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7_javier_galindo

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Metodologías aplicadas y resultados obtenidos en el seguimiento de los efectos del cambio global en los ecosistemas acuáticos de Sierra Nevada.

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  1. 1. SEGUIMIENTO DE CAMBIO GLOBAL EN LOS ECOSISTEMAS FLUVIALES DEL ESPACIO NATURAL DE SIERRA NEVADA
  2. 2. FINALIDAD: Entender, cuantificar y modelar las relaciones existentes en la cascada Atmósfera-hidrosfera- biosfera en los ecosistema de alta montaña de Sierra Nevada desde la perspectiva del cambio global ¿QUÉ BUSCAMOS?
  3. 3. Registros desde 1850, muestran una clara tendencia ascencente acentuada desde principios del siglo XX. Fuente IPPC 2007. ¿PORQUÉ HACEMOS ESTO? La mayoría de modelos desarrollados muestran una clara tendencia ascendente para los próximos 100 años estimada en ascensos entre 2 y 4ºC con respecto al último decenio. Fuente: IPPC 2007 EN LOS ECOSISTEMAS FLUVIALES MEDITERRÁNEOS ESTOS CAMBIOS SE PUEDEN ACENTUAR EXPONENCIALMENTE
  4. 4. EN LOS ECOSISTEMAS FLUVIALES MEDITERRÁNEOS DE AMBIENTES ALPINOS ESTOS CAMBIOS SE PUEDEN ACENTUAR EXPONENCIALMENTE ¿PORQUÉ HACEMOS ESTO?
  5. 5. QUÉ ESPERAMOS QUE OCURRA EN LOS ECOSISTEMAS FLUVIALES? RÉGIMEN TEMPERATURAS PLUVIOMETRÍAATMÓSFERA HIDROSFERA AGUAS DE PRECIPITACIÓN AGUAS DE DESHIELO GLACIAR CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA BIOSFERA CAMBIOS EN COMUNIDADES DE MACROINVERTE BRADOS BÉNTÓNICOS CAMBIOS EN COMUNIDADES PISCÍCOLAS CAMBIOS EN MACROALGAS Y MACRÓFITAS CAMBIOS HIDROMORFOLÓGICOS Y FISICO-QUÍMICOS
  6. 6. EL CASO DE LOS ALPES: OTROS POSIBLES EFECTOS DEL CAMBIO GLOBAL
  7. 7. CUÁLES VAN A SER NUESTROS INDICADORES INICIALES DE CAMBIO GLOBAL?? ESTUDIO DE PRESIONES E IMPACTOS A NIVEL LOCAL COMPLEMENTARIO A DMA FACTORES ABIÓTICOS TEMPERATURA AMBIENTAL Y DEL AGUA FACTORES BIÓTICOS CAUDALES E HIDRODINÁMICA ÍNDICES DE HÁBITAT FLUVIAL COMUNIDADES DE RIBERA MIRLO ACUÁTICO MACROINVERTEBRADOS ACUÁTICOS TRUCHA COMÚN CORRELACIÓN ?
  8. 8. ABIÓTICOS Físico-química del agua: Sólidos en suspensión, pH, conductividad, oxígeno. Toma puntual y en continuo Temperatura del agua y ambiental. Cambios espacio-temporales. Toma en continuo. Caudales y grado de aportación del deshielo. Cuantificación, frecuencia y rango temporal de crecidas y sequías. Indice de hábitat fluvial (IHF) e índice de refugios (IR) Estudio de presiones e impactos antrópicos con objeto de descartar influencia en el resto de variables tomadas y facilitar la gestión. BIÓTICOS: Macroinvertebrados bentónicos: (IBMWP, Kicks): Estudio cuantitativo y cualitativo para identificar los posibles cambios espaciotemporales en la riqueza taxonómica, abundancia de los principales órdenes y familias de macroinvertebrados bentónicos. Estudio de especies diana. Trucha común: Estudio de distribución, estructura poblacional, densidad, biomasa, fenología y eficiencia de conversión. Mirlo acuático: Estudio de fenología reproductiva, alimentación y tasa de crecimiento. Movimientos estacionales. Vegetación: QBR (Calidad bosque de ribera), distribución de comunidades, adaptación de índices de macrófitos (IM) e índice de
  9. 9. Trevélez Barrio Andarax Genil Dilar Monachil 6 ríos a estudio: 4 en cara norte y dos en cara sur Aplicación línea DÓNDE VAMOS A ACTUAL Y PORQUÉ?
  10. 10. # # # # # # Trevélez Barrio Andarax Genil Dilar Monachil 6 estaciones fijas de pesca eléctrica DÓNDE VAMOS A ACTUAL Y PORQUÉ?
  11. 11. # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # Trevélez Barrio Andarax Genil Dilar Monachil 22 estaciones fijas de calidad de hábitat y caudal DÓNDE VAMOS A ACTUAL Y PORQUÉ?
  12. 12. # # # # # # ## # # # ## # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # Trevélez Barrio Andarax Genil Dilar Monachil 17 estaciones extras de pesca eléctrica y calidad, desde el expediente del programa de recuperación de la trucha común DÓNDE VAMOS A ACTUAL Y PORQUÉ?
  13. 13. Tramo Estación Cuenca vertiente CUENCA TRAMO ESTACIÓN HITOS Impactos Señalización Infraestructuras Obstáculos Sólo impactos COMUNIDADES RIBERA DISTRIBUCIÓN ESPECIES DIANA ÍNDICES Y CARACTERIZ. HÁBITAT, MACROINVERT Y TRUCHA NIVELES DE ESTUDIO T I P O D E I N F O R M CÓMO ESTAMOS RECOGIENDO LA INFORMACIÓN??
  14. 14. COMO REGOGEMOS LOS DATOS DE PRESIONES E IMPACTOS (RECORRIDOS ÍNTEGROS) Y OTROS ELEMENTOS BIÓTICOS
  15. 15. COMUNIDADES DE RIBERA RÍO CACÍN km. lineales ocupados por comunidad vegetal 0,0000 5,0000 10,0000 15,0000 20,0000 25,0000 SA U C ED A-ZAR ZAL C AÑ A VER AL PIN A RJUN C A L SA U C ED A C H O P ER A ZAR ZAL "H ELE C HA L" AU LA G A R ZAR ZAL C O N C H O P O S C H O P ER A-TAR AJAL TAR AJAL TAR AJAL-ZAR ZAL ALA M ED A C H O P ER A-O LM ED A O LM ED A EU C A LIPTAL C H O P ER A-SA U C ED A EN C IN A R LONGITUDES TRAMO
  16. 16. ESPECIES MÁS SIGNIFICATIVAS LOCALIZADAS DURANTE EL CARTOGRAFIADO FLUVIAL. ACOTAMIENTO DISTRIBUCIÓN TRUCHA COMÚN TRAMO
  17. 17. HITOS MÁS REPRESENTATIVOS DE UN TRAMO 0 10 20 30 40 50 60 70 Cambio usos del suelo. Señalización Obras asociadas al cauce. Puentes Acequias Introducción exóticas Diques, azudes Deflectores, canalizaciones y otras obras Alteraciónde riberas Extracciones deagua Invernadero Accesos. Efluentes (Vertidos). Otros TRAMO
  18. 18. ESTACIÓN TRABAJANDO EN LA ESTACIÓN: FISICO- QUÍMICA DEL AGUA Cond 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Junta de los ríos 7 lagunas Bajo cástaras Depuradora Trevélez Busquistar Trevélez Bajo Junta G uadalfeo Cond O2 0 2 4 6 8 10 12 Junta de los ríos7 lagunas Bajo cástaras Depuradora Trevélez Busquistar Trevélez Bajo Junta G uadalfeo O2 DATOS EN CONTINUO DE TEMPERATURA MEDIANTE DATA-LOGGER A la espera de puesta en marcha de estaciones con autómatas de toma continua, datos puntuales de cond, o2, ph, y sólidos en suspensión Dependientes de cambios en la hidrología y porcentaje de agua de deshielo
  19. 19. PRIMEROS DATOS DE TEMPERATURAS
  20. 20. ESTACIÓN FACTORES ABIÓTICOS: CAUDALES Mediciones en continuo: 2 estaciones de aforo. Estaciones móviles. • Variaciones espacio- temporales (frecuencia y fecha de crecidas y estiajes). • Correlación con datos de los aportes deshielo, etc. Mediciones puntuales: 4 veces al año.
  21. 21. ESTACIÓN OTROS INDICADORES ABIÓTICOS Y LA VEGETACIÓN DE RIBERA INDICE HETEROGENEIDAD FLUVIAL Pardo et al. (2002) Muy dependiente de la hidrología El IHF valora aspectos físicos del cauce relacionados con la heterogeneidad de hábitats • Hidrología • Sustrato • Sedimentación INDICE DE REFUGIOS (Diego García de Jalón) Muy dependiente de la hidrología y cambios ambientales Complementa al IHF, aportando datos adicionales sobre: • Sombreado • Heterogeneidad • Taludes Fundamental para interpretar dinámica de la trucha común GRANULOMETRÍA DEL LECHO Y TALUDES Dependiente de hidrología y aportes de deshielo INDICE QBR (Qualitat del bosc de ribera): Cobertura, continuidad, naturalidad de las comunidades de ribera.
  22. 22. EL CASO DEL ÍNDICE IHF
  23. 23. FACTORES BIÓTICOS. QUÉ CAMBIOS SON ESPERABLES EN LOS ORGANISMOS?? • RANGOS DE DISTRIBUCIÓN ALTITUDINAL: • No hay desplazamiento. Adaptación evolutiva. • Hay desplazamiento sin adaptación. • Extinción con o sin desplazamiento. Sin adaptación. • CAMBIOS FENOLÓGICOS (asociación entre los ciclos de los organismos y los cambios ambientales): • Variaciones en la denominada fenología reproductiva, contrayendo o dilatando períodos o simplemente cambiando de fechas. • Cambios en otras variables (mudas, imagos, adultos, etc.). Ej. Perdiz nival.
  24. 24. HIPÓTESIS: Las variaciones en la hidrodinámica y físico-química del agua, ligadas a los cambios espacio-temporales de las aguas provenientes del deshielo, altera significativamente las comunidades de macroinvertebrados y trucha común MENOR TASA DE AGUA DE DESHIELO AUMENTO TEMPERATURA AGUA MENOR CAUDAL DISMINUCIÓN SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN AUMENTO VARIABILIDAD AMBIENTAL DIARIA DISMINUCIÓN DE CRECIDAS Y ADELANTO EN LA FECHA DE LAS MISMAS. AUMENTO DE LOS PERIODOS DE ESTIAJE AUMENTO TEMPERATURA AMBIENTAL DISMINUCIÓN PRECIPITACIONES MENOR DISPONIBILIDAD HÁBITAT FLUVIAL CÓMO CORRELACIONAMOS LOS FACTORES ABIÓTICOS CON LOS BIÓTICOS??
  25. 25. TRUCHA COMÚN CAMBIOS EN LA FENOLOGÍA* REPRODUCTIVA: Retraso en la época de freza y adelanto de la eclosión. Reducción eficiencia huevo/alevín REDUCCIÓN DE DISTRIBUCIÓN ESPACIAL: Desaparición en límites inferiores por aumento de temperatura ligado a aparición de patologías y disminución tasa reproducción. No posibilidad de colonización superior por barreras físicas. MAYOR EFICIENCIA DE CONVERSIÓN PUNTUALES: Mayor tasa de crecimiento derivado de altas temperaturas y mayores densidades derivado de la mayor disponibilidad de macroinvertebrados. Este efecto tiene un límite muy marcado. * relación entre los factores climáticos y los ciclos de los seres vivos
  26. 26. CULTIVO
  27. 27. E F M A M Y J JL A S O N D CICLO NORMAL CICLO ALTERADO INCUBACION Y PUESTAS ECLOSIÓN EJEMPLO DE ALTERACIÓN DE FENOLOGÍA REPRODUCTIVA DE LA TRUCHA COMÚN
  28. 28. E F M A MY J JL A S O N D INCUBACIÓN INC ECL OSIÓ N PUESTA MUDAS E C L O S I Ó N P U E S T A INCUBACIÓN La puesta coincide con bajón brusco de temperaturas EJEMPLO DE DATOS QUE SE PUEDEN OBTENER A PARTIR DE ESTA INFORMACIÓN. EL CASO DEL CANGREJO DE RÍO • Oscilación anual entre 21 y 2,8ºC. •desciende de 10ºc (temp. Inactividad). • Puesta coincidente con descenso brusco temp. Media y bajada de 10ºC.
  29. 29. capturas temp.media Pearson Correlation ,781(**) precipitación Pearson Correlation -,549 precip.acum Pearson Correlation -,615 fotoperiodo Pearson Correlation ,598(*) temp.media.minima Pearson Correlation ,786(**) temp.media.máxima Pearson Correlation ,767(**) • Las correlaciones muestran significancia entre temperaturas medias, mínimas y máximas con la presencia de hembras ovígeras. • Asimismo hay significancia entre temperaturas medias, mínimas y máximas y fotoperiodo con la capturabilidad de los individuos con nasas (Tasa de actividad). El fotoperíodo parece mostrarse como la variable principal que regula la fenología de la especie cuando la temperatura se muestra más constante. CORRELACIONES FACTORES AMBIENTALES CON FENOLOGÍA REPRODUCTIVA Y ACTIVIDAD DIARIA
  30. 30. 132 Días 10,6 Mínimo 14,2 MÁXIMO 12,4 MEDIA 1636GD 179 Días 10,6 Mínimo 12,2 MÁXIMO 11,32 MEDIA 2026 GD 198 Días 3,5 Mínimo 14,74 MÁXIMO 8,49 MEDIA 1681GD • Grados días muy variables dependiendo de oscilaciones diarias y variabilidad entre medias diarias. (1500-2026) • En la Serranía de Ronda se presenta el período de incubación más corto en toda su distribución mundial, con eclosiones a finales del mes de Marzo. SERRANÍA DE RONDA SIERRAS DE GRANADA FENOLOGÍA REPRODUCTIVA
  31. 31. ESTUDIO DE LA ICTIOFAUNA. CÓMO CAPTURAMOS LOS PECES? • Creación de una corriente eléctrica mediante: • Grupo electrógeno de gasolina. • Cátodo y ánodo. • Regulación de amperaje y voltaje mediante convertidor • Efectos causados en los peces: • Electrotaxis • Electrotétano • Electronarcosis
  32. 32. OTRAS VARIABLES ASOCIADAS AL ESTUDIO DE LA TRUCHA COMÚN ESTACIÓN • Estructura y Dinámica poblacional • Crecimiento (escamas) • Densidad y Biomasa • Rango de distribución • Mortalidad, reclutamiento, etc. • Límites poblacionales Comparación de la Biomasa de trucha común por Ríos para las Campañas 2005 y 2006 0 5 10 15 20 25 30 35 Aguam ulas AguascebasAlham a AlhoríAndaraxBayárcal BérchulesBorosa C acín C astril C hico D ílarFardes G enil G uadalentín G uadalquivirI G uadalquivirIIG uardal LanjarónM aderaM aitenaM ecinaM onachilN igüelasPaternaPoqueiraSeguraTrevelez TusZum eta Ríos Biomasa(gramos/m2 ) 2005 2006
  33. 33. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 GENIL DILAR MONACHIL TREVÉLEZ ANDARAX ALCÁZAR DENSIDAD 0 2 4 6 8 10 12 14 16 GENIL DILAR MONACHIL TREVÉLEZ ANDARAX ALCÁZAR BIOMASA
  34. 34. CÓMO MUESTRTEAMOS LOS INVERTEBRADOS??? •Método multimétricos (Isabel Pardo. Universidad de vigo) •Método IBMWP (Javier Alba. Universidad Granada.) •Método combinado.
  35. 35. 34/143 42% Manuel Tierno de Figueroa 22 / 121 18% Alba Tercedor
  36. 36. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Alfa(dist.log) Ind.Beger-Pk Ind.Shannon Ind.Margalef Ind.Simpson • Índices IBMWP, ASPT • Riqueza taxonómica • Abundancia • Índices diversidad • Índice EPT • Cambios distribución y fenología. QUÉ OBTENDREMOS??
  37. 37. AUMENTO DIVERSIDAD Y ABUNDANCIA LOCAL Colonización de nuevas especies por menor tasa sólidos suspensión y mayor temperatura. DISMINUCIÓN DIVERSIDAD ENTRE ESTACIONES Y RÍOS Menor heterogeneidad espacio-temporal DISMINUCIÓN DIVERSIDAD REGIONAL. extinciones locales y aumento especies oportunistas HIPÓTESIS ANTE EL CAMBIO GLOBAL •Método de trabajo estacional (4 veces al año). •21 estaciones con método de obtención semicuantitativo. • Determinación de familias, abundancias y biomasas. • Correlación con abundancias de trucha común, y hábitat fluvial.
  38. 38. LOS MACROINVERTEBRADOS ACUATICOS COMO INDICADORES DE CAMBIO GLOBAL
  39. 39. ¿Qué son los macroinvertebrados acuáticos? Son invertebrados que habitan en el lecho fluvial (entre piedras o plantas acuáticas sumergidas)y que son visibles a simple vista. (tamaño superior a 0,200 mm )
  40. 40. • Seguimientos físico-químicos: implica un elevado coste ya que debe ser continuado. instrumentación específica. SOLUCION Estudiar una comunidad biológica ¿Cómo podemos obtener la calidad de un río ?
  41. 41. ¿Por qué se utilizan como indicadores de la calidad del agua? • Son razonablemente sedentarios, ya que debido a su escasa capacidad de movimiento, están directamente afectados por las sustancias vertidas en las aguas. • Tienen un ciclo de vida largo en comparación con otros organismos, lo que nos permite estudiar los cambios acontecidos durante largos periodos de tiempo. • Tienen un tamaño aceptable frente a otros microorganismos. • Presentan alta diversidad taxonómica, de tipos de alimentación y de diferentes ciclos de vida lo que hace de la comunidad de macroinvertebrados sea una buena indicadora de la calidad ecológica de los ríos, ya que ofrece un amplio espectro de respuestas a las diferentes perturbaciones ambientales.
  42. 42. Adaptaciones morfológicas Los macroinvertebrados acuáticos poseen una alta variedad de adaptaciones morfológicas y de comportamiento para poder aprovechar los diferentes recursos tróficos que ofrece un ecosistema fluvial. o Desmenuzadores o Colectores o Depredadores
  43. 43. Cadena trófica de un ecosistema fluvial. Productores Desmenuzadores Consumidores Bosque de ribera Colectores
  44. 44. Se pueden diferenciar: • Ciclos completos en el lecho fluvial, como los moluscos y algunos coleópteros. • Ciclos donde solo la fase larvaria es acuática, como muchos insectos (tricópteros, efemerópteros,…). Ciclos biológico de macroinvertebrados acuáticos
  45. 45. Ordenes de insectos Tipo metamorfosis Fases efemerópteros Metamorfosis incompleta Huevos, ninfas, adulto plecópteros Metamorfosis incompleta Huevos, ninfas, adulto Odonatos Metamorfosis incompleta Huevos, ninfas, adulto Dípteros Metamorfosis completa Huevos, larvas, pupa, adulto Tricópteros Metamorfosis completa Huevos, larvas, pupa, adulto Plecópteros Heterópteros
  46. 46. • Desmenuzadores: se alimentan de restos vegetales en descomposición procedentes principalmente de la vegetación de ribera (hojas, ramas, raíces, etc.). Este grupo permite la reducción de la materia orgánica más gruesa en partículas más finas, de tal manera que puedan ser utilizadas por otros invertebrados.
  47. 47. • Colectores: se alimentan de las pequeñas partículas orgánicas en suspensión (colectores-filtradores) o depositadas en el fondo (colectores-recogedores). Para poder capturar estas partículas algunos invertebrados presentan adaptaciones morfológicas específicas, como pueden ser premandíbulas dotadas de pequeños filamentos, que permiten retener las partículas en suspensión.
  48. 48. • Depredadores: Las presas más habituales son otros invertebrados, alevines de peces o renacuajos. Como es el caso de algunas larvas de libélulas que enterradas en el sedimento detectan el movimiento en la superficie y proyectan su mandíbula hacia fuera para capturar a la presa, o por búsqueda activa como pueden ser las planarias que deslizándose por el lecho fluvial buscan pequeñas presas, y una vez localizadas las inmovilizan por medio de neurotoxinas, alimentándose de los fluidos internos de las mismas.
  49. 49. • Entre los grupos más sensibles a las alteraciones del ecosistema están las larvas acuáticas de los insectos pertenecientes a los órdenes Trichoptera, Ephemeroptera, Plecoptera, (riqueza EPT) y las larvas y adultos de los coleópteros acuáticos. Tricópteros Efemerópteros Plecópteros
  50. 50. • Otros grupos muestran una alta resistencia a las perturbaciones y a la contaminación, como pueden ser algunas especies de oligoquetos, dípteros y moluscos. Oligoquetos Dípteros Moluscos
  51. 51. Se ha comprobado que los índices más prácticos son aquellos en los que solo son necesarios datos cualitativos (presencia o ausencia) y una identificación taxonómica hasta el nivel de familia. Como es el caso del índice IBMWP
  52. 52. PLECOPTEROS Los plecópteros pueden llegar a vivir hasta tres años siendo mas frecuente ciclos de un año del que solo tres semanas son adultos. Tienen una metamorfosis incompleta denominándose sus estados juveniles ninfas. Estas son muy similares a los adultos, y en vez de alas desarrolladas presentan dos sacos alares en los que se ven como alas pero muy reducidas. También tienen los dos cercos como los adultos al final del abdomen. Las ninfas netamente acuáticas extraen para respirar el oxigeno disuelto en el agua por medio de branquias situadas en la base de las patas o al final del abdomen.
  53. 53. EFEMEROPTEROS Los Efemerópteros tienen un ciclo de vida incompleto (huevo, ninfa y adulto) que dura normalmente un año. Las especies de aguas rápidas, poseen un cuerpo chato y un tórax desarrollado, dotado de fuertes patas, para sujetarse al fondo y evitar ser arrastradas por la corriente. Las adaptadas a aguas más lentas, son más estilizadas, poseen un abdomen desarrollado adaptado para la natación e incluso algunas especies se entierran y construyen pequeñas galerías en el sustrato blando del fondo. Son básicamente herbívoras, se alimentan de algas y restos de vegetales aunque parece ser que algunas toman alimento animal. Casi todas las ninfas de efemópteros tienen tres colas y la posición de sus branquias nos hará diferenciar las ninfas de Efemerópteros y la de los Plecópteros. Los adultos tienen colores bastante apagados, predominando los amarillos y pardos. Las alas normalmente permanecen levantadas verticalmente cuando están posados, no pudiendo plegarlas a lo largo del cuerpo.
  54. 54. TRICOPTEROS Estas son las eruciforme (conocidas como canutillos) y las campodeiforme. Las primeras parecidas a una oruga de mariposa ó polilla, poseen unas glándulas próximas a la boca que segregan seda con la que construyen, uniendo materiales del fondo, un estuche transportable o bien un estuche que fijan a una piedra del fondo. Estas larvas permanecen sujetas al estuche por medio de dos apéndices, con forma de gancho, situados al final del cuerpo. Las campodeiformes son de cabeza alargada y cuerpo más aplanado que las anteriores. Estas no construyen estuches transportables, sino fijos y frecuentemente temporales, en los que sitúan redes para capturar los restos de plantas y animales arrastrados por la corriente de los que se alimentan.
  55. 55. • Esta variedad de rangos de tolerancia a las perturbaciones han permitido el desarrollo de los denominados índices bióticos basados en la tolerancia de los diferentes taxones de macroinvertebrados a la contaminación. Los más tolerantes reciben un valor numérico menor y los más sensibles un valor numérico mayor, la suma de todos estos valores nos indica la calidad de ese ecosistema. Hoja de cálculos de IBMWP
  56. 56. GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN

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