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Conectividad dinámica y vulnerabilidad de los ecosistemas acuáticos en entornos agrícolas costeros: La Albufera de Valencia como caso de estudio

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Conectividad dinámica y vulnerabilidad de los ecosistemas acuáticos en entornos agrícolas costeros: La Albufera de Valencia como caso de estudio

dc.contributor.advisor	Soria García, Juan Miguel
dc.contributor.advisor	de Matos Aráujo, Cristiano Venícius
dc.contributor.author	Vera Herrera, Lucía
dc.contributor.other	Departament de Microbiologia i Ecologia	es_ES
dc.date.accessioned	2023-05-04T12:00:59Z
dc.date.available	2023-05-05T04:45:06Z
dc.date.issued	2023	es_ES
dc.date.submitted	12-05-2023	es_ES
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10550/86341
dc.description.abstract	Los humedales costeros, considerados indispensables por los numerosos servicios ecosistémicos que proporcionan a la humanidad, se encuentran en la actualidad altamente amenazados por las continuas presiones antrópicas, y en especial, por la actividad agrícola. Entre los principales impactos derivados de la agricultura destacan la extracción de las reservas de agua dulce, la alteración de los regímenes hidrológicos naturales, y la degradación de la calidad química y estado trófico de los ecosistemas acuáticos naturales que constituyen estos complejos y dinámicos parajes naturales. El principal problema a la hora de desarrollar y aplicar estrategias de monitorización, conservación y restauración de los humedales agrícolas reside principalmente en la compleja hidrología de estos ecosistemas. Por ello, la presente tesis doctoral, sirviéndose de herramientas y tecnologías emergidas en las últimas décadas, tiene como objetivo principal evaluar de manera íntegra y multidisciplinar el impacto hidrológico, ecológico y ambiental ejercido por la agricultura en los ecosistemas acuáticos que constituyen el Parque Natural de la Albufera (Valencia, España), humedal costero mediterráneo altamente vinculado al cultivo del arroz, considerando como elemento clave de su riqueza y vulnerabilidad la conexión e interdependencia existente entre sus masas de agua. Para ello, en primer lugar, a partir del desarrollo de un ajuste matemático derivado del análisis de imágenes satelitales, se estudiaron los ciclos de inundación del humedal durante 15 años, atendiendo a superficie y volumen de agua de inundación, y se evaluó la correlación de éstos con la renovación del agua del lago de la Albufera. Por otro lado, el segundo estudio constituyó un análisis detallado de factores limnológicos y ecológicos de las masas de agua durante el desarrollo de un ciclo completo anual del cultivo del arroz, considerando las directivas europeas y normativas regionales aplicables. Los resultados se plasmaron en capas cartográficas, con el fin de verificar diferencias espaciales relevantes y posibles correlaciones con las actividades agrícolas próximas y la gestión del agua de riego. Por último, se llevó a cabo un estudio complementario ecotoxicológico a escala laboratorio con el fin de integrar las respuestas espaciales de colonización de la especie de cladóceros Daphnia magna, organismos acuáticos claves de la calidad biológica en lagunas costeras, en los estudios de riesgo ambiental, considerando además posibles efectos tóxicos subletales sobre la capacidad natatoria y la actividad neurotransmisora de estos organismos. Los resultados obtenidos durante el desarrollo de la presente tesis doctoral confirmaron, en primer lugar, que el Parque Natural presenta un régimen hidrológico consistente regulado por los requerimientos agrícolas del cultivo del arroz, no adaptándose a las variaciones climáticas estacionales, lo que afecta a los procesos naturales de renovación del agua de la laguna. Por otro lado, se confirma el estado degradado y eutrófico generalizado del humedal durante el ciclo completo del cultivo del arroz, no asegurándose una entrada de agua de buena calidad a través de sus principales ejes fluviales, y especialmente en la zona norte, donde, además, el agua de riego se mezcla con efluentes inadecuados de las EDARs para compensar el bajo caudal ecológico. Se confirma la conectividad entre las masas de agua y el flujo de nutrientes, de forma que la gestión del agua de la cuenca para el cultivo del arroz modula importantes características limnológicas del lago de la Albufera, que actua como último captador antes de liberar nutrientes y contaminantes al mar. Por último, los ensayos ecotoxicológicos confirmaron el pronunciado efecto tóxico que ejerce la mezcla de plaguicidas en gradiente sobre los organismos acuáticos, inhibiendo de forma drástica sus dinámicas de colonización, además de afectar notoriamente y de forma sinérgica su comportamiento natatorio. Por tanto, los resultados de la presente tesis doctoral sirven como herramienta de conocimiento y apoyo para la elaboración de planes de gestión que se adapten a la heterogeneidad espacial y dinamismo de los humedales agrícolas costeros. Además, proporciona herramientas para el desarrollo de metodologías de análisis de riesgo ambiental que integren la conectividad y el flujo de materia y energía entre las masas de agua, ayudando a la reducción de la vulnerabilidad de los ecosistemas acuáticos frente a las múltiples presiones antropogénicas y la degradación causada por las actividades agrícolas.	es_ES
dc.description.abstract	Coastal wetlands, considered indispensable for the many ecosystem services they provide to humans, are currently highly threatened by continuous anthropogenic pressures, especially from agricultural activity. Among the main impacts derived from agriculture are the extraction of freshwater reserves, the alteration of natural hydrological regimes, and the degradation of the chemical quality and trophic status of the natural aquatic ecosystems that make up these complex and dynamic natural sites. The main problem in developing and applying strategies for monitoring, conservation and restoration of agricultural wetlands lies mainly in the complex hydrology of these ecosystems. Therefore, the main objective of this doctoral thesis, using emerging tools and technologies in recent decades, is to evaluate in a comprehensive and multidisciplinary way the hydrological, ecological and environmental impact exerted by agriculture on the aquatic ecosystems that constitute the Albufera Natural Park (Valencia, Spain), a Mediterranean coastal wetland highly linked to rice cultivation, considering as a key element of its richness and vulnerability the connection and interdependence between its water bodies. To this end, firstly, based on the development of a mathematical adjustment derived from the analysis of satellite images, the flooding cycles of the wetland were studied for 15 years, taking into account the surface area and volume of flood water, and the correlation between these cycles and the water renewal of the Albufera lake was evaluated. On the other hand, the second study was a detailed analysis of limnological and ecological factors of the water bodies during the annual cycle of rice cultivation, considering the European directives and applicable regional regulations. The results were captured in cartographic layers, in order to verify relevant spatial differences and possible correlations with nearby agricultural activities and irrigation water management. Finally, a complementary ecotoxicological study was carried out at laboratory scale in order to integrate the spatial responses of colonization of the cladoceran species Daphnia magna, key aquatic organisms of biological quality in coastal lagoons, in environmental risk studies, also considering possible sublethal toxic effects on the swimming capacity and neurotransmitter activity of these organisms. The results obtained during the development of this doctoral thesis confirmed, firstly, that the Natural Park has a consistent hydrological regime regulated by the agricultural requirements of rice cultivation, not adapting to seasonal climatic variations, which affects the natural processes of water renewal of the lagoon. On the other hand, the generalized degraded and eutrophic state of the wetland is confirmed during the complete cycle of rice cultivation, not ensuring a good quality water inflow through its main fluvial axes, especially in the northern zone, where, in addition, irrigation water is mixed with inadequate effluents from the WWTPs to compensate the low ecological flow. The connectivity between water bodies and the flow of nutrients is confirmed, so that water management in the basin for rice cultivation modulates important limnological characteristics of the Albufera lake, which acts as the final sink before releasing nutrients and pollutants into the sea. Finally, ecotoxicological tests confirmed the acute toxic effect of the gradient mixture of pesticides on aquatic organisms, drastically inhibiting their colonization dynamics, as well as significantly and synergistically affecting their swimming behavior. Therefore, the results of this doctoral thesis serve as a tool of knowledge and support for the development of management plans that adapt to the spatial heterogeneity and dynamism of coastal agricultural wetlands. In addition, it provides tools for the development of environmental risk analysis methodologies that integrate connectivity and the flow of matter and energy between water bodies, helping to reduce the vulnerability of aquatic ecosystems to multiple anthropogenic pressures and degradation caused by agricultural activities.	en_US
dc.format.extent	293 p.	es_ES
dc.language.iso	es	es_ES
dc.subject	hidrología	es_ES
dc.subject	humedales costeros	es_ES
dc.subject	agricultura	es_ES
dc.subject	riego	es_ES
dc.subject	nutrientes	es_ES
dc.subject	teledetección	es_ES
dc.subject	ecotoxicología	es_ES
dc.subject	exposición no forzada	es_ES
dc.title	Conectividad dinámica y vulnerabilidad de los ecosistemas acuáticos en entornos agrícolas costeros: La Albufera de Valencia como caso de estudio	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::CIENCIAS DE LA VIDA::Microbiología	es_ES
dc.embargo.terms	0 days	es_ES
dc.rights.accessRights	open access	es_ES