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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, 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 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
DMA
Calidad aguas
Indicadores calidad
Estado ecológico ríos
Política hídrica sostenible UE
Estado ecosistema acuático
• Biológicos
• Hidromorfológicos afectando biol.
• Físico-químicos afectando biol.
Bioindicadores
Bioindicadores (DMA):
•Fitobentos
•Macrofitos
•Peces
•Macroinvertebrados
Cambios en organismos y
comunidades acuáticas Cambios hábitats acuáticos
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
Jäch & Balke 2008
• 12600 spp.
• 6 familias >1000spp
–Ditíscidos
–Hidrénidos
–Hidrofílidos
–Élmidos
–Escírtidos
–Girínidos
• En el mundo
– 46 familias
– ≈ 12600 spp
• En la Península Ibérica
– 20 familias
– 331 spp.
Tricópteros
Moor & Ivanov 2008
Efemerópteros
Barber-James et al. 2008
• En el mundo:
– 42 familias
– ≈ 3000 spp.
– 32% en 12 géneros
• En la Península Ibérica:
– 12 familias
– 147 spp.
Efemerópteros
Leptoflébido Potamántido
Efemérido Heptagénido
Bétido
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 & Sánchez-
Ortega 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
UNE-EN ISO 9391 Alonso & Camargo 2005
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)
Macroinvertebrados Valor Sensibilidad
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.
10
8
7
6
5
4
3
2
1
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.
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.
Chaoboridae, Chironomidae, Culicidae, Ephydridae, Muscidae,
Thaumaleidae.
Oligochaeta, Syrphidae.
IBMWP
• Valoración IBMWP
• Sumatorio de los taxones presentes, ponderado por su sensibilidad a la contaminación
Alba Tercedor & Sánchez Ortega 1988, Alba-Tercedor et al. 2002
IBMWP
• Valoración IBMWP
• Sumatorio de los taxones presentes, ponderado por su sensibilidad a la contaminación
• Categorización en 5 clases
I Muy bueno
II Bueno
III Moderado
IV Deficiente
V Malo
Alba Tercedor & Sánchez Ortega 1988, Alba-Tercedor et al. 2002
Estado ecológico
I
II
III
IV
V
•Mayoría tramos – Muy bueno (54%)
– Bueno (31%)
• Pero 16% inaceptable DMA
– Moderado
– Deficiente
– Malo
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
Procambarus clarkii
Austropotamobius pallipes II Pascifastacus
leniusculus
Dreissena polymorpha Margaritifera auricularia III
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
Clase Especie IndVal Significación
I Boyeria irene 31,78 **/***
Cordulegaster boltonii 26,47 **/***
Onychogomphus uncatus 14,66 *
III Ischnura graelsii 39,75 ***
Sympetrum fonscolombii 36,84 ***
Erythromma lindenii 17,58 */**
Ischnura pumilio 16,07 *
Especies bioindicadoras: libélulas
* = p<0,05 ; ** = p<0,01; *** = p<0,001
Torralba Burrial 2009
Especies muy tolerantes
I. graellsii I. pumilio
S. fonscolombii E. lindenii
Especies poco tolerantes
O. uncatus
C. boltonii B. irene
Torralba Burrial 2009
Especies poco tolerantes
C. boltonii B. irene
• Ambas presentan IndVal significativos al unir clases I y II
Clase Especie IndVal Significación
I+II Boyeria irene 36,49 ***
Cordulegaster boltonii 22,92 **
* = p<0,05 ; ** = p<0,01; *** = p<0,001
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 •Tamaño
•Patrones color
B. irene C. boltonii
Torralba Burrial 2009
Fáciles de identificar
•También identificación sencilla exuvias
B. irene C. boltonii 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