Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico
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Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico

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A la hora de evaluar el estado de conservación de de una zona concreta, resulta necesario evaluar la situación en la que se encuentran sus masas de agua continentales (lagos y ríos). Para ello, ...

A la hora de evaluar el estado de conservación de de una zona concreta, resulta necesario evaluar la situación en la que se encuentran sus masas de agua continentales (lagos y ríos). Para ello, deberemos remitirnos en la Unión Europea a la Directiva Marco de Aguas (Directiva 2000/60/CE) un cambio significativo de conceptos al integrar el estado del ecosistema acuático en el concepto de calidad de las agua. En esta Directiva se introducen con carácter legal como indicadores de calidad del estado ecológico a los organismos que habitan estas masas de agua. Entre estos indicadores biológicos (o bioindicadores) recogidos en la DMA se encuentran el fitobentos, los macrófitos, los peces y los macroinvertebrados acuáticos. El uso de estos últimos como bioindicadores, presenta diversas ventajas, tanto por ser parte fundamental de las redes tróficas y ser sensibles al estrés ambiental producido por las perturbaciones antrópicas, como por estar presentes en la gran mayoría de las masas de agua continentales, incluidas aquellas que de forma natural no presentan peces o éstos son muy raros. Esto ha hecho que los invertebrados acuáticos hayan sido muy utilizados en Europa y en la Península Ibérica para valorar, anteriormente, la calidad de las aguas y actualmente el estado ecológico de los ecosistemas acuáticos.

Se comentan los grupos más importantes de macroinvertebrados bentónicos relacionados con su sensibilidad a las perturbaciones antrópicas y los distintos métodos de muestro e índices empleados en la Península Ibérica para monitorizar y valorar el estado ecológico de las aguas continentales, desde el IBMWP, ampliamente utilizado en gran parte de la Península, hasta los métodos multimétricos actualmente en aplicación y desarrollo.

Se valora a continuación la presencia de especies invasoras de macroinvertebrados en los cursos fluviales y si deberían ser consideradas al valorar el estado ecológico como perturbación antrópica que son. Finalmente se analiza el posible uso de las comunidades de libélulas, o de especies concretas de libélulas, como bioindicadores.
Esta ponencia fue presentada en el Congreso de Ecología de aguas dulces en Espacios Naturales Protegidos en Txingudi (Irun) en febrero 2012 (si bien con cambios de formato).

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Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico Presentation Transcript

  • Invertebrados de agua dulce: monitorización y valoración del estado ecológico Antonio Torralba Burrial
  • Esquema ponencia • • • • Directiva Marco del Agua Biodiversidad acuática / macroinvertebrados Recolección de muestras Análisis: • Métricas individuales • Multimétricos • ¿Especies invasoras? • ¿Libélulas como bioindicadoras?
  • Directiva Marco del Agua Desarrollo sostenible Estado ecológico ríos DMA Política hídrica sostenible UE Calidad aguas Estado ecosistema acuático • Biológicos Indicadores calidad • Hidromorfológicos afectando biol. • Físico-químicos afectando biol.
  • Bioindicadores Cambios hábitats acuáticos Bioindicadores (DMA): •Fitobentos •Macrofitos •Peces •Macroinvertebrados Cambios en organismos y comunidades acuáticas
  • Diversidad en ecosistemas acuáticos continentales Balian et al. 2008
  • Macroinvertebrados • Invertebrados • ≥1 mm (en algún momento) • Ciclo vital parcial o totalmente acuático • Diversos grupos • • • • Cnidarios Anélidos Moluscos Artrópodos*
  • Insectos •Nivel de conocimiento distinto según grupos •Grupos mayoritarios: dípteros (43%), coleópteros (18%) y tricópteros (15%) Balian et al. 2008
  • Coleópteros • 12600 spp. • 6 familias >1000spp –Ditíscidos –Hidrénidos –Hidrofílidos –Élmidos –Escírtidos –Girínidos Jäch & Balke 2008
  • Tricópteros • En el mundo – 46 familias – ≈ 12600 spp • En la Península Ibérica – 20 familias – 331 spp. Moor & Ivanov 2008
  • Efemerópteros • En el mundo: – 42 familias – ≈ 3000 spp. – 32% en 12 géneros • En la Península Ibérica: – 12 familias – 147 spp. Barber-James et al. 2008
  • Efemerópteros Leptoflébido Potamántido Bétido Efemérido Heptagénido Cénido
  • Plecópteros • En el mundo – 16 familias – ≈ 3500 spp • En la Península Ibérica – 7 familias –138 spp. Fochetti & Tierno de Figueroa 2008
  • Ventajas macroinvertebrados 1. Afectados condiciones físicas, químicas y biológicas 2.  tipos de estrés   comunidades 3. Indican condiciones concretas tramo 4. Responden con rapidez 5. Parte fundamental redes tróficas 6. Detección rápida 7. Muestreos relativamente sencillos y económicos 8. Abundantes mayoría de las corrientes Klemm et al. 1990, Barbour et al. 1999
  • Muestreo
  • Muestreo: condicionantes • Resultados suficientemente precisos • Permitir comparaciones espacio-temporales • Seguir • DMA • Normas internacionales estandarización • Macroinvertebrados aguas fluviales someras • Muestreador Surber • Red de mano
  • Equipo accesorio campo Torralba Burrial & Ocharan 2007
  • Muestreo con red manual • Muestreo a mano en aguas corrientes poco profundas • Muestreo a pie en aguas más profundas • Muestreo en aguas estáticas o corriente lenta UNE EN 27828
  • Aguas someras: Surber UNE EN 28265
  • Surber vs red manual • Comparamos en 15 sitios. De acuerdo: • Tipo de río • Estado ecológico • 2 Surber (laminar y turbulento) vs 10’ red manual Torralba Burrial & Ocharan 2007
  • • Resultados muy similares, con elevados coeficientes correlación Torralba Burrial & Ocharan 2007
  • • Resultados muy similares, con elevados coeficientes correlación Torralba Burrial & Ocharan 2007
  • Tamaños malla recomendados UNE-EN ISO 9391
  • IBMWP tipos muestreo •Sin asociarlo muestreo concreto (Alba-Tercedor & SánchezOrtega 1988) • Usado con varios tipos muestreo •Utilización muestreo red manual hasta no ver nuevos taxones (Alba-Tercedor 1996, Guadalmed) • Diferenciado del BMWP original y resto adaptaciones Torralba Burrial & Ocharan 2007
  • Aguas someras: 20 kicks •Unidad de muestreo: puntapié (kick) • 20 kicks en 100 m •Repartidos según cobertura •¿Área final muestreo variable? I. Pardo, CHE 2005
  • Aguas someras: método portugués • • • • Red de mano (20 cm) Tramos de 50 m variados Pasadas de 1 m 6 pasadas INAG 2008
  • Aguas someras: Surber modificado •Modificaciones para minimizar nº de organismos que entran por deriva durante el muestreo UNE EN 28265
  • Charcas: manga entomológica CHE 2005
  • Aguas profundas: dragas UNE-EN ISO 9391
  • Sustratos artificiales • Inmersión “unidades de colonización” • Recolección posterior • 4 semanas (recom.) • 3 réplicas Alonso & Camargo 2005 UNE-EN ISO 9391
  • Determinación laboratorio
  • Análisis
  • ¿Qué métricas empleamos? • • • • • • • • Riqueza taxones/spp Nº o % EPT BMWP y derivados (IBMWP, BMWPC…) ASPT (Ibérico -> IASPT) % Chironomidae Diversidad Ambientes específicos -> SALINDEX Multimétricos (METI, IPtIN,IPtIS)
  • IBMWP Macroinvertebrados • Valoración IBMWP • Sumatorio de los taxones presentes, ponderado por su sensibilidad a la contaminación Siphlonuridae, Heptageniidae, Leptophlebiidae, Pota-manthidae, Ephemeridae, Taeniopterygidae, Leuctridae, Capniidae, Perlodidae, Perlidae, Chloroperlidae, Aphe-locheiridae, Phryganeidae, Beraeidae, Odontoceridae, Leptoceridae, Goeridae, Lepidostomatidae, Brachycen-tridae, Sericostomatidae, Athericidae, Blephariceridae. Lestidae, Calopterygidae, Gomphidae, Cordulegastridae, Aeshnidae, Corduliidae, Libellulidae, Psychomyiidae, Philopotamidae, Glossosomatidae, Astacidae. Ephemerellidae, Nemouridae, Rhyacophilidae, Polycentropodidae, Limnephilidae, Ecnomidae Platycnemididae, Coenagrionidae, Hydroptilidae, Gammaridae, Atyidae, Corophiidae, Neritidae, Viviparidae, Ancylidae, Thiaridae, Unionidae. Oligoneuriidae, Polymitarcidae, Hydropsychidae, Dryopidae, Elmidae, Helophoridae, Hydrochidae, Hydraenidae, Clambidae, Tipulidae, Simuliidae, Planariidae, Dendrocoelidae, Dugesiidae. Valor Sensibilidad 10 8 7 6 5 4 Baetidae, Caenidae, Haliplidae, Cucurlionidae, Crysomelidae, Tabanidae, Stratiomyidae, Empididae, Dolichopodidae, Dixidae, Ceratopogonidae, Anthomyidae, Limoniidae, Psychodidae, Sciomyzidae, Rhagionidae, Hidracarina, Sialidae, Piscicolidae. Mesoveliidae, Veliidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepi-dae, Naucoridae, Pleidae, Notonectidae, Corixidae, Helo-didae, Hydrophilidae, Hygrobiidae, Dytiscidae, Gyrini-dae, Asellidae, Ostracoda, Valvatidae, Hydrobiidae, Lymnaeidae, Physidae, Planorbidae, Bithyniidae, Sphaeriidae, Glossiphonidae, Hirudidae, Erpobdellidae. 3 2 1 Chaoboridae, Chironomidae, Culicidae, Ephydridae, Muscidae, Thaumaleidae. Oligochaeta, Syrphidae. Alba Tercedor & Sánchez Ortega 1988, Alba-Tercedor et al. 2002
  • IBMWP • Valoración IBMWP I • Sumatorio de los taxones presentes, ponderado por su sensibilidad a la contaminación • Categorización en 5 clases Muy bueno II Bueno III Moderado IV Deficiente V Malo Alba Tercedor & Sánchez Ortega 1988, Alba-Tercedor et al. 2002
  • Estado ecológico •Mayoría tramos – Muy bueno (54%) – Bueno (31%) • Pero 16% inaceptable DMA – Moderado – Deficiente – Malo I II III IV V Torralba Burrial 2009
  • Estado ecológico I II III IV V Torralba Burrial 2009
  • Tipos de ríos
  • ¿Tipos de ríos aragoneses? • 3 tipos de ríos: Pirenaicos Mediterráneos prepirenaicos Mediterráneos ibéricos
  • • Las comunidades de macroinvertebrados se ordenan según el tipo de río y el estado ecológico Torralba Burrial 2009
  • Tipificación: caso portugués INAG 2008
  • Tipificación: caso portugués INAG 2008
  • Tipificación: caso español ORDEN ARM/2656/2008
  • Umbral IBMWP clase I • Clásico: 100 • Tipo 1: 75 • Tipo 24: 210
  • Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz) Torralba Burrial & Ocharan 2009
  • Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz) • Acusada mediterraneidad Torralba Burrial & Ocharan 2009
  • Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz) • Acusada mediterraneidad Torralba Burrial & Ocharan 2009
  • Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz) • Acusada mediterraneidad • Métricas empleadas: • Riqueza taxones • Grupos EPT • Densidad • IBMWP - IASPT • Diversidad Dominancia - Equidad Torralba Burrial & Ocharan 2009
  • Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz) • Acusada mediterraneidad • Métricas empleadas: • Riqueza taxones • Grupos EPT • Densidad • IBMWP - IASPT • Diversidad Dominancia - Equidad Torralba Burrial & Ocharan 2009
  • Índices multimétricos • Definen la comunidad mediante una serie de métricas • Métricas referidas al tipo de río • Las combinan en una fórmula (índice) • El valor del índice referido al tipo de río (EQR) • Clase estado ecológico según separación estado de referencia
  • IPtIN • Índice Portugués de Invertebrados Norte • IPtIN = Nº Taxa x 0,25 + EPT x 0,15 + Equidad x 0,1 + (IASPT – 2) x 0,3 + Log (Sel. ETD+1) x 0,2 Log (Sel. ETD+1) = Log10 de 1 + suma abundancias algunas familias efemerópteros, tricópteros y dípteros (Heptageniidae, Ephemeridae, Brachycentridae, Goeridae, Odontoceridae, Limnephilidae, Polycentropodidae, Athericidae, Dixidae, Dolichopodidae, Empididae, Stratiomyidae) INAG 2009
  • IPtIS • Índice Portugués de Invertebrados Sur • IPtIS = Nº Taxa x 0,4 + EPT x 0,2 + (IASPT – 2) x 0,2 + Log (Sel. EPTCD+1) x 0,2 Log (Sel. EPTCD) = Log10 de 1 + suma abundancias algunas familias de efemerópteros, plecópteros, tricópteros, coleópteros y dípteros (Chloroperlidae, Nemouridae, Leuctridae, Leptophlebiidae, Ephemerellidae, Philopotamidae, Limnephilidae, Psychomyiidae, Sericostomatidae, Elmidae, Dryopidae, Athericidae) INAG 2009
  • Métricas estandarizadas tipo río INAG 2009
  • Índice/Valor referencia = EQR INAG 2009
  • Ejemplo: ríos Portugal
  • Aplicación IPtIN Estandarización (división por mediana referencia) Fórmula IPtIN Estandarización Umbrales
  • METI •METI-2010 (Pardo et al., 2010) (en espera publicación) •Ejemplo: •Asturias • Ríos costeros cantabro-atlánticos • 6 tramos • 20 kicks
  • Cálculo METI • Estandarizar valores (dividir por la mediana de ese métrico en las localidades de referencia del tipo)
  • Cálculo METI • Suma de las métricas estandarizadas (valor METI) • Obtención EQR (división por la mediana del METI en las estaciones de referencia del tipo) Tramo IBMWP IASPT METI-2010 EQR Clase 1 243 5,79 7,38 0,92 II 2 186 4,77 5,13 0,64 III 3 105 5,25 4,58 0,57 III 4 110 5,24 4,03 0,51 III 5 168 5,42 6,29 0,79 II 6 168 5,42 4,70 0,59 III
  • ¿Especies invasoras? • Componente significativo cambio global • Perturbación antrópica • Afecciones sobre • Conjunto comunidad  IBMWP, IASPT, Multimétricos • ¿y sobre las spp catalogadas? Torralba Burrial & Ocharan 2007
  • Cangrejos invasores Procambarus Señal Cherax
  • Moluscos invasores Dreissena Corbicula
  • Especies invasoras • Valoración según posible impacto sobre especies catalogadas como amenazadas Cangrejo de río (A. pallipes) Náyades (Margaritifera auricularia)
  • Especies invasoras • Valoración según posible impacto sobre especies catalogadas como amenazadas Especies invasoras Especies catalogadas afectadas Clase máxima estado ecológico Austropotamobius pallipes II Margaritifera auricularia III Procambarus clarkii Pascifastacus leniusculus Dreissena polymorpha Corbicula fluminea Torralba Burrial & Ocharan 2007
  • ¿Las libélulas como bioindicadoras? Torralba Burrial 2009
  • Objetivos planteados 1. Explorar las relaciones entre las comunidades de macroinvertebrados y las de odonatos 2. Analizar las relaciones entre las comunidades de odonatos y el estado ecológico de los ríos 3. ¿Son útiles los odonatos como bioindicadores del estado ecológico de los ríos? Torralba Burrial 2009
  • Localidades muestreadas • Macroinvertebrados • 140 tramos • Red Surber • Odonata – 184 tramos – Red de mano • Ambas comunidades – 108 tramos – Técnicas multivariantes (IndVal, SIMPER) Torralba Burrial 2009
  • Riqueza libélulas y macroinvertebrados – libélulas   o media macroinvertebrados – macroinvertebratos   libélulas Torralba Burrial 2009
  • Especies bioindicadoras: libélulas Clase Boyeria irene 31,78 **/*** 26,47 **/*** Onychogomphus uncatus III IndVal Significación Cordulegaster boltonii I Especie 14,66 * Ischnura graelsii 39,75 *** Sympetrum fonscolombii 36,84 *** Erythromma lindenii 17,58 */** Ischnura pumilio 16,07 * * = p<0,05 ; ** = p<0,01; *** = p<0,001 Torralba Burrial 2009
  • Especies muy tolerantes I. graellsii S. fonscolombii I. pumilio E. lindenii
  • Especies poco tolerantes B. irene C. boltonii O. uncatus Torralba Burrial 2009
  • Especies poco tolerantes B. irene Clase Especie I+II Boyeria irene Cordulegaster boltonii C. boltonii IndVal Significación 36,49 *** 22,92 ** * = p<0,05 ; ** = p<0,01; *** = p<0,001 • Ambas presentan IndVal significativos al unir clases I y II Torralba Burrial 2009
  • Fáciles de encontrar •Comportamiento  adultos patrullan tramos continuamente • Distribución  ampliamente distribuidos en Aragón B. irene C. boltonii Torralba Burrial 2009
  • Fáciles de encontrar •Distribución  ampliamente distribuidos en la Península Ibérica B. irene C. boltonii Boudot et al. 2009
  • Fáciles de identificar • Baja diversidad de los géneros en el área • 1 Boyeria sp. en Europa continental (otra en Creta)
  • Fáciles de identificar • Baja diversidad de los géneros en el área • 1 Boyeria sp. en Europa continental (otra en Creta) • 2 Cordulegaster spp. en la Península Ibérica, C. bidentata con distribución y hábitat muy restringidos
  • Fáciles de identificar •Características morfológicas distintivas C. boltonii •Tamaño •Patrones color B. irene Torralba Burrial 2009
  • Fáciles de identificar •También identificación sencilla exuvias C. boltonii B. irene Torralba Burrial 2009
  • Remarcando Boyeria irene y Cordulegaster boltonii son spp. muy prometedoras para implementar proyectos de seguimiento con voluntarios evaluando estado ecológico ríos Torralba Burrial 2009
  • Referencias • ALBA-TERCEDOR & SÁNCHEZ-ORTEGA 1988 Limnetica 8: 51-56 • ALBA-TERCEDOR et al. 2002 Limnetica 21: 175-185 • ALONSO & CAMARGO 2005 Ecosistemas 14: 89-99 • BALIAN et al. 2008 Hydrobiologia 595: 3-8 • BARBER-JAMES et al. 2008 Hydrobiologia 595: 339-350 • BARBOUR et al. 1999 Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertebrates and Fish, 2nd ed • BOUDOT et al. 2009 Libellula Supplement 9: 1-256 • CHE 2005 Metodología para el establecimiento del Estado Ecológico según la Directiva Marco del Agua. Protocolos de muestreo y análisis para invertebrados bentónicos • DIJSKTRA & LEWINGTON 2006 Field guide to the dragonflies of Britain and Europe • FOCHETTI & TIERNO DE FIGUEROA 2008 Hydrobiologia 595: 365-377 • INAG 2008 Tipologia de Rios em Portugal Continental no âmbito da implementação da Directiva Quadro da Água. I - Caracterização abiótica • INAG 2009 Critérios para a classificação do estado das massas de água superficiais - rios e albufeiras • JÄCH & BALKE 2008 Hydrobiologia 595: 419-442 • KLEMM et al. 1990. Macroinvertebrate Field and Laboratory Methods for Evaluating the Biological Integrity of Surface Waters • MOOR & IVANOV 2008 Hydrobiologia 595: 393-407 • TACHET et al. 2000 2000. Invertebrés d’eau douce. Systematique, biologie, écologie • TORRALBA BURRIAL 2009 Estado ecológico, comunidades de macroinvertebrados y de odonatos de la red fluvial de Aragón • TORRALBA BURRIAL & OCHARAN 2007 Limnetica 26: 13-24 • TORRALBA BURRIAL & OCHARAN 2007 Limnetica 26: 149-162 • TORRALBA BURRIAL & OCHARAN 2009 Bol. R. Soc. Esp. Hist. Nat. Sec. Biol. 103: 131-144
  • ¿dudas? ¿preguntas? ¿comentarios? Antonio TORRALBA BURRIAL