Ecologia de les comunitats de quironòmids en rius mediterranis de referència / Ecology of Chironomidae Communities in Mediterranean Reference Streams

Abstract

Aquest treball aborda l'ecologia de les comunitats d'un dels grups de macroinvertebrats bentònics més diversos i abundants dels nostres rius, els quironòmids. El principal objectiu d'aquesta tesi ha estat estudiar l'estructura de les comunitats de quironòmids en rius mediterranis en condicions de referència, amb la finalitat d'augmentar el coneixement de la biodiversitat dels ecosistemes aquàtics mediterranis. Estudiar les condicions de referència es un dels prerequisits per avaluar l'estat ecològic dels rius i implementar en un futur els programes de gestió adequats seguint les directrius de la Directiva Marc de l'Aigua. Per realitzar els objectius de la tesi s'ha aplicat un protocol de mostreig estandarditzat derivat del projecte GUADALMED, en el qual juntament amb els mostrejos de les comunitats de macroinvertebrats s'han analitzat variables físiques i químiques juntament amb les característiques del bosc de ribera i de l'hàbitat aquàtic per cada punt de mostreig. Un total de 227 taxons de quironòmids han estat identificats utilitzant exclusivament larves, a diferents escales espacials (regions mediterrànies, rius i macrohàbitats) i escales temporals (primavera i estiu).<br/><br/>A escala regional s'ha estudiat l' estructura de les comunitats de quironòmids en tres regions mediterrànies del món: la conca mediterrània, Xile i el sud-oest d'Austràlia. S'han trobat diferències de riquesa i composició taxonòmica a causa de processos històrics i de la heterogeneïtat de factors ambientals locals. A més a més en cadascuna de les regions estudiades s'han estudiat les distribucions d'abundàncies de les espècies de quironòmids presenten diferents patrons.<br/><br/>S'han estudiat quins són els principals factors ambientals que determinen els patrons de distribució de les comunitats de quironòmids en rius mediterranis de referència a la conca mediterrània de la Península Ibèrica. La zonació longitudinal (altitud, àrea de conca, temperatura...), juntament amb la heterogeneïtat temporal són els principals gradients que afecten les variacions en l'estructura de les comunitats de quironòmids. A més a més s'ha quantificat la importància de diferents grups de variables ambientals a diferents escales: locals, regionals i geogràfiques, i es conclou que les variables locals son les que contribueixen de manera més important a la proporció de variança explicada. S'han determinat els requeriments ecològics (òptims i toleràncies de les variables ambientals d'estudi) per les espècies de quironòmids presents en aquesta zona. La variabilitat temporal (diferències primavera-estiu) és baixa en les comunitats de quironòmids de les capçaleres silíciques, mentre que en altres grups de rius com els petits rius calcaris, presenten variacions estacionals importants.<br/><br/>Finalment, s'ha estudiat la correspondència entre les comunitats biològiques i els ecotipus fluvials establerts a la regió mediterrània ibèrica segons les directrius de la Directiva Marc de l'Aigua. S'han definit un total de cinc ecotipus fluvials utilitzant una combinació de variables hidrològiques, geològiques, morfològiques i climàtiques: (1) rius temporals, (2) trams mitjos evaporítics-calcàris, (3) capçaleres silíciques, (4) capçaleres calcàries i (5) trams mitjos-baixos. La tipologia obtinguda es va validar amb les comunitats de quironòmids (al nivell taxonòmic més baix possible d'espècie o gènere) i també amb les comunitats de macroinvertebrats (al nivell taxonòmic de família). Els nostres resultats mostren que una tipologia de rius basada amb les comunitats de macroinvertebrats i/o de quironòmids identifica diferents tipus de rius que en alguns casos coincideixen amb la tipologia ambiental però en d'altres no. Conseqüentment per establir les comunitats de referència en rius mediterranis la metodologia més correcta seria la utilització directa de les comunitats biològiques.

<i>The main objective of this thesis has been to study the structure of Chironomidae assemblages in Mediterranean reference streams. The study of freshwater biodiversity in reference conditions is a prerequisite for the implementation of effective management programs according to Water Framework Directive. To achieve that, a standardized sampling protocol for macroinvertebrate studies established in GUADALMED project has been followed. A total of 227 chironomid taxa have been identified using exclusively larvae at different spacial (Mediterranean regions, streams and macrohabitats) and temporal scales (spring and summer).<br/>At regional scale it has been studied the chironomid community structure in three Mediterranean regions around the world: South-Western Australia, Central Chile and Mediterranean Basin. Differences of taxonomical composition and richness were found among regions, mainly due to historical factors and also to local environmental constraints. Moreover, analysis of species abundances distributions showed distinctive patterns in each region.<br/>Main environmental factors that determine distribution patterns of Chironomidae communities from Spanish Mediterranean rivers have been analyzed. Variation in the assemblage structure of chironomids was primarily explained by longitudinal zonation (altitude, catchment area, temperature.) together with temporal heterogeneity (explained mainly by hydrological parameters). Moreover, in order to study ecological requirements of Chironomidae species in the study zone, optimums and tolerances to main environmental variables have been obtained for all species. Seasonal changes in the composition of Chironomidae communities have been analyzed. For instance, different biological communities from siliceous headwaters have not been detected among seasons, whereas small calcareous streams have significantly different biological communities between spring and summer. <br/>Finally, concordance among biological communities and fluvial ecotypes, established in Spanish Mediterranean region according to the guidelines of Water Framework Directive, has been analyzed. A total of five ecotypes have been defined. These ecotypes have been validated with Chironomidae assemblages (at the lowest taxonomical level) and also with macroinvertebrate assemblages (at family level). Our results show that correspondence of ecotypes with biological communities (macroinvertebrates and chironomids) mismatches in some cases. For this reason, in order to establish reference communities in Mediterranean streams, a classification based on biological data should be more appropriated than an environmental top-down classification. </I>