Efectos de la sequía y la salinidad sobre las comunidades de organismos acuáticos y la retención de nitrógeno en ríos intermitentes mediterráneos.

 

Ministerio de Ciencia e Innovación. Plan Nacional de I+D+i 2008-2011.
Investigador Responsable: Mª Rosario Vidal-Abarca Gutiérrez 
Grupo de Investigación: E065-01 ECOLOGIA DE AGUAS CONTINENTALES 
Investigadores: Mª Luisa Suárez Alonso; Rosa María Gómez Cerezo; Mª del Mar Sánchez Montoya; Mª Isabel Arce Sánchez.
Colaboradores: Victoria García García

  

PRESENTACIÓN

Las previsiones del cambio global ponen de manifiesto que uno de los efectos más importantes sobre las aguas continentales será el aumento del estrés hídrico y, en consecuencia, el aumento de la intermitencia y la temporalidad en los cauces fluviales. Ligado a este fenómeno, previsiblemente la salinidad del agua también se incrementará. Todos los ecosistemas de aguas continentales están sometidos a distintos tipos de factores estresantes, desde los “naturales” que afectan a gran escala, como el cambio global, a aquellos que se detectan a escalas mas locales, matizados por las condiciones climáticas, tectónicas o geológicas regionales, como las avenidas de agua, las sequias o la salinidad.

En el ámbito mediterráneo, la extracción de agua para el desarrollo y potenciación de distintas actividades humanas, esta contribuyendo, a escala local, a aumentar tanto la duracion del periodo seco, como su intensidad, afectando cada vez a mayor número de ríos y arroyos  y disminuyendo la conectividad hidrológica entre tramos de un mismo cauce. Pero el aumento de la temporalidad de los cauces, con ser dramático, puede potenciar aún otro factor de estrés en ecosistemas de aguas continentales de ambientes aridos y semiaridos como es la salinidad, generando un doble estrés que afectara a la composición, estructura y función de estos ecosistemas. Aunque existe información sobre el efecto de la temporalidad sobre las comunidades de organismos acuáticos y sobre algunos aspectos del metabolismo de estos sistemas, apenas se ha investigado sobre estos tópicos en ríos salinos y, menos aun, cuando se combinan ambos factores de estrés.

La cuenca del Segura es un área especialmente apropiada para desarrollar estos estudios dado que en ella la conjunción de distintos factores ambientales configuran un mosaico complejo de tipologías de ríos mediterráneos: permanentes, intermitentes, temporales, salinos …etc.
 

 

OBJETIVOS

El objetivo principal  de este proyecto es analizar el efecto conjunto de dos factores estresantes en ríos mediterráneos: las sequías y la salinidad, sobre indicadores estructurales y funcionales y determinar su rango de variabilidad espacial, durante el periodo anterior y posterior a la desecación de los cauces (pre- y post-estiaje). Como indicadores estructurales se utilizaran las comunidades de invertebrados acuáticos, en términos de composición, estructura y rasgos biológicos, mientras que la retención de N, la nitrificación desnitrificación y tasas metabólicas lo serán como indicadores funcionales.

En último término, conocer la variabilidad de las comunidades biológicas y de los procesos ecológicos en estos sistemas ayudaría a proponer indicadores más ajustados y resolver las consecuencias biológicas y funcionales de los ambientes sometidos a múltiples factores estresantes.

 

HIPÓTESIS DE PARTIDA

Cada vez resulta de mayor interés científico y técnico, cara al manejo de los ecosistemas, conocer las multiples y complejas relaciones que se establecen entre los distintos componentes de los sistemas naturales. Los organismos responden, y se diversifican, como consecuencia de la presión que ejercen, entre otros, los factores ambientales, al igual que los procesos ecológicos vienen marcados por la variabilidad espacio-temporal de los factores estresantes. Pero estos factores casi nunca actuan de forma independiente. Estudiar las comunidades de organismos acuáticos de ríos intermitentes y salinos constituye un primer paso para comenzar a entender los efectos sinérgicos que las perurbaciones naturales ejercen sobre los organismos. Comparando ríos mediterráneos en distintas regiones biogeográficas se observa que la diversidad de taxones es muy similar, probablemente debido a que las sequías han sido predecibles, y las adaptaciones y rasgos biológicos de las especies que habitan estos sistemas han evolucionado en el mismo sentido, pero ¿Qué ocurre cuando se combinan estiaje y salinidad? ¿Qué rasgos adaptativos adoptan estas especies?

La información de los efectos de las sequías sobre la retención de N es importante por varias razones. En primer lugar, ello permitiría predecir mejor cómo la capacidad de retener N variará en respuesta a posibles variaciones en el régimen hidrológico. En segundo lugar, puede ayudar a determinar los factores clave en los procesos de retención del N. Por último, conocer el rango de variabilidad de la retencion de N en ríos intermitentes permitirá establecer las condiciones de referencia para su uso en el monitoreo ambiental. La hipótesis propuesta es que la retención de nitrógeno disminuirá despues de la sequía, acompañada de un aumento en las tasas de nitrificación y una disminución en las de desnitrificación y metabolismo. Además en ríos salinos, en comparación con los mas dulces, la retención de nitrógeno será mas alta para el nitrato y mas baja para el amonio y estas diferencias aumentarán al ir incrementándose la salinidad el agua. Tanto la nitrificación como la desnitrificación estarán limitadas en los ríos salinos, en comparación con los más dulces.

FINES DE LA INVESTIGACIÓN

  • Entender el efecto de factores estresantes (sequias y salinidad) sobre las comunidades de organismos acuáticos.
  • Utilizar los rasgos biológicos de los macroinvertebrados acuáticos que viven en ambientes estresados para predecir las condiciones de referencias en ríos sometidos a factores estresantes múltiples.
  • Promover nuevas fórmulas para el biomonitoreo ambiental, utilizando una combinación de indicadores biológicos y funcionales.
  • Comprender el efecto de la sequía en la retención de N y procesos relacionados y como resultado hacer mejores predicciones de cómo la capacidad de ríos y arroyos de retener N puede verse afectada por los cambios en los regimenes hidrológicos, como consecuencia de los cambios de uso o el cambio climático.
  • Determinar los factores clave que condicionan los procesos de nitrificación-desnitrificación en cauces intermitentes
  • Analizar el efecto de la salinidad en la retención de N así como en los procesos de nitrificación-desnitrificación

Conocer el rango de variabilidad natural de la retención de N en cauces intermitentes con objeto de establecer de una forma correcta las condiciones de referencia, como herramienta de gestión (Diectiva Marco del Agua), para cauces intermitentes y salinos.