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Modelo conceptual de la eutrofización y proliferación de cianobacterias : un caso de estudio en el embalse de A Baxe

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Modelo conceptual de la eutrofización y proliferación de cianobacterias : un caso de estudio en el embalse de A Baxe

Alvarez Bermudez, Xana
 
DATE : 2015-12-11
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/524
UNESCO SUBJECT : 3106.09 Ordenación de Cuencas Fluviales ; 2508 Hidrología ; 3106.01 Conservación
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

La planificación integral de las cuencas hidrográficas de un modo sostenible es fundamental en la gestión de sus recursos naturales, y actualmente se está realizando en los países desarrollados. Uno de los elementos principales de dichas cuencas, los ríos que las conforman, se han visto afectados por diferentes tipos de factores que empeoran su estado de conservación en los últimos años. Dichas alteraciones, cambios y factores modifican su naturaleza, derivando y/o acelerando los procesos ambientales que tienen lugar en los ecosistemas fluviales, como es el caso de la eutrofización de sus aguas. Dicho proceso ha evolucionado rápidamente en los últimos diez años de tal modo que los gestores de estos espacios, y la comunidad científica, han destinado numerosos recursos, tratando de buscar soluciones a un problema ambiental que cada vez afecta a más biotas en todo el mundo, incrementando no solo los costes ambientales que supone, sino también las elevadas inversiones económicas necesarias para minimizar sus efectos negativos. Con el objetivo de contribuir a los esfuerzos de conocer ... [+]
La planificación integral de las cuencas hidrográficas de un modo sostenible es fundamental en la gestión de sus recursos naturales, y actualmente se está realizando en los países desarrollados. Uno de los elementos principales de dichas cuencas, los ríos que las conforman, se han visto afectados por diferentes tipos de factores que empeoran su estado de conservación en los últimos años. Dichas alteraciones, cambios y factores modifican su naturaleza, derivando y/o acelerando los procesos ambientales que tienen lugar en los ecosistemas fluviales, como es el caso de la eutrofización de sus aguas. Dicho proceso ha evolucionado rápidamente en los últimos diez años de tal modo que los gestores de estos espacios, y la comunidad científica, han destinado numerosos recursos, tratando de buscar soluciones a un problema ambiental que cada vez afecta a más biotas en todo el mundo, incrementando no solo los costes ambientales que supone, sino también las elevadas inversiones económicas necesarias para minimizar sus efectos negativos. Con el objetivo de contribuir a los esfuerzos de conocer y mitigar este proceso de eutrofización en los ecosistemas acuáticos, se desarrollan una serie de análisis e investigaciones en aquellos campos que todavía no tienen respuesta, y para ello el presente estudio se centra en la cuenca hidrográfica del río Umia (aguas arriba del embalse de A Baxe). Por un lado, se han estudiado medidas preventivas al proceso, concretamente el estudio y la evaluación de los factores que afectan a dicho fenómeno, profundizando en el conocimiento de cómo tiene lugar y qué consecuencias conlleva para el ecosistema fluvial. Todo ello con la finalidad última de que los gestores de estos espacios puedan adelantarse a los “blooms” de las algas verde-azuladas que tienen lugar en el embalse, y puedan tomar las medidas necesarias para minimizarlos en la medida de lo posible, además de prevenir dicho proceso mediante la restauración del hábitat fluvial. De forma específica se ha estudiado el origen y la evolución de la eutrofización en función de las condiciones meteorológicas, concretamente de la temperatura del aire, de la radiación solar y de las precipitaciones, así como el análisis de la calidad del agua del embalse, correlacionándola con la concentración de la cianobacteria (Microcystis aeruginosa). En segundo lugar, se ha realizado el análisis del crecimiento de las algas verdes en diferentes condiciones, recreando a escala laboratorio su desarrollo. Además, se evaluó la competencia en el crecimiento de las diferentes algas verdes que se desarrollan en el área de estudio y la producción de toxina (microcistina-LR) a lo largo del tiempo. Dentro de las medidas preventivas, se realizó la evaluación de la calidad del hábitat fluvial como indicador de su estado de conservación, mediante la aplicación de tres índices diferentes, dos que evalúan la calidad riparia (QBR y RQI) y otro que evalúa la heterogeneidad del hábitat (IHF). Con los resultados de la aplicación de estos índices se procedió a la elección del índice más adecuado para su aplicación en proyectos de restauración de ríos. Por otro lado, para la reducción de los aportes de nutrientes que favorecen la eutrofización se evaluó, aplicó y adaptó al río Umia el índice de calidad del bosque de ribera (QBR) como herramienta en la gestión de estas formaciones boscosas riparias, concretamente para el diseño de medidas de conservación y restauración de las zonas ribereñas. De este modo se pudo realizar una zonificación de las áreas riparias en función de su estado de conservación. Finalmente, se han abordado y evaluado aquellas posibles medidas correctoras, una vez la floración de dichas algas ha tenido lugar, específicamente la eliminación de las algas mediante la electrofloculación, sin afección al ecosistema fluvial ni a los organismos que en él habitan. Así mismo, se ha analizado el potencial de dichas algas para la generación de biodiesel, de modo que se reduzcan los residuos y se pueda llegar a contrarrestar los esfuerzos económicos envueltos en los procesos de su eliminación. Los resultados aquí publicados, además de esclarecer diferentes aspectos relevantes en la eutrofización de ecosistemas de agua dulce, abren nuevas líneas de investigación que podrán integrar mucha de la información aquí mostrada, y seguir contribuyendo en el conocimiento necesario para mantener y conservar los ecosistemas fluviales. [-]
 
The sustainable and integrated planning of the freshwater is essential for the management of these natural resources, and thus it is currently being done in several developed countries. The conservation status of rivers, the main elements of the hidrological system, is affected by different conditions and factors. Consequent disturbances have changed and/or accelerated some environmental processes that occur in river ecosystems, such as freshwater eutrophication. Eutrophication has increased so rapidly in the last ten years that water authorities and the scientific community, have assigned considerable resources trying to find solutions to an environmental problem that affects different biota in the World and increases both, the environmental cost involved and the investments needed to minimize the negative effects. In order to contribute to understand the process of eutrophication in aquatic ecosystems and its mitigation, a specific research program has been carried out in the Umia River Basin, upstream of the "A Baxe" reservoir. Firstly, we have studied preventive measures for ... [+]
The sustainable and integrated planning of the freshwater is essential for the management of these natural resources, and thus it is currently being done in several developed countries. The conservation status of rivers, the main elements of the hidrological system, is affected by different conditions and factors. Consequent disturbances have changed and/or accelerated some environmental processes that occur in river ecosystems, such as freshwater eutrophication. Eutrophication has increased so rapidly in the last ten years that water authorities and the scientific community, have assigned considerable resources trying to find solutions to an environmental problem that affects different biota in the World and increases both, the environmental cost involved and the investments needed to minimize the negative effects. In order to contribute to understand the process of eutrophication in aquatic ecosystems and its mitigation, a specific research program has been carried out in the Umia River Basin, upstream of the "A Baxe" reservoir. Firstly, we have studied preventive measures for eutrophication, in particular the study and evaluation of factors that affect this phenomenon, through an understanding of how it takes place and what are the consequences for the river ecosystem. All with the main aim of the managers of these resources can anticipate to the "blooms" of blue-green algae that occurs in the reservoir, and they can take actions to minimize as far as is possible, as well as to prevent this process by restoring river habitat. It has studied the origin and evolution of eutrophication depending on weather condition (specifically air temperature, solar radiation and rainfall), water quality of the reservoir and the correlation of it with the concentration of cyanobacteria (Microcystis aeruginosa). Secondly, there has been an analysis of the growth of green algae in different conditions, recreating their development at a laboratory scale. In addition, competition among different green algae of the study area was evaluated, as well as their production of toxin (microcystin LR) over time. Regarding preventive measures, an evaluation of the river habitat quality as an indicator of its condition was performed by applying three different indexes: two that evaluate riparian quality (QBR and RQI) and another one that evaluates heterogeneity of the habitat (IHF). Taking into account the results of these indexes, we proceeded to choose the most suitable one to apply it in river restoration projects. Additionally, with the aim of reduce the nutrient inputs that increase eutrophication, the riparian forest quality index (QBR) was evaluated, applied and adapted to Umia river. QBR appears to be a useful tool for riparian forest management, especially for the design of conservation and restoration actions. Consequently, it was possible to suggest zoning criteria of riparian areas depending on their conservation condition. Finally, we have been working on potential corrective measures to be applied, once algae blooms have occurred. Specifically we have been testing the elimination of algae by electrofloculation, without damaging the river ecosystem and its organisms. In order to reduce the waste and to counteract the economic efforts involved in the elimination processes, the potential use of these algae for biodiesel production has been also studied. The overall results also clarify different relevant aspects of freshwater ecosystem eutrophication, open new research lines that will integrate much of the information shown here, and continue to contribute to the necessary knowledge to maintain and conserve river ecosystems. [-]

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