Las Diatomeas Del Perifiton De La Cuenca Del Guadalquivir Y Sus Implicaciones En El Diágnóstico De La Calidad Del Agua
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LAS DIATOMEAS DEL PERIFITON DE LA CUENCA DEL GUADALQUIVIR Y SUS IMPLICACIONES EN EL DIÁGNÓSTICO DE LA CALIDAD DEL AGUA. Tesis Doctoral Gonzalo Martín Farfán Universidad de Sevilla 1 Memoria redactada para optar al grado de Doctor por el Licenciado Gonzalo Martín Farfán. Directores: Julia Toja Santillana, catedrática de la Universidad de Sevilla. Silvia Estela Sala, doctora y profesora titular de la Universidad de La Plata (Argentina). 2 ÍNDICE AGRADECIMIENTOS................................................................................................................... 4 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 5 Antecedentes ............................................................................................................................ 6 Las cuencas ibéricas .................................................................................................................. 7 Los indicadores de la calidad ecológica de los ríos ................................................................... 8 Plan de trabajo ........................................................................................................................ 12 MATERIAL Y MÉTODOS ............................................................................................................... 14 Área de estudio ....................................................................................................................... 15 Estaciones de muestreo .......................................................................................................... 16 Caracterización del medio ....................................................................................................... 18 Métodos de muestreo y laboratorio ....................................................................................... 18 RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................................................................................... 22 CAPÍTULO 1. Descripción general de la cuenca ...................................................................... 23 CAPÍTULO 2. Aplicación de Índices de Diatomeas en la Cuenca del Río Guadalquivir ........... 36 CAPÍTULO 3. Las diatomeas como indicadoras de situaciones naturales o antrópicas diferentes a la eutrofización o la contaminación orgánica. .................................................... 52 CAPÍTULO 4: Asociaciones de diatomeas, relación con las variables del medio .................... 64 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 78 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 81 ANEXO I ....................................................................................................................................... 98 ANEXO II .................................................................................................................................... 102 ANEXO III ................................................................................................................................... 114 3 AGRADECIMIENTOS En primer lugar, quiero dar las gracias a la Universidad de Sevilla y a la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir por haber iniciado y financiado el proyecto en el que se gestó esta tesis. Muchas gracias a mis directoras de Tesis: Julia y Silvia. Sin ellas, este trabajo no habría salido jamás a la luz. No puedo referirma a ellas como a mis directoras simplemente, sino como a mis amigas. Les agradezco de verdad todo el esfuerzo y el tiempo que me han dedicado, que ha sido mucho. También quiero dar las gracias a María Adela Casco que, aunque no me ha dirigido la tesis, fue un pilar clave en el proceso de inicio del proyecto. También ella ha puesto mucho de su tiempo y dedicación al seguimiento de mi trabajo y quiero referirme a ella también como a una amiga. La mayor parte del de muestreo y obtención de datos la llevé a cabo en el Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad de Sevilla. Quiero dar las gracias a todos mis compañeros de trabajo, Laura Serrano, Reyes, Marta, Arantza, Víctor y Eli, por los muchos buenos momentos y por la compañía en los menos buenos: las múltiples salidas al campo, la búsqueda de las estaciones de muestreo a partir de croquis de difícil interpretación, las reiteradas estancias en el Lucio del Cangrejo, las largas horas al microscopio, etc. Marcaron entre todos una muy buena época de mi vida. Otra parte del tabajo la desarrollé en la Facultad de Ciencias Naturales y Museo de la Universidad de La Plata (Argentina). Quiero agradecer a todas las personas que conocí allí su fabuloso recibimiento, que hizo de mi estancia en Argentina una etapa inolvidable que anhelo repetir. Gracias especialmente a Inés y Tatty por su implicación en que me sintiera acompañado, por su atención y su amistad (y por los tangos, Tatty). Y por supuesto, quiero dar gracias a mi familia: a mis padres, a mi hijo y a mi mujer, Reyes. Me han impulsado desde el principio a terminar esta Tesis y sin su apoyo continuo, su compañía, su disposición y ayuda, su paciencia y su cariño, no hubiera sido posible. A ellos me gustaría dedicar este trabajo. 4 INTRODUCCIÓN 5 ANTECEDENTES La aplicación de la Directiva 60/2000 de la Unión Europea (Directiva Marco del agua, DMA) y, especialmente, el Anexo V, requiere la identificación de los elementos de calidad biológica, parámetros y métricas que permitan diagnosticar el estado ecológico de las masas de agua epicontinentales. Este estado se define como una expresión de la estructura y funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. Es decir, no alude sólo a la calidad del agua sino a la conservación general del hábitat y el acercamiento de cada masa de agua a sus condiciones naturales, exentas de impactos antrópicos. Por lo tanto, se establece una relación de indicadores biológicos en ríos, lagos, aguas de transición, aguas costeras y aguas artificiales o muy modificadas que deben analizarse para establecer dicho estado ecológico. En el caso de los ríos estos indicadores son: flora acuática (con especial atención a la algas bentónicas y, sobre todo, a las diatomeas), fauna bentónica de macroinvertebrados e ictiofauna. Para cada uno de dichos indicadores se estudia la abundancia y la composición de especies y, en el caso de la fauna ictiológica, también las estructuras de las clases de edad. Es prioritario que la elección de los parámetros y métricas de los elementos de calidad biológica y los procedimientos metodológicos para su aplicación surjan de los estudios que la comunidad científica ha realizado o está realizando en las cuencas ibéricas y en el resto de Europa y reflejen las directrices de los estándares europeos existentes (normas y pre-normas elaboradas por la Comisión Europea de Normalización). Es decir los trabajos que se presentan deben ser reflejo de las tendencias metodológicas más recientes y de mayor seguimiento. Además, su futura aplicación debe facilitar la comparación de los resultados y el aprovechamiento (siempre que sea posible) de datos históricos. Birk et al. (2013) profundizan en las metodologías y principios necesarios para la puesta en marcha de un proceso de intercalibración a nivel internacional que armonice entre los estados miembros los criterios para la evaluación del estado ecológico. En Europa, en la actualidad, es muy difícil poder llegar a deducir cuáles debieran ser los grados de recuperación que acerquen a los ecosistemas a las condiciones originales libres de la intervención humana. En muchos casos, a lo sumo se podrían definir las condiciones potenciales óptimas a las que se podría aspirar. En la mayoría de los casos faltan conocimientos o, por lo menos, muchos datos que informen sobre la biota original antes de la intervención humana. Por esta razón, es necesario utilizar otra información disponible. De ahí la necesidad de la regionalización de las masas de agua, para se agrupen en tipos de similares características tanto bióticas como abióticas, de forma que, una vez establecidas las características de cada ecorregión, se pueda detectar y cuantificar el grado de alteración de un tramo fluvial en función del grado de concordancia (o discordancia) de sus características abióticas/bióticas con las propias de la ecorregión en la que se encuentra (Gibson et al., 1996). 6 LAS CUENCAS IBÉRICAS Actualmente, las masas de agua fluviales españolas están ya tipificadas y los respectivos documentos de planificación hidrológica de las distintas Confederaciones Hidrográficas contemplan, para cada masa de agua de su competencia, la tipología a la que corresponde. En el BOE número 229, de 22 de septiembre de 2008, se pueden encontrar las diferentes tipologías definidas para los ríos españoles. Por otro lado, las cuencas españolas tienen legisladas unas pautas de seguimiento y procedimientos de muestreo y análisis de los indicadores contemplados en la DMA. El marco legislativo son unos protocolos redactados y aprobados en 2013 por el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, que regulan las actuaciones a seguir en todas las cuencas del país. El objetivo es que se la información procedente de los indicadores biológicos de las distintas cuencas españolas sea comparable, al haberse utilizado las mismas técnicas de muestreo y análisis. También se intenta con esta estandarización que las métricas