Response of the benthic macroinvertebrate community to a point source in La Tordera stream (Catalonia, NE Spain)

Vam monitoritzar paràmetres físics i químics, macroinvertebrats bentònics, clorofil·la a, productors primaris i matèria orgànica durant un any (2001-2002) per examinar els efectes d'una font puntual sobre la composició taxonòmica, la estructura de la comunitat, l'organització funcional, la utilització de l'habitat i la estoquiometria al riu la Tordera (Catalunya). Aigües avall de la font puntual, concentració de nutrients, cabal i conductivitat eren majors que al tram d'aigües amunt, mentre que oxigen dissolt era menor. La densitat de macroinvertebrats era més elevada al tram d'aigües avall però la biomassa era similar als dos trams. La riquesa taxonòmica al tram de dalt era un 20% més alt que al tram de baix. Els anàlisis d'ordenació separen clarament els dos trams en el primer eix, mentre que els dos trams presentaven una pauta temporal similar en el segon eix. La similaritat entre els dos trams en composició taxonòmica, densitats i biomasses després de les crescudes d'abril i maig de 2002, indiquen que les pertorbacions del cabal poden actuar com a un mecanisme de reinici de la comunitat bentònica i jugar un paper important per a la restauració d'ecosistemes fluvials. Els dos trams presentaven una biomassa de perifiton, plantes vasculars, CPOM i FPOM similars, mentre que clorofil·la a, algues filamentoses, molses i SPOM eren majors al tram d'aigües avall. La densitat relativa de trituradors era menor sota la font puntual mentre que col·lectors i filtradors van ser afavorits. La biomassa relativa de trituradors també era menor sota la font puntual, però la biomassa de col·lectors i depredadors va augmentar. Les relacions entre densitat de grups tròfics i els seus recursos eren rarament significatives. La relació s'explicava millor amb la biomassa de macroinvertebrats. Els dos trams compartien la mateixa relació per raspadors, col·lectors i filtradors però no per trituradors i depredadors. La densitat i la biomassa de macroinvertebrats es trobaven positivament correlacionades amb la quantitat de recursos tròfics i la complexitat d'habitat, mentre que la riquesa taxonòmica es trobava negativament relacionada amb paràmetres hidràulics. La influència dels substrats inorgànics prenia menor rellevància per a la distribució dels macroinvertebrats. Els anàlisis d'ordenació mostren com les variables del microhabitat de major rellevància eren CPOM, clorofil·la a, algues filamentoses i velocitat. La cobertura de sorra només era significativa per al tram d'aigües amunt i les molses, al d'aigües avall. El número de correlacions significatives entre macroinvertebrats i les variables del microhabitat era més elevat per al tram de dalt que per al de baix, bàsicament per diferències en composició taxonòmica. La biomassa de macroinvertebrats va aportar una informació semblant a la obtinguda per la densitat. Perifiton i molses tenien uns continguts de nutrients similars en els dos trams. Els %C i %N d'algues filamentoses també eren similars en els dos trams però el %P sota la font puntual era el doble que al tram de dalt. Les relacions estoquiomètriques en CPOM, FPOM i SPOM eren considerablement menors sota la font puntual. Els continguts elementals i relacions van ser molt variables entre taxons de macroinvertebrats però no van resultar significativament diferents entre els dos trams. Dípters, tricòpters i efemeròpters presentaven una estoquiometria similar, mentre que el C i el N eren inferiors en moluscs i el P en coleòpters. Els depredadors presentaven un contingut en C i N més elevat que la resta de grups tròfics, mentre que el P era major en els filtradors. Els desequilibris elementals entre consumidors i recursos eren menors en el tram d'aigües avall. A la tardor i l'hivern la major font de nutrients va ser la BOM mentre que a la primavera i a l'estiu va ser el perifiton.

Ecologia del tram final del riu Ebre: la comunitat de macròfits i macroinvertebrats associats

Durant els últims anys al tram final del riu Ebre s’han produit canvis molt importants a l’ecosistema fluvial: l’augment de la transparència de l’aigua ha comportat una proliferació massiva de macròfits que ha provocat canvis en l’estructura tròfica i en la composició de les comunitats biològiques, representant un greu perill per espècies amenaçades com Margaritifera auricularia. A més del problema ecològic, els macròfits estan provocant molts problemes socio-econòmics perjudicant les captacions d’aigua (centrals nuclears, hidroelèctriques i regadius), creant problemes per a la navegació fluvial, i afavorint la proliferació d’espècies molestes com la mosca negra (Simulium erythrocephalum). Entre les diferents causes que podrien explicar aquests canvis en l’ecosistema hi ha: la disminució del fòsfor dissolt, la regularització i la disminució de cabals, i l’aparició d’espècies introduides com el musclo zebra. Segurament es tractarà d’un efecte combinat de les diferents causes però és necessari analitzar-les per tal de conèixer quines tenen més incidència i així, poder proposar mesures de gestió per als problemes ecològics que pateix el tram final de l’Ebre. Al present projecte de tesi (inclós en el projecte d’I+D: efectes de la millora de la qualitat de l'aigua i de l'alteració del règim de cabals sobre les comunitats biològiques del tram final del riu Ebre) s’estudiarà la comunitat de macròfits i macroinvertebrats associats per tal de determinar el paper que tenen en el canvis que s’han produit al riu durant els últims anys.

Estudi del progrés d'una marea roja de Protoceratium reticulatum a la badia de Chipana (Xile) a través d'un cicle intensiu: efectes del fenomen de El Niño

Aquest projecte s’emmarca dins del projecte europeu CENSOR, que pretén fer una detecció, recopilació i comprensió dels efectes de El Niño i La Niña als ecosistemes marins costaners i als seus recursos. L’estudi es basa en l’ús de biomarcadors de producció fitoplanctònica en una zona de surgència (Iquique, Xile) per a conèixer el desenvolupament d’una marea roja tòxica de Protoceratium reticulatum, mitjançant l’anàlisi de les mostres corresponents a un cicle intensiu a la columna d’aigua. També s’estudia com aquesta pot influir en la disponibilitat d’aliment i en la comercialització dels organismes bentònics filtradors d’aquesta zona est del Pacífic, i quins efectes potencials té el fenomen de El Niño sobre els blooms algals.

Diagnosi ambiental de la riera de Santa Coloma entre Santa Coloma de Farners i Riudarenes

A l’actualitat trobem nombrosos sistemes aquàtics alterats per diferents efectes d’origen antropogènic. Per tal d’evitar i/o disminuir aquests efectes va sorgir la Directiva Marc de l’Aigua (2000/60/CE) essent aquest un dels seus objectius. Aquest article descriu el funcionament hidrogeològic i l’estat ecològic de la riera de Santa Coloma, afluent de la Tordera (NE Catalunya), des de pràcticament el seu inici a Santa Coloma de Farners (Girona) fins a Riudarenes (Girona). S’intenta establir les possibles influències del funcionament hidrogeològic en l’estat ecològic a partir de dades piezomètriques, de cabal, fisicoquímiques i biològiques. Per aquesta última part s’han utilitzat indicadors biològics com l’índex d’hàbitat fluvial (IHF), avaluant l’hàbitat físic; l’índex de Qualitat del Bosc de Ribera (QBR), per determinar la qualitat ecològica de la zona de ribera; l’índex Biological Monitorig Working Party per a conques internes de Catalunya (BMWPC), per avaluar les diferents famílies de macroinvertebrats que hi viuen i l’índex ECOSTRIMED, una síntesi dels dos índex anteriors.

Estudi del protocol de mostreig i de l’afectació de la pressió humana en 4 microconques del riu Estelí (Nicaragua)

Objectius generals: Diagnosi de l’estat actual del riu Esteli. Avaluar la metodologia i proposar en el protocol del monitoreig.Estudiar si les comunitats de macroinvertebrats aquatics es veu afectades pel grau de pressió humana.Objectius específics: Comparar les mostres preses en dos mesos consecutius, per conèixer si les comunitats varien prou com per, agafar mostres cada mes en comptes de cada dos mesos. Determinar la qualitat de l’estació en diversos punts del riu Esteli considerant tant els resultats obtinguts a partir de les variables físicoquimiques de l’aigua, com les variables biològiques. Avaluar si la pressió humana afecta de manera diferent els diversos grups taxonòmics de macroinvertebrats de l’aigua.Avaluar amb quin índex biòtic es posa mes de manifest la pressió antròpica. Estudiar quines son les relacions de les diverses famílies de macroinvertebrats amb els paràmetres físicoquimics de l’aigua, i determinar si aquestes relacions varien en funcio del mes de mostreig o de l’ús del sòl.

L’estatge infralitoral de la costa del Montgrí i les illes Medes: comunitats algals i poblacions de garotes

Les algues són els organismes que dominen la majoria de paisatges submarins bentònics. De fet, les algues són presents a totes les comunitats bentòniques del nostre litoral, des de la superfície del mar finsa fondàries que poden superar els 100 metres. Tot i que agrupem les algues en un gran grup genèric, es tracta en realitat d’un conjunt molt heterogeni, amb una gran quantitat d’espècies que tenen característiques molt diferents entre elles, amb requeriments fisiològics i resposta a les condicions ambientals tambédiferents i que condicionen la seva distribució. Així, cada espècie s’ha adaptat a viure en un ambient amb unes condicions determinades d’il·luminació, hidrodinamisme i disponibilitat de nutrients, tipus desubstrat o temperatura (Ollivier, 1929; Feldmann, 1937; Péres i Picard, 1964; Riedl, 1966; Ros et al., 1985). Com a resultat d’aquesta sèrie de factors ambientals, que segueixen essencialment un gradient batimètric, podem observar una marcada zonació, de forma que cada espècie o comunitat només és present enun rang de profunditats determinat. D’aquesta forma, en el litoral marí trobem un paisatge organitzat en bandes horitzontals; aquestes bandes poden assimilar-se a diferents tipus de comunitats.

Cartografia bionòmica dels hàbitats de la costa del Montgrí i les illes Medes

La caracterització dels ecosistemes bentònics i el coneixement de l’estructura i funcionalitat dels ecosistemesés una eina imprescindible per a la gestió i conservació del medi natural. A causa de la sevacomposició específica i dinàmica, les diferents espècies i les comunitats que formen responen de formadiferent a les pertorbacions que s’hi produeixen, de manera que la gestió del medi natural ha de tenir en compte les particularitats de cada hàbitat...

Propuesta de un protocolo de evaluación de la calidad ecológica de ríos andinos (CERA) y su aplicación a dos cuencas de Ecuador y Perú

ABSTRACT Proposal for an evaluation protocol of the ecological quality of Andean rivers (CERA) and its use in two basins in Ecuador and Peru A Rapid Protocol is presented for Evaluation of the Ecological Status of Andean Rivers (CERA) localized over 2000 m.a.s.l. from the Northern Andes (Venezuela) through the Altiplano in the Central Andes (Bolivia). This protocol was used in 45 sampling sites in the Guayllabamba River Basin in Ecuador and in 42 sampling sites in the Ca nete River Basin in Peru. Previously, and in order to test if the sampling stations may or not be considered reference stations, we constructed a method that assesses 24 basin attributes, hydrology, reach and riverbed and that uctuates from 24 to 120 points; sites with values higher than 100 were considered as potential reference sites. Besides the benthic macroinvertebrats" evaluation, the river habitat and riparian vegetation were also evaluated through of the application of the indices ABI (R´ os et al., submitted), IHF (Pardo et al., 2002) and QBR-And, respectively. The convenience of the initial allocation of the reference sites was evaluated as well. These indices have been properly adapted to the conditions and characteristics of the high Andes rivers. The results obtained for both basins were compared and discussed. Through the use of the CERA protocol, the particular perturbation gradients and the natural variability of the reference sites in both countries were recognized. RESUMEN Propuesta de un protocolo de evaluación de la calidad ecológica de ríos andinos (CERA) y su aplicaci´on a dos cuencas en Ecuador y Perú Se presenta un protocolo rápido de evaluación de la Calidad Ecológica de Ríos Andinos (CERA), situados sobre los 2000 m.s.n.m, desde los Andes del Norte (Venezuela) hasta el Altiplano de los Andes Centrales (Bolivia). Este protocolo ha sido aplicado en 45 estaciones de muestreo en la cuenca del río Guayllabamba en Ecuador y en 42 estaciones de muestreo en la cuenca del río Cañete en Perú. Previamente, para probar si las estaciones de muestreo pueden o no ser estaciones de referencia construimos un método que valora 24 atributos de cuenca, hidrología, tramo y lecho y que fluctúa de 24 a 120 puntos; valores superiores a 100 fueron considerados como sitios potencialmente de referencia. Además del estudio de los macroinvertebrados bentónicos, se evaluó el hábitat fluvial y la comunidad vegetal de ribera a través de la aplicación de los índices ABI (Ríos et al., sometido), IHF (Pardo et al., 2002) y QBR-And respectivamente; así como la conveniencia de la asignación inicial de las estaciones de referencia. Estos índices han sido adecuadamente adaptados a las condiciones y características propias de los ríos altoandinos. Los resultados obtenidos fueron comparados y discutidos entre ambas cuencas. Mediante la aplicación del protocolo CERA se han reconocido los respectivos gradientes de perturbación y la variabilidad natural de las estaciones de referencia en ambos países.

Estudi del protocol de mostreig i de l’afectació de la pressió humana en 4 microconques del riu Estelí (Nicaragua)

Objectius generals: Diagnosi de l’estat actual del riu Esteli. Avaluar la metodologia i proposar en el protocol del monitoreig.Estudiar si les comunitats de macroinvertebrats aquatics es veu afectades pel grau de pressió humana.Objectius específics: Comparar les mostres preses en dos mesos consecutius, per conèixer si les comunitats varien prou com per, agafar mostres cada mes en comptes de cada dos mesos. Determinar la qualitat de l’estació en diversos punts del riu Esteli considerant tant els resultats obtinguts a partir de les variables físicoquimiques de l’aigua, com les variables biològiques. Avaluar si la pressió humana afecta de manera diferent els diversos grups taxonòmics de macroinvertebrats de l’aigua. Avaluar amb quin índex biòtic es posa mes de manifest la pressió antròpica. Estudiar quines son les relacions de les diverses famílies de macroinvertebrats amb els paràmetres físicoquimics de l’aigua, i determinar si aquestes relacions varien en funcio del mes de mostreig o de l’ús del sòl.

Estructura i dinàmica del sistema bentònic en llacunes costaneres dels aiguamolls de l'Empordà

S'ha estudiat l'estructura i dinàmica del sistema bentònic de llacunes costaneres de la maresma dels aiguamolls de l'Empordà (NE de la península Ibèrica) i els factors que les determinen. Amb aquesta finalitat es van prendre mostres d'organismes del bentos (mensualment), nutrients i pigments de l'aigua (setmanalment) i el sediment (mensualment), així com paràmetres físics de l'aigua (setmanalment), durant dos cicles d'inundació (1997-1998 i 1998-1999). En aquesta maresma els factors determinants per als organismes bentònics i el contingut en nutrients del sediment són principalment físics: el grau de permanència de l'aigua, el confinament i la granulometria. De manera que els factors tròfics tenen menys pes que els físics tal com es posa de manifest amb les associacions de nematodes. El règim hídric de les llacunes integra des del grau de permanència de l'aigua fins a la salinitat i el confinament, per la qual cosa a partir de la caracterització dels diferents tipus de règim hídric es poden discriminar les tres tipologies d'ambients amb comunitats bentòniques diferenciades en l'estructura, la composició i la dinàmica temporal. Així, les tres comunitats diferenciades són: (1) la d'aigües permanents caracteritzada per una riquesa i diversitat elevades i constants en el temps, i per un nombre més elevat de tàxons sense adaptacions per passar situacions adverses; (2) la d'aigües semipermanents i temporànies d'inundació pulsativa, caracteritzada per una menor riquesa i diversitat, i per la dominància d'organismes amb estructures de resistència per passar la fase seca i aguantar condicions desfavorables, i (3) la d'aigües temporànies d'inundació continuada, caracteritzada per una major variabilitat de la riquesa i diversitat al llarg del cicle i per una singularitat taxonòmica més elevada, ja que s'observen cladòcers i una major representació taxonòmica dels insectes. Durant la realització d'aquest estudi els dos cicles d'inundació van suposar entrades d'aigua en el sistema diferents, per això es va diferenciar un cicle humit (1997-1998) i un de sec (1998-1999). En relació amb la major importància de les entrades d'aigua en el sistema, es va observar un contingut en nutrients de l'aigua significativament superior durant el cicle humit. Pel que fa al sediment, la seva major inèrcia explicaria la manca de diferències significatives en el contingut en nutrients del sediment del cicle humit i del sec. Ara bé, sí que s'observa diferència en la composició d'organismes. Així, la variabilitat interanual en l'estructura de la comunitat bentònica de la maresma es pot atribuir a una situació d'estrès provocada pel cicle sec. Aquesta situació va comportar un augment de la diversitat per disminució de la dominància a totes les llacunes estudiades, determinada, en gran manera, per la disminució de l'abundància original de poblacions dominants i característiques d'ambients permanents, Corophium orientale, o temporànies, Gammarus aequicauda. No existeix un patró estacional en les comunitats estudiades, sinó que els principals canvis en el plàncton i el bentos són deguts a pertorbacions hídriques. Aquestes pertorbacions provoquen que s'estableixi una situació en què dominen uns tàxons característics en el plàncton (Synchaeta i Eutintinnus) i, en canvi, que en el bentos es perdi l'estructura pròpia de les comunitats característiques dels diferents ambients (comunitats dominades per Corophium orinetale en aigües permanents i per Chironomus salinarius en temporànies). La severitat és diferent en funció del grau de permanència de l'aigua, i és més alta en ambients permanents i més baixa en els temporanis. La major severitat en ambients permanents ve determinada per la menor adaptació del bentos d'aigües permanents a les fluctuacions ambientals i a l'efecte de la predació sobre el plàncton. A més, tant en el bentos com en el plàncton es donen fenòmens d'histèresi, segons els quals l'efecte de la pertorbació no solament depèn de la causa pertorbadora sinó també de l'estat en què es troba la comunitat en el moment de la pertorbació.

Aquatic community patterns across environmental gradients in a Mediterranean floodplain and their application to ecosystem restoration

El presente estudio tiene como objetivo proporcionar una base de conocimiento sólida para la restauración ecológica de ríos, basada en la respuesta de comunidades acuáticas a cambios en la conectividad hídrica, factores medioambientales y presión antrópica. La conectividad hídrica lateral resultó ser el factor principal que estructura hábitats y comunidades acuáticas en el Ebro; mientras que la turbidez, salinidad y concentración de nutrientes fueron factores secundarios. La combinación de estos factores establece un marco ecológico que permite realizar predicciones acerca de los patrones taxonómicos y funcionales con más probabilidades de ocurrir en la llanura del Ebro. La posibilidad de que se creen nuevos humedales de forma natural en el Ebro es muy baja, mientras los que quedan están amenazados por una baja renovación del agua. El objetivo de la restauración ecológica debe por tanto consistir en re-establecer un amplio rango de condiciones hídricas, de acuerdo con el potencial sostenible del ecosistema.

Availability and use of organic matter in stream ecosystems: the role of biofilms

La comunitat bentònica dels ecosistemes fluvials processa una gran quantitat de la matèria orgànica que arriba als rius. L'origen de les entrades de material (autòctones o al·lòctones), la seva composició química i la seva quantitat (freqüència de les entrades i concentració assolida en el riu), determinen l'estructura de la comunitat bentònica autotròfica i heterotròfica, les seves relacions tròfiques i les seves interaccions potencials (competència, sinergisme). L'objectiu d'aquesta tesi és posar de manifest la utilització de la matèria orgànica dissolta (MOD) per part dels biofilms bacterians bentònics fluvials i determinar l'eficiència del sistema fluvial en l'ús dels diferents materials que hi circulen. Amb aquesta finalitat s'han portat a terme diversos experiments, tant de camp com de laboratori, per tal de conèixer els efectes de la disponibilitat de la matèria orgànica (quantitat) i la seva qualitat (composició química i biodegradabilitat) i els efectes deguts a l'augment de temperatura de l'aigua del riu.

Primary succession in man-made wetlands: biodiversity, structure and dynamics of macrofaunal assemblages

Man-made wetlands are often created to compensate for the loss or degradation of natural wetlands, but little is known about the processes taking place in these artificial environments, especially at the community level. Throughout this thesis, we have assessed the phenomena of primary succession over different time (short-, mid- and long-term) and spatial scales (local, regional, interregional levels), applying different approaches (taxonomic and functional) and subject groups (invertebrates and amphibians). Our main findings regarding time scales show a 3-phase successional pattern in Mediterranean man-made wetlands’ communities, where at the short term (1 year) colonization processes dominate; at mid term perspectives (2 to 7 years) succession signs begin to be conspicuous, and later on (≥ 10 years) parameters such as species richness reach an asymptote. At that moment, some biological strategies dominate, and biodiversity surrogates indicate that communities are indistinct between man-made and natural wetlands. Regarding spatial effects, we corroborated that both local and regional factors affect the establishing communities. Particularly, the low hydrological stability of the Mediterranean region has enhanced biological traits favoring resilience and resistance to disturbances when comparing Mediterranean and cold temperate aquatic communities. Even within the Mediterranean region, low levels of hydrological stability have significant effects on the successional dynamics. In these cases, local communities are highly nested within regional natural ones, and so are not able to make net contributions to regional richness. We also showed the influence of the regional pool of recruiters over local communities, both in the case of invertebrates and amphibians. Especially for the latter group, man-made Mediterranean temporary ponds (MTPs) can play an important role in their conservation.

The role of fungi and bacteria on the organic matter decomposition process in streams: interaction and relevance in biofilms

L'objectiu d'aquest estudi és el d'investigar sobre l'ús de matèria orgànica per part dels fongs i bacteris que colonitzen diferents substrats bentònics en rius Mediterranis i analitzar l'efecte dels factors ambientals i antròpics sobre l'estabilitat estructural i funcional de les comunitats del biofilm. La metodologia emprada en aquest estudi consisteix en: i) anàlisi de la biomassa bacteriana i fúngica, ii) anàlisi de la composició de les comunitats bentòniques (identificació d'hifomicets aquàtics i anàlisi del 16S rDNA bacterià), i iii) anàlisi de l'activitat enzimàtica extracel·lular relacionada amb el reciclatge de matèria orgànica en rius.