Rasines-Ladero, R. (2017) La ecología de la zona hiporreica asociada a los ríos Henares y Tajuña (cuenca hidrográfica del Jarama, España). PhD thesis, Universidad Rey Juan Carlos.
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Abstract
En la región mediterránea, la zona hiporreica adquiere una gran relevancia desde el punto de vista ecológico por mantener la conexión hidrológica entre los ambientes superficiales y subterráneos (ecotono) y por actuar como zona de buffer y de refugio para la fauna bentónica ante condiciones extremas asociadas a fenómenos de avenida y de sequía que ocurren de forma periódica en los cauces mediterráneos; así como ante fenómenos relacionados con la intensa presión antrópica que soportan. Esta región está considerada como un punto caliente de diversidad (hotspot) lo que favorece la presencia de unas comunidades hiporreicas diversas y con elevado grado de endemicidad. El objetivo de la presente Tesis es el de caracterizar espacio-temporalmente las condiciones ambientales (abióticas y bióticas) asociadas al ambiente hiporreico de dos ríos mediterráneos eminentemente calcáreos de la península ibérica (Henares y Tajuña), mostrando especial interés en las dinámicas poblacionales del grupo de los ciclopoides (copépodos) y su relación con las condiciones ambientales, de modo que pueda servir como base para el desarrollo de un futuro índice biológico de calidad en el ecotono hiporreico. Para ello se han seleccionado un total de veinte puntos, nueve en el río Henares y once en el Tajuña en los que se ha analizado un total de cuarenta y cuatro variables ambientales relacionadas con las características sedimentológicas, físico-químicas del agua, biológicas y de calidad ecológica, a partir del muestreo semicuantitativo Bou-Rouch, realizado a lo largo de un año (febrero 2012-febrero 2013). Adicionalmente se ha evaluado el uso de las técnicas geofísicas de tomografía eléctrica (ERT) respecto a su uso para la determinación de la extensión lateral y vertical de la zona hiporreica y su variación durante dos periodos hidrológicamente diferentes (junio 2013 y abril 2014). Asimismo, se ha estudiado la viabilidad del uso de las masas de agua superficial como unidades de estudio para la caracterización de las condiciones ambientales de la zona hiporreica, y la posibilidad de integrar ésta y su fauna (ciclopoides) en el proceso de determinación del estado ecológico fluvial. Los resultados indican una gran heterogeneidad espacial y temporal respecto a las condiciones ambientales asociadas al ambiente hiporreico de ambos cauces. Se ha determinado la presencia de un total de treinta y una especies de ciclopoides, de las cuales trece no han sido aún identificadas (nuevas para la ciencia). En el Henares, se han identificado un total de dieciocho especies de ciclopoides que conforman una comunidad caracterizada por una mayor abundancia de especies tolerantes y cosmopolitas (estigoxenas) como Paracyclops chiltoni y Macrocyclops albidus, entre otras, debido a una menor interacción con el medio subterráneo. La distribución de las especies en este río se ve condicionada por las características granulométricas de los sedimentos y por las condiciones físico-químicas de las aguas, que se ven alterados por variaciones en los caudales circulantes y por la presencia de una gravera en la localidad de Heras de Ayuso (Guadalajara). En el caso del Tajuña se han identificado un total de veinticinco especies que componen una comunidad caracterizada por una mayor abundancia de especies estigobiontes como Eucyclops hadjebensis y Eucyclops graeteri, y estigofilas como Diacyclops crassicaudis crassicaudis, entre otras debido a una mayor conexión hidrológica con el acuífero aluvial asociado. La composición y distribución de las comunidades del Tajuña se ven condicionadas también por la heterogeneidad observada en las características sedimentológicas y las características físico-químicas de las aguas, que se ven alteradas por la presencia de una presa y estructuras de derivación en el cauce principal, así como por una intensa actividad agrícola, especialmente en su tramo bajo. Las técnicas geofísicas han demostrado ser un instrumento muy útil en la delimitación espacial de la zona hiporreica; así como de la conectividad hidrológica que ésta presenta con el ambiente superficial y/o subterráneo; de modo que su combinación con los métodos biológicos constituye un interesante campo de investigación a desarrollar en el futuro. Como consecuencia de los gradientes ambientales observados a lo largo de los perfiles longitudinales de los ríos estudiados se produce también una variación en las comunidades bióticas determinándose el potencial uso de las especies de ciclopoides como bioindicadoras de las condiciones ambientales asociadas al ecotono hiporreico de los ríos estudiados y de sus masas de agua superficial asociadas. Entre ellas destacan Paracyclops oligarthrus y Acanthocyclops vernalis en el río Henares; y Diacyclops crassicaudis crassicaudis en el Tajuña; suponiendo además aquellas especies susceptibles de ser utilizadas como elementos de calidad biológica. Todo ello indica la posibilidad del integrar la zona hiporreica y de los ciclopoides como elementos biológicos de calidad para la determinación del estado ecológico de las masas de agua superficial y/o en el propio ambiente hiporreico, permitiendo una gestión integrada de los recursos hídricos en los ríos mediterráneos. ABSTRACT: In the Mediterranean region, the special environmental conditions determine the importance of the hyporheic zone, since it acts as a hydraulic connector between surface and groundwater ecosystems (ecotone). Furthermore, it also behaves as a buffer zone and refugee for benthic fauna, especially in the presence of typical extreme conditions (flood and droughts) and anthropic disturbances. This region is characterised by its vast diversity of organisms (biodiversity hotspot), which favours the highly diverse community and endemism occurrence in the hyporheic ecotone. This thesis aims to characterise both, biotic and abiotic environmental properties associated to the hyporheic zone of two Mediterranean calcareous rivers (Henares and Tajuña) from the Iberian Peninsula. The focus will be mainly on the distribution and dynamics of the cyclopoids copepods group and their relationship to environmental conditions, so as the basis to establish a future biological index applied to the hyporheic ecotone. To achieve this goal, a total of twenty sites (nine along Henares River and eleven along Tajuña River) were selected. Forty-four environmental variables related to the sedimentological, water physico-chemistry, biological and ecological quality assessment were surveyed during one year (February 2012-february 2013) by using the Bou-Rouch method (semiquantitative). Moreover, the use of geophysical techniques to determine the extent of the hyporheic zone and its variation have been evaluated in two distinct hydroperiods (June 2013 and April 2014). In the same way, the possibility of using surface water bodies as “research units” for the hyporheic zone studies, together to its integration in the processes related to surface water ecological status assessment. The results reveal a great spatial and temporal heterogeneity regarding the environmental conditions associated to the hyporheic ecotone at both channels. A high diversity has been described in the studied area where thirty-one species have been identified with a great number of species yet to be described (thirteen species). In the Henares, eighteen species of cyclopoids have been identified. Biotic community is characterised by tolerant and cosmopolitan species such as Paracyclops chiltoni and Macrocyclops albidus, among others, due to a low groundwater exchange along the hyporheic flowpath. Distribution of species is mainly determined by the sediment structure and hydrochemistry which are altered by surface water-flow variations, together to the presence of a gravel-pit in Heras de Ayuso site. In Tajuña, a total of 25 species have been identified along its associated hyporheic zone. Cyclopoid community is characterised by a greater abundance of stygobiont/stygophile species such as Eucyclops hadjebensis, Eucyclops graeteri and Diacyclops crassicaudis crassicaudis, due to high hydrological connection to the alluvial aquifer that contributes to the River´s water-flow maintenance. Composition and distribution of hyporheic communities along the Tajuña River are mainly influenced by the heterogeneity on the river-bed structure and hydrochemistry, both influenced by the presence of dams and by intense agricultural activities. Electrical resistivity tomography method (ERT) has proved to be a very useful instrument in the vertical and lateral extent delimitation of the hyporheic zone; as well as for the hydrological connectivity determination. Therefore, its combination with biological methods constitutes an interesting field for future research. As a consequence of the observed environmental gradients along the hyporheic zone of the studied Rivers, a variation on the biotic communities has been determined. These gradients allow the surface water bodies differentiation between and within the studied Rivers and they determine the potential use of cyclopoids as bioindicators of environmental conditions associated to the hyporheic ecotone. Paracyclops oligarthrus and Acanthocyclops vernalis in the Henares River and Diacyclops crassicaudis crassicaudis in the Tajuña are supposed to be the most suitable species to be used as bioindicators. All these results show the possibilities for the hyporheic zone and cyclopoid communities to be integrated as additional ecological elements for the ecological status assessment. This may allow an integrated management of water resources in the Mediterranean Rivers.
| Item Type: | Thesis (PhD) |
|---|---|
| Additional Information: | La directora de la tesis ha sido Sanda Iepure. La calificación obtencida ha sido de sobresaliente. Fecha de lectura: 06/07/2017 Título: LA ECOLOGÍA DE LA ZONA HIPORREICA ASOCIADA A LOS RÍOS HENARES Y TAJUÑA (CUENCA HIDROGRÁFICA DEL JARAMA, ESPAÑA) Autor: Rasines Ladero, Rubén Universidad: Universidad Rey Juan Carlos Departamento: Biología y geología, física y química inorgánica Fecha de Lectura: 06/07/2017 Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Hidrología y Gestión de los Recursos Hídricos Dirección: Iepure, Sanda (DIRECTOR) GONZÁLEZ VÁZQUEZ, JOSÉ MANUEL (TUTOR/PONENTE) |
| Subjects: | Q Science > QS Ecology |
| Depositing User: | José Ángel Gómez Martín |
| Date Deposited: | 07 Jul 2017 10:05 |
| Last Modified: | 19 Apr 2023 08:12 |
| URI: | http://eprints.imdea-agua.org:13000/id/eprint/781 |
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