docking program, whereby the advantages of virtual modelling programs and the efficiency of the algorithms in existing docking programs will be merged.

Distribution and mobility of trace elements in soils and vegetation around the mining and smelting areas of Tharsis, Riotinto and Huelva, Iberian Pyrite Belt, SW Spain

Trace elements may present an environmental hazard in the vicinity of mining and smelting activities. However, the factors controlling their distribution and transfer within the soil and vegetation systems are not always well defined. Total concentrations of up to 15,195 mg center dot kg (-1) As, 6,690 mg center dot kg(-1) Cu, 24,820 mg center dot kg(-1) Pb and 9,810 mg center dot kg(-1) Zn in soils, and 62 mg center dot kg(-1) As, 1,765 mg center dot kg(-1) Cu, 280 mg center dot kg(-1) Pb and 3,460 mg center dot kg (-1) Zn in vegetation were measured. However, unusually for smelters and mines of a similar size, the elevated trace element concentrations in soils were found to be restricted to the immediate vicinity of the mines and smelters (maximum 2-3 km). Parent material, prevailing wind direction, and soil physical and chemical characteristics were found to correlate poorly with the restricted trace element distributions in soils. Hypotheses are given for this unusual distribution: (1) the contaminated soils were removed by erosion or (2) mines and smelters released large heavy particles that could not have been transported long distances. Analyses of the accumulation of trace elements in vegetation (median ratios: As 0.06, Cu 0.19, Pb 0.54 and Zn 1.07) and the percentage of total trace elements being DTPA extractable in soils (median percentages: As 0.06%, Cu 15%, Pb 7% and Zn 4%) indicated higher relative trace element mobility in soils with low total concentrations than in soils with elevated concentrations.

A preliminary investigation into mining and smelting impacts on trace element concentrations in the soils and vegetation around Tharsis, SW Spain

Toxic trace elements present an environmental hazard in the vicinity of mining and smelting activities. However. the processes of transfer of these elements to groundwater and to plants are not always clear. Tharsis mine. in the Iberian pyrite belt (SW Spain), has been exploited since 2500 BC, with extensive smelting, taking place front the 1850S until the 1920s. Sixty four soil (mainly topsoils) and vegetation samples were collected in February 2001 and analysed by ICP-AES for 23 elements. Concentrations are 6-6300 mg kg(-1) As and 14-24800 mg kg(-1) Pb in soils, and 0.20-9 mg kg(-1) As and 2-195 mg Pb in vegetation. Trace element concentrations decrease rapidly away from the mine. with As and Pb concentrations in the range 6-1850 mg kg(-1) (median 22 mg kg(-1)) and 14-31 mg, kg(-1) (median 43 mg, kg(-1)), respectively, 1 km away from the mine. These concentrations are low when compared to other well-studied mining and smelting areas (e.g. 600 mg kg(-1) As at 8 km from Yellowknife smelter, Canada; >100 mg kg(-1) Pb over 270 km(2) around the Pb-Zn Port Pirie smelter. South Australia: mean of 1419 mg kg(-1) Pb around Aberystwyth smelter, Wales, UK). The high metal content of the vegetation and the low soil pH (mean pH 4.93) indicate the potential for trace element mobility which Could explain the relatively low concentration of metals in Tharsis topsoils and cause threats to plans to redevelop the Tharsis area as an orange plantation.