Effects of global change on benthic communities of the lower Ebro River: implications for the assessment of the ecological status

Abstract

Aquesta tesi doctoral avalua l’estructura i composició de comunitats bentòniques ( diatomees i macroinvertebrats) del tram baix de l’Ebre en funció d’alteracions del cabal natural del riu causades per la presència del sistema de regulació, i canvis del regim de temperatura causats per un increment sostingut de la temperatura de l’aigua (produït per la central nuclear d’Ascó).

Inicialment, tota la variabilitat hidrogeomorfològica del baix Ebre va ser considerada i van ser analitzades mostres recollides al llarg de cinc trams del riu, integrant diferents anys i estacions per tal d'avaluar els canvis espacials i temporals a nivell d'estructura de comunitat. Es van trobar diferències significatives per als macroinvertebrats entre la secció més propera als embassaments i la resta de les seccions d'estudi. De la mateixa manera els índexs d'avaluació de l'estat ecològic basats en macroinvertebrats i diatomees van mostrar les puntuacions més baixes en aquesta secció, fet que és atribuïble a la degradació de l’hàbitat causada per la influència directa de les preses.

Posteriorment, la influència d’un increment tèrmic causat pel sistema de refrigeració de la central nuclear d’Ascó sobre les comunitats bentòniques (macroinvertebrats i diatomees) va ser avaluada. Amb aquest propòsit, es van analitzar mostres de substrat naturals i artificials recollides en punts localitzats abans i després de l'efluent tèrmic. Les comunitats bentòniques van mostrar sensibilitat als canvis tèrmics, tant en substrats naturals com artificials, tot i que l’increment tèrmic no va superar els 3 C. Els factors que van influir majoritàriament en les comunitats bentòniques van ser l'increment tèrmic de l’aigua causat per la central nuclear i la variació estacional de nutrients i conductivitat. Atès que les condicions d'Increment tèrmic en l'àrea d'estudi s’han mantingut durant els últims 30 anys, els resultats podrien ser útils per avaluar els impactes de l'escalfament global en grans rius mediterranis.

Esta tesis doctoral evalúa la estructura y composición de comunidades bentónicas (diatomeas y macroinvertebrados) del tramo bajo del río Ebro en función de alteraciones en el caudal natural del río causadas por la presencia del sistema de regulación, y cambios en el régimen de temperatura causados por un incremento sostenido de la temperatura del agua (producido por la central nuclear de Ascó).

Inicialmente, toda la variabilidad hidrogeomorfológica del bajo Ebro fue considerada y muestras recolectadas a lo largo de cinco tramos del río, integrando diferentes años y estaciones fueron analizadas con el fin de evaluar los cambios espaciales y temporales a nivel de estructura de comunidad. Se encontraron diferencias significativas para macroinvertebrados entre la sección más cercana a los embalses y el resto de las secciones de estudio. De igual manera los índices de evaluación del estado ecológico basados en macroinvertebrados y diatomeas mostraron las puntuaciones más bajas en esta sección, lo cual es atribuible a la degradación del hábitat causado por la influencia directa de las presas.

Posteriormente, fue evaluada la influencia del incremento térmico causado por el sistema de refrigeración de la central nuclear de Ascó sobre las comunidades bentónicas (macroinvertebrados y diatomeas). Para este propósito, se analizaron muestras recolectadas en los sitios localizados antes y después del efluente térmico, las mismas que fueron recolectadas tanto de sustrato natural como artificial. Las comunidades bentónicas mostraron sensibilidad a los cambios térmicos tanto en sustratos naturales como artificiales a pesar de que dicho incremento térmico no superó los 3 C. Los factores que influyeron mayoritariamente en las comunidades bentónicas fueron el incremento térmico del agua causado por la central nuclear y la variación estacional en nutrientes y conductividad. Dado que las condiciones de incremento térmico en el área de estudio han sido permanentes durante los últimos 30 años, los resultados podrían ser útiles para evaluar los impactos del calentamiento global en grandes ríos mediterráneos.

This Ph.D. thesis assess the structure and composition of benthic communities (macroinvertebrates and diatoms) of the lower Ebro River as a function of alterations in the natural river flow caused by the presence of the water regulation system, and changes in the temperature regime caused by a sustained increase of water temperature (produced by the Ascó nuclear power station).

Initially, the entire hydrogeomorphic variability of the lower Ebro was considered and surveys conducted along five river sections integrating different years and seasons were analysed in order to assess spatial and temporal changes in community structure. Significant differences for macroinvertebrates were found between the section closest to reservoirs and the rest of the study sections; as well, indices for ecological status assessment based on both macroinvertebrates and diatoms showed lowest scores at this section, which is attributable to the habitat degradation caused by direct influence of the dams.

Thereafter, the influence on benthic communities (macroinvertebrates and diatoms) of an increase in temperature caused by the cooling system of the Ascó nuclear power station was assessed; for this purpose, surveys conducted at sites before and after the effluent and collected from natural and artificial substrata were analyzed. Benthic assemblages showed sensitivity to thermal changes both in natural and artificial substrata, even though warming did not exceed 3 C. Factors that seemed to influence benthic assemblages the most were water warming caused by the nuclear power station and seasonal variation in nutrients and conductivity. Given that warming conditions in the study area have been permanent during the last 30 years, results could be useful to assess the impacts of global warming on large Mediterranean rivers.