Is the bioproduction number a good index of the trophic state in Mediterranean wetlands?

Gilbert, Juan Diego; Guerrero, Francisco; Jiménez-Melero, Raquel; Vicente, Inmaculada de

doi:10.1051/kmae/2015001

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“…The main advantage of using BPN is that, while the application of indices based on water column parameters (see for example [84,85]) requires repeated seasonal monitoring to obtain the annual mean values, the reproducibility of the BPN method has shown constant BPN values every time, and thus only one sampling representing the spatial heterogeneity of the surface sediment is required [83]. However, some limitations have also been detected when using BPN in Mediterranean wetlands characterized by low sedimentary organic matter content [86]. Secondly, the lake sediment affects the chemical composition of the overlying water column, as it is a dynamic and active compartment where a great diversity of reactions and transformations lead to nutrients mobilization or retention.…”

Section: The Sediment As An Essential Compartment Of Mediterranean Wetlandsmentioning

confidence: 99%

Biogeochemistry of Mediterranean Wetlands: A Review about the Effects of Water-Level Fluctuations on Phosphorus Cycling and Greenhouse Gas Emissions

Vicente

2021

Water

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Although Mediterranean wetlands are characterized by extreme natural water level fluctuations in response to irregular precipitation patterns, global climate change is expected to amplify this pattern by shortening precipitation seasons and increasing the incidence of summer droughts in this area. As a consequence, a part of the lake sediment will be exposed to air-drying in dry years when the water table becomes low. This periodic sediment exposure to dry/wet cycles will likely affect biogeochemical processes. Unexpectedly, to date, few studies are focused on assessing the effects of water level fluctuations on the biogeochemistry of these ecosystems. In this review, we investigate the potential impacts of water level fluctuations on phosphorus dynamics and on greenhouse gases emissions in Mediterranean wetlands. Major drivers of global change, and specially water level fluctuations, will lead to the degradation of water quality in Mediterranean wetlands by increasing the availability of phosphorus concentration in the water column upon rewetting of dry sediment. CO2 fluxes are likely to be enhanced during desiccation, while inundation is likely to decrease cumulative CO2 emissions, as well as N2O emissions, although increasing CH4 emissions. However, there exists a complete gap of knowledge about the net effect of water level fluctuations induced by global change on greenhouse gases emission. Accordingly, further research is needed to assess whether the periodic exposure to dry–wet cycles, considering the extent and frequency of the cycles, will amplify the role of these especial ecosystems as a source of these gases and thereby act as a feedback mechanism for global warming. To conclude, it is pertinent to consider that a better understanding about the effect of water level fluctuations on the biogeochemistry of Mediterranean wetlands will help to predict how other freshwater ecosystems will respond.

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Section: The Sediment As An Essential Compartment Of Mediterranean Wetlandsmentioning

confidence: 99%

Biogeochemistry of Mediterranean Wetlands: A Review about the Effects of Water-Level Fluctuations on Phosphorus Cycling and Greenhouse Gas Emissions

Vicente

2021

Water

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“…La biomasa del fitoplancton en los mallines, evaluada a partir de la concentración de la clorofila a (chl-a), mostró en la mayoría de los casos valores menores a de 6 µg.L -1 (n=23), pero con un máximo de 32,5 µg. (Gilbert et al 2015).…”

Section: Estado Trófico Y Su Relación Con La Biodiversidadunclassified

“…En la mayoría de los mallines estudiados, el estado trófico estimado por el TSI PT es mucho más alto que el calculado a partir de TSI Cl , en coincidencia a lo documentado en otros estudios (Elmaci et al 2009, Jarosiewicz et al 2011, Vidović et al 2015. Esto ocurre porque la concentración de clorofila a es notablemente más baja a la esperada de acuerdo a la concentración de fósforo total (Gilbert et al 2015). Una de las probables causas de este fenómeno es que el nitrógeno puede actuar como nutriente limitante del fitoplancton y el fósforo encontrarse en exceso, de acuerdo a la relación N:P (Reddy y De Laune 2008, Sánchez-Carrillo et al 2010; otra causa importante es debida de la presencia de las macrófitas (Gilbert et al 2015).…”

Section: Estado Trófico Y Su Relación Con La Biodiversidadunclassified

“…Esto ocurre porque la concentración de clorofila a es notablemente más baja a la esperada de acuerdo a la concentración de fósforo total (Gilbert et al 2015). Una de las probables causas de este fenómeno es que el nitrógeno puede actuar como nutriente limitante del fitoplancton y el fósforo encontrarse en exceso, de acuerdo a la relación N:P (Reddy y De Laune 2008, Sánchez-Carrillo et al 2010; otra causa importante es debida de la presencia de las macrófitas (Gilbert et al 2015). Gran parte de los mallines estudiados presentaron cuerpos de agua con lechos de macrófitas, con coberturas superiores a 50 %, como fue evidenciado en la caracterización de los biotopos, con altos porcentajes de vegetación compleja (subemergente y emergente) y/o vegetación simple (sólo emergentes).…”

Section: Estado Trófico Y Su Relación Con La Biodiversidadunclassified

“…De esta forma la aplicación de los índices basados únicamente en parámetros de la columna de agua, tales como los TSI CL y TSI PT (Carlson 1977), pueden presentar discrepancias al evaluar el estado trófico de humedales someros dominados por macrófitas (Gilbert et al 2015). Recientemente, de Vicente et al (2010) señalaron que el uso del número de bioproducción (BPN, Håkanson, 1984) puede representar un indicador más apropiado para humedales, lagos poco profundos y los sistemas acuáticos caracterizados por una extrema variabilidad temporal, debido a que es calculado a partir de la composición de los sedimentos (nitrógeno total y materia orgánica).…”

Section: Estado Trófico Y Su Relación Con La Biodiversidadunclassified

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Macroinvertebrados acuáticos como indicadores ecológicos de cambios en el uso del suelo en mallines del sudoeste de la provincia de Río Negro

Macchi¹

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Los mallines patagónicos (del mapuche malliñ) son áreas o bajos inundables que se localizan a lo largo del paisaje. Son típicos ecosistemas de humedales, cuya génesis se encuentra asociada a la presencia de agua cerca de la superficie del suelo, constituyendo formaciones netamente diferenciadas de las áreas circundantes, que albergan una rica y variada biodiversidad. La modificación del paisaje y el uso del suelo debidos a la ganadería, a la agricultura y al avance de la urbanización, han sido las principales causas de la pérdida de la diversidad biológica y de la degradación de los servicios ecosistémicos de los mallines. De esta forma, el objetivo del presente estudio fue determinar qué medidas o estimadores de la comunidad de macroinvertebrados resultan más apropiados para evaluar la degradación ambiental en los mallines patagónicos. Para ello, se seleccionaron 15 mallines en el sudoeste de la Provincia de Río Negro sujetos a diferentes usos del suelo. En el diseño se agruparon los mallines de acuerdo a diferentes categorías de uso (n=3), siendo el agrícola-ganadero y el urbano los de la biozona de bosque mixto y el agrícola-ganadero el asignado en la estepa patagónica, todos se contrastaron con sitios de referencia en su respectiva biozona (n=3). Los mallines fueron visitados en dos periodos, en aguas altas (septiembre 2012) y en aguas bajas (diciembre 2012). Se zonificó el área de cada uno de los mallines (central, intermedia y periférica) mediante el procesamiento digital de imágenes Landsat multiespectral ETM+ e imágenes de alta resolución espacial (Basemap, ArcGIS de 10.3). Asimismo, utilizando imágenes satelitales actuales (Google Earth 2012 y Basemap de ArcGIS 10.3), se cuantificó la transformación del suelo en la periferia de los cuerpos de agua o áreas inundadas de los mallines (áreas perimetrales a 100 y 500 metros), en las categorías: % Natural, % Cuerpos de agua, % Agrícola, % Urbano y % Suelo degradado. En terreno y previo al muestreo en cada sitio, se estimó de forma ocular el porcentaje de cobertura de biotopos, lo que se realizó a partir de una evaluación de la complejidad estructural de los hábitats disponibles para los macroinvertebrados acuáticos (vegetación compleja, vegetación simple, aguas someras sin vegetación y aguas profundas sin vegetación). En cada momento de muestreo se registraron in situ los principales parámetros fisicoquímicos del agua (profundidad, temperatura, pH, conductividad eléctrica y oxígeno disuelto) y en el laboratorio se determinaron los principales nutrientes (nitritos + nitratos, amonio, nitrógeno total, fósforo reactivo soluble y fósforo total), la alcalinidad y los sólidos suspendidos totales. Para la estimación de la densidad del fitoplancton, se determinó la concentración de clorofila a en la columna de agua. En la zona central de los mallines se realizó un inventario de macrófitas y se estimó el porcentaje de cobertura mediante el método fitosociológico relevé de Braun-Blanquet. En cada sitio se colectaron muestras de macroinvertebrados de columna de agua (n=3), utilizando redes de mano (D-frame de 250 μm) y de sedimentos (n=3) mediante un corer de 12 cm de diámetro, totalizando n=180 muestras. En laboratorio se realizó la separación de los organismos, los que se identificaron hasta el nivel taxonómico más bajo posible. Con los datos de las abundancias se calculó la riqueza taxonómica, la diversidad de Shannon-Wiener, la equitatividad de Pielou, la densidad y la biomasa de macroinvertebrados acuáticos. Se analizaron los grupos funcionales (desmenuzadores, raspadores, predadores, colectores recolectores, colectores filtradores y picadores herbívoros). Finalmente, se efectuó una evaluación y selección de métricas de macroinvertebrados en relación a su respuesta frente al disturbio asociado al uso del suelo. Con los datos ambientales de los mallines, según biozona, se realizó un análisis de componentes principales (ACP) para examinar la variación en las características físicas y químicas de los sitios de estudio debidos a los usos del suelo. Para evaluar si existieron diferencias entre las características ambientales de los mallines, según biozonas y según usos del suelo, se realizaron análisis no paramétricos (ANOVA Kruskal Wallis y Mann Whitney U Test). Además, para examinar la relación entre las asociaciones de invertebrados acuáticos o métricos seleccionados y las variables ambientales, se efectuaron análisis de correspondencias canónicas (ACC) o análisis de redundancias (RDA). Los resultados del estudio demostraron que los mallines de la Provincia de Río Negro albergan una diversa y abundante biota acuática. Se reconocieron 76 taxa de macrófitas, distribuidas en 22 familias. A escala de paisaje, la mayor diversidad de macrófitas se registró en los mallines de bosque, sin embargo agrupados por uso de suelo, los sitios agrícolas y urbanos presentaron los valores más bajos de riqueza taxonómica y cobertura de nativas, con reducción o ausencia de plantas subemergentes (principalmente Myriophyllum quitense y Potamogeton linguatus). La comunidad de macroinvertebrados presentó una alta riqueza taxonómica con 145 taxa identificados, distribuidos en 5 Phyla y 65 familias. Dentro de ellos, Chironomidae (Diptera) y Dytiscidae (Coleoptera), en ese orden, constituyeron los taxa más ricos y frecuentes. Al comparar los ensambles de macroinvertebrados acuáticos de la columna de agua respecto de aquellos de los sedimentos, fue notoria la diferencia entre ambas comunidades, hallándose en columna 145 taxa, y en sedimentos una comunidad notablemente pobre totalizando sólo 29 taxa. En términos de densidad y biomasa bentónica, se destacó Oligochaeta principalmente por la presencia de Lumbriculus variegatus y Limnodrilus hoffmeisteri. A escala de paisaje, la riqueza taxonómica más alta fue documentada en los mallines de bosque mixto, los que congregaron casi el 93 % de los taxa descriptos. La valoración de los atributos estructurales por uso de suelo, mostró ensambles de macroinvertebrados más pobres o simplificados en los sitios disturbados respecto de aquellos de referencia en ambas biozonas. La calidad del agua reflejó un patrón natural de aumento de pH y salinidad en consonancia con el gradiente de precipitaciones oeste-este, no obstante se evidenció un destacado aumento significativo en aquellos mallines con mayor disturbio antrópico, debido a la ganadería o a la urbanización. Asimismo, los valores de nutrientes fueron más altos en los mallines impactados, los que presentaron mayor biomasa del fitoplancton y síntomas evidentes de eutrofización. La alteración antrópica de los mallines fue evidenciada por ocho métricas comunitarias las que fueron validadas por una secuencia de selección, éstas respondieron de igual manera en cada biozona, independientemente de sus características particulares debidas al clima y a la geomorfología. Las métricas de riqueza resultaron ser las más sensibles frente al disturbio y entre ellas se destacaron, por responder de acuerdo a lo esperado en términos de correlaciones significativas con los parámetros ambientales: la riqueza taxonómica, el “n° de taxa de insectos”, el “n° de taxa OCD (Odonata- Coleoptera- Diptera)” y el “n° de taxa de quironómidos”. Entre las métricas de composición y abundancia, el “% OCD, el “% de dípteros” y el “% de quironómidos”, también mostraron una respuesta esperada a lo largo del gradiente de disturbio. De esta forma, los valores de estas métricas declinan en mallines, que debido a los usos del suelo, presentaron una mayor degradación de la calidad del agua (aumento de pH, conductividad eléctrica y fósforo reactivo soluble), una fuerte reducción de la complejidad estructural del hábitat (% de vegetación compleja), dada fundamentalmente por la riqueza y diversidad de macrófitas y, una mayor cobertura de suelo degradado (áreas perimetrales a 100 metros). Sólo la métrica de composición el “% de crustáceos”, evidenció una respuesta positiva conforme aumentó el grado de disturbio. El presente trabajo destaca la vulnerabilidad de los mallines frente a los disturbios antrópicos debidos a los diferentes usos del suelo y el rol de las comunidades de macroinvertebrados como potenciales bioindicadores. La diferente respuesta entre dípteros, particularmente quironómidos, y crustáceos, indica que estos grupos serían apropiados como indicadores de disturbio y podrán ser usados en el diseño de planes de vigilancia y monitoreo ambiental, contribuyendo a una mejor gestión y conservación de los mallines patagónicos.

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Does wetland watershed land use influence amphibian larval development? A relevant effect of agriculture on biota

et al. 2018

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Is the bioproduction number a good index of the trophic state in Mediterranean wetlands?

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Biogeochemistry of Mediterranean Wetlands: A Review about the Effects of Water-Level Fluctuations on Phosphorus Cycling and Greenhouse Gas Emissions

Biogeochemistry of Mediterranean Wetlands: A Review about the Effects of Water-Level Fluctuations on Phosphorus Cycling and Greenhouse Gas Emissions

Macroinvertebrados acuáticos como indicadores ecológicos de cambios en el uso del suelo en mallines del sudoeste de la provincia de Río Negro

Does wetland watershed land use influence amphibian larval development? A relevant effect of agriculture on biota

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