Un problema d'excés: l'eutrofització

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. L’objectiu del treball era el de comprovar si era possible provocar un procés d'eutrofització en unes peixeres, com a simulació del procés que es dóna de forma natural en alguns llacs i basses del nostre país. Mantenint una peixera de control, en les altres dues hi provocàvem un excés de nutrients abocant fertilitzant sintètic en diferents concentracions per tal de comprovar les diferències causades per aquest procés de contaminació ambiental. Una vegada fet l'experiment, tot i que no s’ha aconseguit un alt grau d’eutrofització i per tant, no s’ha pogut demostrar moltes de les conseqüències d’aquest procés, sí que s’ha aconseguit dur a terme una contaminació i s’ha pogut observar com evoluciona un medi alterat per l’home respecte un ecosistema amb òptimes condicions. Al comparar aquest experiment amb la realitat actual s’observa que tots els canvis que han succeït a petita escala en aquests ecosistemes, en la natura, es produeixen en un major grau i amb unes conseqüències molt més adverses pels organismes.

Identificació de variables d'estat del sistema costaner sensibles a la càrrega de nutrients

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Napier University, Gran Bretanya, des d’octubre del 2006 a febrer del 2007. Els ecosistemes marins costaners són sistemes complexos, tant pel que fa a l’estructura de les comunitats que hi viuen com per la seva dinàmica, amb processos que impliquen múltiples escales d’espai i de temps. Aquesta complexitat natural s’ha incrementat al llarg de les darreres dècades com a conseqüència directa del creixement urbà al litoral. L’augment de població a les zones costaneres ha comportat no només un augment generalitzat en l’aport de nutrients inorgànics al mar, sinó també una forta intervenció sobre la línia de costa –construcció de ports, dics- i canvis en el moviment de les masses d’aigua. En aquest context, la interacció entre els factors turbulència-nutrients a la zona costanera pot ser clau per a millorar la nostra comprensió sobre el funcionament dels sistemes planctònics i, en darrer terme, per a derivar-ne mesures de gestió. A diferència de treballs experimentals previs, que adrecen els efectes de la turbulència i/o els nutrients sobre grups específics de plàncton, per avaluar la resposta conjunta de la comunitat necessitem paràmetres integradors, que relacionin diversos processos i donin una idea general de l’estat i funcionament de l’ecosistema. Durant l’estada de recerca alguns dels algoritmes que es fan servir per la costa escocesa van reformular-se i recalcular-se amb dades de la Mediterrània (dades procedents de la badia de Blanes i de la costa de Barcelona). Els resultats mostren una capacitat de resposta molt ràpida del plàncton als increments de nutrients, una variabilitat anual marcada (quant a diversitat d’organismes planctònics) i apunten el fòsfor com a principal limitant del creixement dels organismes en aquesta zona de la Mediterrània.

Diagnosi multifuncional de la conca de la riera de Santa Coloma

Estudi de la qualitat de l’aigua de la riera de Santa Coloma i el seu paper dins la connectivitat multifuncional de la comarca de la Selva. La riera és l’eix fluvial principal de la subconca més important de la Tordera i el seu curs abraça gran part de la comarca. Per avaluar la qualitat de l’aigua s’han fet anàlisis amb paràmetres fisicoquímics i biològics. Per a l’estudi de la connectivitat s’ha fet un anàlisi a nivell local (barreres transversals a la llera i QBR) i a nivell regional identificant les principals amenaces per a la connectivitat ecològica i paisatgística (col.lisions d’ungulats o punts negres, fitxes de punts crítics, entre d’altres). S’arriba a la conclusió que la riera no té una bona qualitat de l’aigua (en alguns casos hi ha eutrofització), el seu bosc de ribera està molt degradat (sobretot a la part baixa del curs) i finalment, hi ha un gran nombre d’espais amb una gran importància estratègica per a la connectivitat però que alhora pateixen fortes pressions antròpiques per les infraestructures lineals, les quals a més, redueixen la permeabilització ecològica i fins i tot, provoquen col.lisions amb ungulats

Surface-dependent strategies and energy flux in benthic marine communities or, why corals do not exist in the Mediterranean

Most structure-building organisms in rocky benthic communities are surface-dependent because their energy inputs depend mainly on the surface they expose to water. Two photosynthetic strategies, divided into calcareous and non calcareous algae, strict suspension-feeders and photosynthetic suspension feeders (e.g. hermatypic corals) are the four main strategies evolutively acquired by benthic organisms. Competition between those strategies occur in relation to productivity of the different species, in such a way that, for given environmental conditions, species with a higher growth (P/B ratio) would dominate. At a worldwide scale, littoral marine benthos can he considered to fit into the four fields defined by two main axes: the first, relates to productivity and relies atrophic and oligotrophic waters and the second is defined by the degree of environmental variability or seasonality (from high to low). Coral reefs (marine ecosystems dominated by photosynthetic suspension feeders) develop in the space of oligotrophic areas with low variability, while kelp beds (marine ecosystem dominated by large, non calcareous algae) are to be found only in eutrophic places with a high variability. The space of eutrophic waters with a low variability do not has specially adapted, high structured, benthic marine ecosystems, and in these conditions opportunistic algae and animals predominate. Finally, photophilic mediterranean benthos -devoid of kelps and without hermatypic corals- typifies the field of oligotrophic areas with high variability; in its more genuine aspect, Mediterranean benthos is represented by small algae with a high percentage of calcareous thallii. In all cases strict suspension-feeders compete successfully with photosynthetic organisms only in situations of low irradiances or very high inputs of POM. In its turn, Mediterranean rocky benthos, in spite of its relative uniformity, is geographically organized along the same axes. The Gulf of Lions and the insular bottoms (Balearic Islands, for example) would correspond to the extremes of eutrophic-high variability areas and oligotrophic-low variability areas, respectively. Irradiance, nutrient and POM concentration, and hydrodynamism are the three variables which mainly affect the distribution of the different surface-dependent strategies, and thus, these parameters are of paramount interest for understanding the trophic structure of Mediterranean benthic communities. In environments non limited by light, nutrient availability, defined as the product between nutrient -POM concentration and hydrodynamism, states the dominance of calcareous versus non calcareous algae. Calcareous algae dominate in oligotrophic waters while non-calcareous algae dominate in moderately eutrophic waters. In light-limited environments, passive suspension feeders (octocorallaria, gorgonians) become dominant species if POM availability is enhanced by a high hydrodynamism (strong currents); in waters with a low charge of POM organisms of other groups, mainly active suspension feeders, predominate (sponges, bryozoans, scleractiniarians). In any case, there always exists a very variable bathymetric zone, depending on light attenuation and nutrient-POM availability, where encrusting calcareous algae strongly compete with suspension feeders (coralligenous).

Presencia de Spirodela polyrrhiza (L.) Schleid. (Araceae: Lemnoideae) en Cataluña

Se confirma la presencia de Spirodela polyrrhiza en Cataluña y en la cuenca mediterránea ibérica con el hallazgo de esta planta en el curso bajo del río Ebro (Tarragona). En Cataluña sólo era conocida del NE y estaba considerada como especie extinta. En el río Ebro S. polyrrhiza vive en comunidades de acropleustófitos dominadas por Lemna gibba, en zonas con riesgo de eutrofización.

Climate change impacts on lakes: an integrated ecological perspective based on a multi-faceted approach, with special focus on shallow lakes

Freshwater ecosystems and their biodiversity are presently seriously threatened by global development and population growth, leading to increases in nutrient inputs and intensification of eutrophication-induced problems in receiving fresh waters, particularly in lakes. Climate change constitutes another threat exacerbating the symptoms of eutrophication and species migration and loss. Unequivocal evidence of climate change impacts is still highly fragmented despite the intensive research, in part due to the variety and uncertainty of climate models and underlying emission scenarios but also due to the different approaches applied to study its effects. We first describe the strengths and weaknesses of the multi-faceted approaches that are presently available for elucidating the effects of climate change in lakes, including space-for-time substitution, time series, experiments, palaeoecology and modelling. Reviewing combined results from studies based on the various approaches, we describe the likely effects of climate changes on biological communities, trophic dynamics and the ecological state of lakes. We further discuss potential mitigation and adaptation measures to counteract the effects of climate change on lakes and, finally, we highlight some of the future challenges that we face to improve our capacity for successful prediction.

Fate and effects of copper in fluvial ecosystems: the role of periphyton

L'activitat humana és una de les majors causes d'elevades concentracions de nutrients i substàncies tòxiques en els ecosistemes fluvials. Entre la gran varietat de factors que alteren aquests ecosistemes, l'eutrofització i la contaminació per metalls pesants són dos dels principals problemes ambientals en països desenvolupats. Els biofilms fluvials (també anomenats comunitats perifítiques) representen una eina valuosa per avaluar els efectes dels contaminants (ex. nutrients i metalls) en els ecosistemes aquàtics. Aquest treball pretén investigar el destí i els efectes del Cu en els ecosistemes fluvials centrant-se en les comunitats perifítiques. Diferents metodologies han estat desenvolupades i/o adaptades per investigar específicament la dinàmica del Cu, la seva toxicitat i bioacumulació en comunitats perifítiques naturals, i la interacció entre l'eutrofització i la toxicitat del Cu en aquests ecosistemes.

Nitrifying and denitrifying bacterial communities in the sediment and rhizosphere of a free water surface constructed wetland

La contínua descàrrega de nutrients, sobretot fosfats i nitrogen, és la major causa d'eutrofització dels ecosistemes aquàtics. Els sistemes de tractament basats en aiguamolls construïts s'han emprat per reduir ells nivells de nitrogen a l'aigua com a alternativa de baix cost als mètodes de depuració convencionals. L'eliminació del nitrogen a aquests sistemes depèn en bona part de la vegetació, i l'alternança de condicions aeròbiques i anaeròbiques per promoure els processos de nitrificació i desnitrificació. En aquest treball hem volgut investigar les activitats microbianes de nitrificació i desnitrificació en relació a dues espècies de plantes macròfites en un sistema d'aiguamolls de tractament de flux superficial (FS-SAC), dissenyat per minimitzar l'impacte de l'alliberament d'aigua carregada de nutrients a la reserva natural dels Aiguamolls de l'Empordà (Girona, Espanya).