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    Biodiversidad de macroalgas continentales y evaluación de la calidad ecológica en aguas de transición : el caso del marjal Pego-Oliva (E de la península Ibérica)
    (2014-12-16) García Férnández, María Eugenia; Asencio Martínez, Antonia D.; Aboal Sanjurjo, Marina; Facultad de Biología
    La Cuenca Mediterránea es rica en marjales de gran valor ecológico, social y económico que han visto reducida su superficie por las actividades humanas. Son sistemas amenazados, muy interesantes desde el punto de vista de la conservación de la biodiversidad aunque poco se sabe acerca de sus comunidades algales. El marjal de Pego-Oliva se localiza en la costa este de la península Ibérica con una temperatura anual media cálida y precipitaciones bastante elevadas. Los objetivos de esta tesis son analizar los principales factores que afectan a la composición y distribución de las macroalgas del marjal de Pego-Oliva, estudiar los rangos ecológicos y el valor indicador de las especies, comprobar la viabilidad del uso de las macroalgas para evaluar la calidad acuática en marjales mediterráneos y realizar un estudio taxonómico y filogenético de las principales especies, en especial de las rodofíceas, para valorar el interés en conservación del marjal. Se muestrearon 23 localidades durante dos años: 5 puntos de muestreo por cada río estudiado (Bullent y Racons), 5 surgencias de agua dulce y 2 de agua salada, 4 azarbes y 2 arrozales. Se recolectaron un total de 570 muestras de macroalgas y microalgas bentónicas. Las variables físicas y químicas medidas en el campo fueron: temperatura del agua, pH, conductividad, oxígeno disuelto, radiación activa fotosintética y velocidad de la corriente. En el laboratorio se analizó el contenido de N-NO3-, N-NO2-, N-NH4+, P-PO43-, NT y PT de las muestras de agua. Para confirmar la identidad de algunas especies de macroalgas se secuenció el gen plastidial (rbcL) que codifica la subunidad mayor de la enzima ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa oxigenasa (RuBisCO). Para evaluar la variabilidad de la estructura de la comunidad de macroalgas en relación con las variables ambientales se llevó a cabo un análisis de correspondencias canónicas (ACC) y para predecir las posibles relaciones significativas entre las especies y las variables ambientales se utilizaron modelos lineares generalizados (MLG). El uso potencial de las especies como indicadoras de los diferentes hábitats se analizó mediante el análisis indicador de especies (IndVal) que determina la importancia de cada especie en cada ambiente. Las principales variables responsables de la distribución de las macroalgas en el marjal son la conductividad y el oxígeno, y en menor medida la concentración de amonio. Calothrix parietina, Chaetophora tuberculosa, Draparnaldia mutabilis, Homoeothrix juliana, Leptolyngbya angustissima y Sheathia arcuata son indicadoras de las surgencias de agua dulce y Chaetophora elegans, Homoeothrix juliana, Phormidium formosum, Schizothrix fasciculata, Sheathia arcuata y Tapinothrix crustacea son indicadoras del nacimiento del río Bullent. Calothrix pulvinata, Phormidium tergestinum, Tapinothrix violacea, Thorea violacea y Ulva intestinalis son indicadoras de las surgencias de agua salada mientras que Batrachospermum cf. gelatinosum, Kumanoa mahlacensis y Microcoleus autumnalis están asociadas a los azarbes. Cladophora glomerata, Compsopogon coeruleus, Polysiphonia subtilissima y Ulva flexuosa son las especies con mayor distribución y mayores rangos ecológicos del marjal. Polysiphonia subtilissima, una especie fundamentalmente marina, ha sido recolectada en el tramo medio del río Bullent. Kumanoa mahlacensis, citada en escasas localidades del mundo, ha sido observada en un azarbe del marjal en lo que representa la primera cita de la especie y del género para España y de la especie para Europa. Hildenbrandia angolensis y Thorea violacea son especies de distribución tropical aunque la primera crece en condiciones oligotróficas y de escasa iluminación y la segunda sólo ha sido recolectada en una surgencia de agua salada. La presencia de algunas especies bastante raras a nivel nacional, incluso europeo aumenta el interés por conservar este sistema. Los resultados presentados confirman la idoneidad de las macroalgas para evaluar la calidad ecológica en las aguas de transición. ABSTRACT The Mediterranean basin is rich in marshes of great ecological, social and economic value whose surfaces have been reduced by human influence. They are threatened systems, very interesting from the biodiversity conservation point of view although very few data exist on their macroalgal assemblages. The Pego-Oliva marsh is located in the east of the Iberian Peninsula close to the Mediterranean coast with warm annual average temperature and fairly high precipitation. The objectives of this thesis are to analyze the main factors that affect the composition and distribution of macroalgal species of the Pego-Oliva marsh, to study ecological ranges and indicator values of species, to test the feasibility of using macroalgae for monitoring Mediterranean marshes, and to perform a taxonomic and phylogenetic study of the main species, especially red algae, to assess the interest of the marsh in a Spanish, European and global context. Twenty three sites were visited over a period of two years: 5 sampling points for each of the 2 studied rivers (Racons and Bullent), 5 freshwater and 2 saltwater springs, 4 irrigation ditches and 2 rice fields. 570 samples of macroalgae and benthic microalgae were collected. Water temperature, pH, conductivity, dissolved oxygen, photosynthetic active radiation and current velocity were measured. Water samples were analyzed for NO3--N, NO2--N, NH4+-N, PO43--P, TN, and TP. Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) large subunit gen (rbcL) were sequenced to identify the identity of some species. A Generalized Linear Model (GLM) was applied to predict significant relationships between macroalgal species and environmental variables, and Canonical Correspondence Analysis (CCA) was used to evaluate the variability in the community structure in relation to the environmental variables. The potential use of the species sampled as an indicator of different groups of habitats was examined with the indicator species analysis (Indval). The main factors explaining the distribution of macroalgal assemblages in the Pego-Oliva marsh are conductivity and dissolved oxygen, and, with a lower weight, the ammonium concentration. Calothrix parietina, Chaetophora tuberculosa, Draparnaldia mutabilis, Homoeothrix juliana, Leptolyngbya angustissima and Sheathia arcuata are indicators of freshwater springs and Chaetophora elegans, Homoeothrix juliana, Phormidium formosum, Schizothrix fasciculata, Sheathia arcuata and Tapinothrix crustacea are indicators of the source of Bullent River. Calothrix pulvinata, Phormidium tergestinum, Tapinothrix violacea, Thorea violacea and Ulva intestinalis are indicators of eutrophic salt springs while Batrachospermum cf. gelatinosum, Kumanoa mahlacensis and Microcoleus autumnalis are associated with irrigation ditches. Cladophora glomerata, Compsopogon coeruleus, Polysiphonia subtilissima and Ulva flexuosa are the most widespread species and have the broadest ecological ranges in the marsh. Polysiphonia subtilissima, a species with a global marine distribution, is confirmed from intermediate stretches of Bullent River. Kumanoa mahlacensis, rare in a European context, has been reported the first time in Europe in an irrigation ditch in the marsh. Hildenbrandia angolensis and Thorea violacea are considered tropical or subtropical species. While the first is linked to oligotrophic and low light intensity conditions, the second was only collected in a saltwater spring. The presence of several species which have a very restricted distribution in Europe or worldwide increases the interest in conservation of the marsh. The data presented confirm that macroalgal assemblages can be used to evaluate water quality in transitional systems.
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    Funcionalidad de los humedales mediterráneos en paisajes agrícolas. Factores responsables de la variabilidad espacial y temporal de la retención de N y P= Mediterranean wetland functionality in agricultural landscapes. Driving factors for spatial and temporal variability in N and P retention.
    (2013-12-10) García García, Victoria; Gómez Cerezo, Rosa María; Departamento de Ecología e Hidrología
    La contaminación difusa procedente de la agricultura contribuye significativamente al incremento de la concentración de nitrógeno (N) y fósforo (P) en los ecosistemas acuáticos continentales, siendo éste un grave problema en la gestión del agua. En las regiones mediterráneas más áridas, como el sureste ibérico, este problema se ve agravado debido a los escasos caudales de los cursos de agua, que disminuyen su capacidad de dilución de solutos y los hace especialmente sensibles a la eutrofización. Está globalmente reconocido que los humedales reducen el flujo de nutrientes desde los ecosistemas terrestres a los acuáticos, siendo así utilizados en el tratamiento de la contaminación difusa en zonas agrícolas, urbanas e incluso mineras. Sin embargo, la diversidad de procesos implicados en la retención de nutrientes determina que la eficiencia de retención de los humedales pueda variar en función del clima y la hidrología. En este sentido, la funcionalidad de los humedales mediterráneos del sureste ibérico para la retención de nutrientes en paisajes agrícolas es en gran medida desconocida. En este contexto, en la presente tesis se plantean cuatro objetivos generales: 1. Conocer la eficiencia de retención de N y P de los humedales asociados a sistemas de drenaje, así como su variación temporal en un ciclo hidrológico. 2. Conocer si existen diferencias en la retención de N y P entre el compartimento superficial y subsuperficial de estos humedales. 3 Analizar los factores ambientales que afectan a la retención de N y P. 4. Analizar la variabilidad espacial, a lo largo del eje longitudinal de los humedales, de la eficiencia de retención de N y P en ambos compartimentos. En base a estos objetivos, se seleccionaron 2 humedales (Taray y Parra) asociados a sistemas de drenaje de cuencas agrícolas del sureste ibérico. En ambos, se tomaron mensualmente muestras de agua superficial y subsuperficial a lo largo de un ciclo hidrológico y se midió la concentración de las diferentes fracciones de N y P. Además, se midieron distintas variables físico-químicas e hidrológicas. Tras ello, se analizó la variabilidad espacial y temporal de la retención de N y P en ambos compartimentos, y con la aplicación de diversos test estadísticos, se llegó a las siguientes conclusiones generales: 1. Los humedales mostraron altas eficiencias de retención de N en ambos compartimentos y frente a elevadas concentraciones de N. El clima cálido parece constituir una ventaja para la retención de N en los humedales mediterráneos. 2. El NO3- fue la fracción mayoritaria del N y mostró los mayores porcentajes de retención. Su variabilidad temporal fue menor en el c. subsuperficial. 3. Las mayores eficiencias de retención de NO3- se registraron en verano. 4. Las eficiencias de retención de NH4+ y de NOT fueron muy inferiores y más variables en el tiempo que las de NO3-. Ningún factor ambiental de los estudiados explicó su variabilidad temporal. 5. El c. subsuperficial mostró una mayor eficiencia de retención de NO3- que el superficial, pero el escaso caudal subsuperficial de los humedales determinó que la carga de NO3- retirada en este compartimento fuese muy inferior a la del superficial. 6. A escala de humedal, el Taray retuvo P mientras la Parra lo exportó. 7. La eficiencia de retención de N y P en los humedales estudiados no mostró un carácter lineal, es decir, el incremento en la longitud del humedal, no generó un incremento proporcional en la retención de nutrientes. 8. La mayor eficiencia de retención de NT y NO3- (99.9% del NT) se observó en los primeros 100 m de humedal. La retención de NH4+ en el c. superficial fue mayor en el último tramo del humedal, donde las altas concentraciones de NH4+ pudieron estimular su asimilación microbiológica. La retención de NOT, PT y PRS no mostró ningún patrón de variación espacial estadísticamente significativo entre tramos. 9. La protección y/o restauración de los humedales asociados a sistemas de drenaje podría ser una herramienta útil para controlar la contaminación difusa en cuencas agrícolas. Summary Nonpoint source pollution from agriculture areas contributes significantly to increase nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations in freshwater ecosystems, being this a major problem in water management. In the most arid areas of Mediterranean region, such as the Iberian southeast, this problem is specially accused because the majority of aquatic ecosystems have low discharges that diminish their solute dilution capacity, and this make them especially sensitive to eutrophication It is globally recognised that wetlands reduce the flow of nutrients from terrestrial to aquatic ecosystems, being used in the diffuse pollution treatment in agricultural, urban and even mining zones. However, the diversity of processes involved in nutrient retention determines that retention efficiency in wetlands can vary in function of climatic conditions and hydrological regimes. In this sense, the functionality of Mediterranean wetlands, in the Iberian southeast, for nutrient retention in agricultural landscapes is largely unknown. In this context, in the present thesis four general objectives were established: 1. To know the N and P retention efficiency of wetlands associated to drainage systems, as well as, its temporal variability over a hydrological cycle. 2. To know if exist differences in the N and P retention efficiency between the surface and subsurface compartments of these wetlands. 3. Analyse the environmental factors that affect to N and P retention. 4. Analyse the spatial variability, along the longitudinal axis of wetlands, of the N and P retention efficiency in both compartments. Basing on these objectives, we selected two wetlands associated to drainage systems of agricultural catchments in the Iberian southeast (Taray and Parra). In both wetlands, surface and subsurface water samples were collected once a month during a hydrological period and the concentration of the different N and P forms were analysed. In addition, different physicochemical and hydrological variables were measured. Thus, the spatial and temporal variability for N and P retention efficiency was analysed in both wetlands components and next conclusions were established: 1. The wetlands showed high N removal efficiencies at both surface and subsurface components, even for high inflow N concentrations. The warm temperature in the Mediterranean wetlands can be an advantage for N removal. 2. NO3- was the main N form and showed the highest retention percentages. Its temporal variability was lower in the subsurface component. 3. The highest NO3- retention efficiency was observed in summer. 4. The NH4+ and TON retention efficiencies were much lower and more variable through the study period than the NO3- efficiency. The studied environmental factors did not explain their temporal variability. 5. The subsurface component showed a higher NO3- retention efficiency than the surface component, but the lower subsurface discharge defined that the NO3- load removed at the subsurface was much lower than at the surface. 6. At the wetland scale, P was retained in Taray wetland but it was exported in Parra wetland. 7. The N and P retention efficiency in the study wetlands did not show a linear nature, that is, the increase in the wetland length did not cause a proportional increase in the nutrient retention. 8. The highest TN and NO3- (99.9% of TN) removal within wetlands was observed in the first 100 m. The NH4+ retention efficiency at the wetland surface was higher in the last wetland reach, where the high inflow NH4+ concentrations could stimulate the microbial immobilization. TON, TP and SRP retention efficiencies did not show any consistent spatial pattern. 9. The conservation and/or restoration of wetlands associated to drainage systems could be an appropriate tool for the control of non-point pollution in agricultural catchments.
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    Géopolitique de l éau dans l Éspagne des autonomies : enjeux et rivalités de pouvoirs pour la région de Murcie= Geopolítica del agua en la España de las autonomías: rivalidades de poder y desafíos en la Región de Murcia
    (2016-05-06) Salinas Palacios, Darío; Gutiérrez Espada, Cesáreo; Cervell Hortal, María José; Facultad de Biología
    ABSTRACT This year’s approval of Management Plan of the Hydrographical Basin of Tagus that was established by the Water Framework Directive in 2009 has been blocked due to political tensions about the future of the Tagus-Segura transfer. Several spanish autonomous communities (regions) are confronted with “a debit minimum” to improve the good ecological state of water by 2015. This transfer is actually one of the main symbols of the Spanish hydraulic policy and a promoter of regional development on agriculture and tourism for the south-eastern Spain. International Tagus Basin requires fulfilling the commitments under the Albufera Convention signed in 1998 between Spain and Portugal. A Decentralized territorial model, different economic choices, droughts and the omnipresence of regional identity discourses in politics strengths a tendency for Spanish politicians to wish to become « owners » of the water. The results of the negotiations depend on local policies and their articulation at national and European level, as well as environmental considerations. La reciente aprobación en 2014 del plan hidrológico de la Cuenca del Tajo, establecido por la directiva marco del Agua en 2009, fue bloqueado principalmente por tensiones entre varias comunidades autónomas españolas en relación a la fijación de un caudal mínimo necesario para alcanzar el buen estado ecológico de las aguas en 2015. Estas rivalidades de poder territoriales están sujetas al futuro del trasvase Tajo-Segura, símbolo de la política hidráulica española y factor determinante del desarrollo agrícola y turístico del sureste español. Por otro lado, el carácter internacional de la cuenca del Tajo implica el cumplimiento de los compromisos adquiridos entre España y Portugal tras la firma de la convención de la Albufeira. El modelo territorial descentralizado, los factores económicos, la sequía y la omnipresencia de discursos identitarios acentúan en España la convicción según la cual existirían propietarios del agua. Los resultados de las negociaciones dependen tanto de las estrategias locales y su articulación a nivel nacional y europeo como de consideraciones ecológicas.
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    Gestión conjunta de recursos hídricos a escala local. Aplicación del modelo Simges al caso de Hellín (Albacete)
    (2013-09-04) Pérez Sánchez, Julio; Senent Aparicio, Javier; Facultad de Biología
    OBJETIVOS En la década de los 90, España ha alcanzado lo que se conoce como “madurez hídrica”, es decir, que su demanda total ha sobrepasado la mitad de sus recursos. Frente a estas presiones sobre los recursos hídricos y ante un crecimiento de la demanda agraria en torno a un 33% en los próximos 40 años, se hace necesario el planteamiento de una modificación en la independencia del uso de recursos llevada hasta el momento. Debido a la interrelación que existe entre aguas subterráneas y superficiales, así como de la exigencia lógica de considerar el uso conjunto y/o alternado de ambas, el agua se debe analizar como recurso único. Las ventajas que representa el uso conjunto de los embalses superficial y subterráneo, consisten fundamentalmente en alcanzar unas garantías de suministro cercanas al 100%, con un costo relativamente bajo. Obtener estas garantías con embalses de superficie únicamente tendría un costo excesivamente elevado y la mayor parte de las veces no rentable. Se ha seleccionado el municipio de Hellín como aplicación de estas consideraciones, ya que prácticamente, la totalidad del mismo se asienta sobre masas de aguas subterráneas (95,94%), hecho que resalta la gran importancia que tienen los acuíferos y sus recursos asociados con el desarrollo y la actividad económica de la zona. En este sentido, se han evaluado las distintas alternativas que ofrece el término en relación con los recursos disponibles, tanto superficiales como subterráneos, así como las aportaciones y demandas asociadas, la localización geográfica y la posibilidades de interrelación entre recursos superficiales y “embalses” subterráneos. Además, los regadíos que se abastecen con aguas procedentes del río Mundo a través del llamado canal de Hellín, son los que tienen mayor importancia en el municipio (38%), seguido por las aguas subterráneas que representan el 34,51% del total de la superficie. Ambas unidades abarcan más del 70% de la superficie de regadío de Hellín, lo que da una idea de los posibles beneficios de la integración y regulación de los recursos utilizados por ambas. Este canal atraviesa en el último tramo de su recorrido el límite sur del llamado acuífero del Boquerón, lo que lo hace idóneo para que funcione como embalse regulador del sistema local, recibiendo los excedentes de los recursos superficiales del citado canal y aportando parte de los volúmenes demandados, participando activamente en la regulación del sistema hídrico asociado. METODOLOGIA Una vez determinadas las posibilidades del sistema de gestión hídrica que se pretende analizar, se han evaluado las distintas alternativas planteadas (gestión independiente actual y gestión conjunta) mediante la aplicación de SIMGES. Este modelo, desarrollado por la Universidad Politécnica de Valencia, permite la incorporación de acuíferos al subsistema de agua superficial como un “depósito” más de regulación, que almacena agua durante épocas de excedentes y la suministra, cuando existe déficit. Para los subsistemas superficiales el flujo es calculado simplemente por continuidad o balance, mientras que para el subsistema subterráneo, representado por el acuífero del Boquerón, se ha empleado el modelo distribuido de flujo lineal que proporciona AQUIVAL, integrado en el mismo paquete que el SIMGES (AQUATOOL). RESULTADOS La simulación confeccionada caracterizando el sistema de gestión hídrica actual sin interconexión entre los recursos superficiales y subterráneos pone de manifiesto la insostenibilidad en el ritmo de explotaciones que se realizan sobre el acuífero del Boquerón a medio plazo, debido a una bajada en los niveles piezométricos locales que superarían la capacidad de las infraestructuras de extracción instaladas. Alcanzada la profundidad máxima de los sondeos, todas las comunidades de regantes de la zona se verían afectadas directamente en las dotaciones asignadas, reduciéndose drásticamente las garantías y, consecuentemente, la rentabilidad de la producción asociada. Sin embargo, en el escenario que refleja la gestión conjunta se demuestra que la recuperación de los niveles piezométricos es casi inmediata en las proximidades de la zona de recarga, así, como la amortiguación de las bajadas en el resto del acuífero. Esto asegura un mantenimiento de las explotaciones actuales a medio y largo plazo, así como un aumento de las garantías de suministro de todas las comunidades de regantes relacionadas directa e indirectamente con el acuífero regulador del sistema. OBJETIVES In the 90´s, Spain has reached what is known as water maturity, that is to say, that its total water demand has exceeded half of its resources. Opposite to these pressures on the water resources and before a growth of the agrarian demand concerning 33% in the next 40 years, the exposition of a modification becomes necessary in the independence of the use of water resources taken up until now. Due to the relationships between underground and superficial water, as well as of the logical demand of considering the joint and/or alternating use of both, water must be considered as a unique resource. The advantages of the joint use of the superficial and underground resources consist of reaching guarantees of supply near to 100 %, with a relatively low cost. Obtaining these guarantees only with surface resources would have a high cost and not profitable most of the times. The use of aquifers, as reservoirs of regulation, can focus, in addition to natural regulation (balance between natural recharge and extractions), as artificial one, in which the water earnings increase deliberately to the aquifer, by means of artificial recharges. This system allows "to regulate" waters that are not necessarily coming from the aquifer, and that would not have another opportunity to be useful. The artificial recharge uses the capacity of reservoir of the aquifer, refilling its empty spaces due to a natural process or the extractions. To verify these considerations Hellín has been selected because almost the total of its surface settles on masses of groundwater (95,94 %), a fact that highlights the great importance of aquifers and its resources associated with the development and the economic activity of the area. According to this, different available alternatives there have been evaluated, related to the joint use of resources, as well as the contributions and associate demands, the geographical location and the possibilities of interrelation between superficial resources and underground "reservoirs". In addition, irrigations supplied by resources from the river Mundo through the Hellín channel, are the ones which have major importance in the municipality (38 %), followed by the ones that use groundwater resources that represents 34,51 % of the whole of the surface. Both units include more than 70 % of the surface of irrigation of Hellín, what gives an idea of the possible benefits of the integration and regulation of the both resources. This channel crosses the Boquerón aquifer in its south limit near Hellín, what makes possible the use of this aquifer as a regulatory reservoir of the local system, receiving the surpluses of the superficial resources of the channel and contributing part of the demanded volumes, taking part in the regulation of the local water resources management. METHODOLOGY As soon as the possibilities of the system have been taken into account, the different alternatives have been analyzed (current independent management and joint management) by means of the application of SIMGES. This model, developed by the University of Valencia, allows the aquifer to be incorporated in the surface water resources subsystem as one more regulation reservoir, which stores water during periods of surpluses and gives it, when deficit exists. In superficial subsystems the flow is simply calculated by continuity on balance and the underground subsystem has been represented by the use of the distributed model of linear flow that provides AQUIVAL, integrated into the same programme as the SIMGES (AQUATOOL). RESULTS The simulation characterizing the system of current water management without interconnection between the superficial and underground resources reveals the unsustainable rhythm of developments realized on aquifer in medium-term, due to descent in hydraulic levels which overcome the capacity of the installed infrastructures of extraction. Once the maximum depth of the wells is reached, all the communities of farmers of the area would turn out to be affected, diminishing drastically the guarantees and, therefore, the profitability of the associate production. Nevertheless, the scene of the joint management demonstrates that the recovery of the hydraulic levels is almost immediate in the proximities of the area of recharge, and also the muffling of the descents in the rest of the aquifer. This ensures the maintenance of the current developments in long term, as well as an increase of the guarantees of supply of all the related farmer communities related to the aquifer.
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    Patrones de diversidad en ecosistemas acuáticos continentales : nuevas aportaciones usando coleópteros a diferentes escalas espaciales
    (2016-02-11) Picazo Mota, Félix; Millán Sánchez, Andrés; Moreno Alcaraz, Jose Luis; Sánchez Fernández, David; Facultad de Biología
    El objetivo general de esta tesis es profundizar en el conocimiento que se tiene sobre los patrones de diversidad que las comunidades biológicas muestran en ecosistemas acuáticos continentales, la comprensión de los principales factores que los determinan y su variación a diferentes escalas espaciales, prestando especial atención a las particularidades y oportunidades de estudio derivadas del carácter lótico o lenítico de los hábitats. Para ello se ha trabajado un amplio rango de enfoques (taxonómico, funcional y ecológico), a distintas escalas espaciales (desde comunidades locales del sureste ibérico hasta inventarios completos de diferentes regiones con entidad biogeográfica del Paleártico occidental), y utilizando coleópteros como indicadores de biodiversidad acuática, de forma que, en última instancia, toda esta información resulte útil para ser implementada en futuras políticas de conservación de la naturaleza. En los capítulos 1 y 2 se estudia la contribución que los cuerpos de agua estancada realizan a la diversidad regional de coleópteros acuáticos, tanto en su conjunto como para cada uno de los tipos de hábitat establecidos. El primer capítulo se centra únicamente en la composición de las comunidades, mientras que el segundo trata, además, el modo en que éstas se estructuran. En ellos se constata la importancia que estos ambientes tienen no sólo para los especialistas leníticos, sino también para un amplio espectro de especies facultativas. También se destaca el papel de las pozas naturales en términos de riqueza total de especies y de las lagunas endorreicas próximas a ambientes salinos en términos de riqueza de endemismos. En el capítulo 2 se identifica la conductividad como la variable que mejor explica las diferencias en la composición de las faunas, mientras que el grado de perturbación de origen antrópico es el principal responsable del patrón de anidamiento detectado. Al analizar los sitios dulces y salinos de manera independiente, ambas variables juegan papeles diferentes tanto en la composición como en la estructura. El nivel de perturbación se muestra de nuevo la variable que mejor explica el patrón de anidamiento para agua dulce, mientras que en sitios salinos lo es la conductividad. En el capítulo 3 se introduce un enfoque funcional, y se demuestra que la riqueza de especies de las distintas familias de coleópteros acuáticos está significativamente relacionada con su diversidad de rasgos, tanto biológicos como ecológicos. No obstante, hubo familias que presentaron mayor o menor diversidad de rasgos biológicos de la que cabría esperar en función de su diversidad taxonómica. Los resultados apuntan hacia un predominio de procesos de filtrado del hábitat en arroyos de cabecera mientras que factores de tipo biótico, por ejemplo competencia entre especies, serían más relevantes en hábitats a priori menos estresados como los ambientes leníticos. Como resultado del estudio taxonómico detallado de las comunidades acuáticas realizado en los capítulos anteriores, en el capítulo 4 se describe una nueva especie para la ciencia: Stictonectes abellani. La información se completa con la estimación de la distribución potencial y las preferencias ambientales de las 3 especies del género endémicas de la península Ibérica. Finalmente, en el capítulo 5 se constata, a una escala espacial más amplia, la existencia de patrones latitudinales de diversidad alfa y gamma diferentes para especialistas lóticos y leníticos, así como un descenso de diversidad beta con la latitud para ambos grupos de taxones. Estos hallazgos confirman el papel clave que la capacidad de dispersión, enmarcada en los cambios climáticos del Pleistoceno, juega en la configuración de los patrones de diversidad observados en el Paleártico occidental, y que en última instancia tiene su origen en la distinta estabilidad (a largo plazo) que presentan ambos tipos de hábitat. The main goal of this thesis is to increase the existing knowledge about diversity patterns displayed by biological communities in freshwater ecosystems, the understanding on the main factors underlying them and their performance at different spatial scales, especially focusing on the particularities derived from the lotic-lentic divide. For that purpose, different approaches (taxonomic, functional and ecological), at different spatial scales (from local assemblages of Iberian southeast to whole inventories of different biogeographic regions in the Western Palaearctic), and using beetles as surrogates of aquatic biodiversity, so that, all this information can be finally useful to be implemented in future nature conservation policies. Chapters 1 and 2 deal with the contribution of standing water bodies to regional diversity of water beetles, both for the whole set of localities and for each of the habitat types established. The former is focused exclusively on the local assemblage composition, whereas the latter also tackles the way in which they are structured. Both chapters confirm the importance that these systems have not only for lentic specialist but also for a wide spectrum of facultative species. The role of natural pools in terms of total richness and endorheic lagoons close to saline habitats in terms on endemic richness is highlighted as well. Chapter 2 shows that conductivity is the most explanatory variable for differences in assemblage composition, whereas the degree of anthropogenic impact is the main responsible for the nestedness pattern detected. When fresh and saline water bodies were analyzed independently the two mentioned variables played different roles both in the assemblage composition and structure. The degree of anthropogenic stress was again the most explanatory variable for the nestedness pattern showed by the fresh water sites, whereas for saline sites was conductivity. Chapter 3 includes a functional approach and demonstrates that the species richness of the different water beetle families is significantly related to their biological and ecological trait diversities. However, there were families which displayed higher or lower biological trait diversity than expected in relation to their taxonomic diversity. These results point to the predominance of habitat filtering processes in headwater streams whereas biotic factors, such as interspecific competition, would be more relevant in a priori less stressed habitats as some lentic systems are. As a result of the detailed taxonomic study of the water beetle assemblages carried out in the previous chapters, in chapter 4 a new species for science is described: Stictonectes abellani. Such information is completed with the estimation of the potential distribution and the environmental preferences of the 3 Iberian endemic species of the genus. Finally, chapter 5 evidences, in a wider spatial scale, the existence of contrasting latitudinal patterns of alpha and gamma diversity for lotic and lentic specialist, as well as the decrease of beta diversity as latitude increases for both groups of species. Such findings prove the key role that dispersal ability, framed in the Pleistocene climate changes, plays in shaping the diversity patterns observed in the Western Palaearctic, which is finally originated by the contrasting long-term stability displayed by both kinds of habitats.
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    Retos para la conservación de los macroinvertebrados acuáticos y sus hábitats en la Península Ibérica = Challenges for the conservation of aquatic macroinvertebrates and their habitats in the Iberian Peninsula
    (2015-02-05) Guareschi, Simone; Millán Sánchez, Andrés; Velasco García, Josefa; Abellán Ródenas, Pedro; Facultad de Biología
    Esta tesis aborda diferentes retos relacionados con la conservación de la biodiversidad acuática en la península ibérica utilizando los macroinvertebrados acuáticos como sistema modelo. Esta información pretende contribuir a un mejor conocimiento de los factores que determinan y amenazan la biodiversidad de macroinvertebrados acuáticos así como proporcionar herramientas útiles para su conservación. Los Capítulos 1 y 2 se centran en la búsqueda y evaluación de posibles sustitutos o indicadores de biodiversidad en ecosistemas acuáticos, mientras que el capítulo 3 está dedicado a testar la eficacia de las redes de áreas protegidas en la representación de la biodiversidad de macroinvertebrados. En el capítulo 4, a partir de nuevos registros de un insecto acuático invasor detectado a lo largo de la península ibérica, se proporcionan mapas globales de distribución potencial considerando que la prevención de invasiones biológicas es la estrategia más efectiva para evitar problemas de conservación y nuevas expansiones. El Capítulo 1 revela que los parques nacionales de montaña en España contienen un porcentaje importante de la biodiversidad ibérica con respecto a las familias de macroinvertebrados. La riqueza de familias de Coleoptera muestra la correlación más alta con los otros grupos taxonómicos y puede ser propuesta como un sustituto/indicador de la biodiversidad de macroinvertebrados en las zonas montañosas bien conservadas. Tal indicador taxonómico podría complementarse con el uso de la riqueza de familias de Odonata en ambientes estancados. El Capítulo 2 presenta una evaluación del funcionamiento de un grupo carismático (aves acuáticas) como sustituto de la biodiversidad de macroinvertebrados en humedales. Los resultados muestran una concordancia limitada entre la composición de la comunidad de aves acuáticas y macroinvertebrados, así como correlación no significativa o negativa entre las métricas de riqueza taxonómica. Ambos grupos muestran diferentes respuestas a gradientes ambientales, y por lo tanto las aves acuáticas se pueden considerar malos indicadores de la biodiversidad acuática en estos ecosistemas. El Capítulo 3 proporciona el primer intento de evaluar la efectividad de las redes de áreas protegidas en la representación de los componentes alfa, beta y gamma de la diversidad tanto taxonómica como funcional de macroinvertebrados a diferentes escalas espaciales. Los resultados muestran un funcionamiento de las áreas protegidas marcadamente diferente en el mantenimiento de la diversidad taxonómica y funcional de macroinverebrados, y apuntan a un sesgo en la representación de determinados hábitats acuáticos dentro de las redes de reservas. Tal desajuste llama a la prudencia en cuanto al uso de cualquier componente de una diversidad como un sustituto para los demás, y hace hincapié en la importancia de adoptar un enfoque integral para la conservación de la biodiversidad en los ecosistemas acuáticos. El último capítulo se centra en Trichocorixa verticalis verticalis (Corixidae, Hemiptera), una de las pocas especies de insectos acuáticos consideradas como exóticas, y para la que se han detectado nuevos registros de poblaciones importantes en numerosos humedales Ramsar en Andalucía (suroeste de España). Los mapas predictivos de distribución potencial obtenidos sugieren que este coríxido puede extenderse mucho más allá de su área de distribución actual y encontrar condiciones habitables en áreas templadas a lo largo de una amplia gama de latitudes. Además, al considerar un escenario climático futuro, el área de idoneidad muestra cambios limitados en comparación con la distribución potencial actual. Los resultados permiten la detección de zonas de contacto entre áreas actualmente colonizadas y áreas potenciales de invasión, así como zonas con alto nivel de idoneidad que coinciden con áreas reconocidas como puntos calientes de biodiversidad a nivel mundial. La combinación de estos resultados entronca con algunos de los retos claves para la conservación de la biodiversidad de macroinvertebrados acuáticos (indicadores de biodiversidad, eficacia de las áreas protegidas y potenciales amenazas a la biodiversidad) y proporciona información útil acerca de temas claves para gestores y biólogos de la conservación. Abstract This thesis addresses different challenges related to the conservation of freshwater biodiversity in the Iberian Peninsula using aquatic macroinvertebrates as a model system. This information will contribute to a better understanding of the determinants that affect and threat aquatic macroinvertebrate biodiversity and, aims to provide insights for use in nature conservation policies. Chapters 1 and 2 focus on the assessment of potential biodiversity surrogates in aquatic ecosystems, while Chapter 3 is dedicated on the effectiveness of protected areas networks in representing freshwater diversity. In Chapter 4, starting from new records of an alien aquatic insect detected in the Iberian Peninsula, global potential distribution maps for this species are produced since the prevention of biological invasions is the most cost-effective way to avoid problems related with nature conservation. Chapter 1 reveals that mountainous national parks in Spain contain a large percentage of the overall Iberian biodiversity with respect to aquatic macroinvertebrates at family level. Coleoptera family richness displays the highest correlation with the other taxonomic groups and remaining richness values and may be used as a macroinvertebrate biodiversity surrogate in well preserved mountainous areas. Such a taxonomic indicator could be complemented by the use of Odonata family richness in case of standing waters. Chapter 2 assesses the performance of a charismatic group (waterbirds) as surrogate of macroinvertebrates biodiversity in wetlands. The results show limited concordance between the community composition of waterbirds and macroinvertebrates, and negligible or negative correlations between the metrics of their taxonomic richness. Contrasting responses to environmental gradients were detected and waterbirds can therefore be considered poor indicators of aquatic biodiversity in these ecosystems. Chapter 3 provides the first attempt at assessing the effectiveness of protected areas in representing alpha, beta and gamma components of taxonomic and functional macroinvertebrate diversity at different spatial scales. The main findings highlight the contrasting performance of reserve systems in the maintenance of taxonomic and functional freshwater diversity, and point to a bias in environmental representation within protected area networks. Importantly, this mismatch means that caution should be exercised when using any one diversity component as a surrogate for others, and emphasizes the importance of adopting an integrative approach to biodiversity conservation in aquatic ecosystems. The last chapter focuses on Trichocorixa verticalis verticalis (Corixidae, Hemiptera), one of the few exclusively aquatic insects that can be considered as an alien species, and for which large populations have been newly recorded in numerous Ramsar wetlands in Andalusia (south-west Spain). The predictive maps obtained of current potential distribution suggest that this corixid may expand well beyond its current range and find inhabitable conditions in temperate areas across a wide range of latitudes. When considering a future climatic scenario, the suitability area showed only limited changes compared with the current potential distribution. The results allow the detection of potential contact zones among currently colonized areas and potential areas of invasion, as well as zones with a high level of suitability overlapping areas recognized as global biodiversity hotspots. These results, taken as a whole, point to some of the main challenges for the conservation of aquatic macroinvertebrate biodiversity (biodiversity surrogates, reserve performance and biodiversity threats) and provide useful information about important topics that concern protected area managers and conservationists.