Spatio-temporal dynamic of the early life stages of fishassemblagesin the Guadalquivir estuary. Responses to anthropic and natural disturbances

• Autores: Juan Miguel Miró Recio-Mensaque
• Directores de la Tesis: José Carlos García-Gómez (dir. tes.), César Megina Martínez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2021
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 210
• Títulos paralelos:
  • Dinámica espacio-temporal de la comunidad de larvas y juveniles de peces del estuario del Guadalquivir. Respuestas ante perturbaciones antrópicas y naturales
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen
  • español

    Los ambientes estuarinos son regiones intermedias entrelos sistemas fluviales y marinos, lo que los hace contener hábitats críticos para muchas especies residentes y migratorias. Estos pueden soportar una gran abundancia de organismos debido a su alta productividad, desempeñando un papel esencial en la función de cría de muchas especies, especialmente para los peces marinos. Sin embargo, debido al aumento del desarrollo urbano y agrícola, se encuentran entre los sistemas acuáticos más perturbados y amenazados. Por tanto, el objetivo de esta tesis fue incrementarel conocimiento de los procesos de ecología de reclutamiento para las etapas tempranas de vida de los peces en los estuarios, además de observar las respuestas de estos ecosistemas ante diferentes perturbaciones naturales y antrópicas. Para ello, utilizamos el estuariodel Guadalquivir como principal área de estudio, y además secomparócon zonas costeras cercanasy otros estuarios de la región.En esta investigación, monitoreamos la composición, abundancia y estructura de sus comunidades de larvas y juveniles de peces y los relacionamos con múltiples variables ambientales, tantoen su zona interna como cerca de su desembocaduradurante tres años consecutivos. Se encontraron abundancias mucho mayores en la zona estuarina, donde las aguas poli y mesohalinas mostraron mayor productividad y biodiversidad. Las fluctuaciones temporales en los aportes de agua dulce influyeron en las características fisicoquímicas del agua y, en consecuencia, en el cambio de sus comunidades.Asimismo, se realizó un estudio para determinar el mecanismo de movimientos horizontales dentro del estuario en las especies de peces más abundantes, Engraulis encrasicolusy Pomatoschistusspp. El transporte selectivo de corrientes de marea, en combinación con las migraciones verticales, es unode los mecanismos más utilizados por los invertebrados y los pequeños peces en los estuarios. Sin embargo, no se encontró evidencia de migraciones verticales para estas especies. Los gobios bentónicos se encontraron principalmente en el fondo, mientras que los boqueronespelágicos se encontraron en la capa superficial, independientemente del estadode la marea (llenanteo vaciante). Por lo tanto,tuvieron queaplicarotrasestrategias alternativas.Durante el programa de monitoreo, se analizaron a corto plazo tres eventos diferentes de elevada descarga de agua dulce, las cuales ocurrieron tras periodosde fuertes lluvias. Todos los eventos registradoscomprimieron el gradiente de salinidad aguas abajo, aumentaron los niveles de turbidez y provocaron plumas en su desembocadura, al mismo tiempo que redujeron su área de cría. Dependiendo de la especie, estas pudieronser desplazadas aguasabajo, expulsadas delestuario o incluso depredadas en áreas cercanas a la costa. En general, las especies estuarinas(p. ej.gobios) lidiaronmejor conestas perturbaciones que los organismos marinos(p. ej. boquerones).Por el contrario, los efectos observadosen la macrofauna durante una operación de dragado de mantenimiento, afectó mása los gobios y decápodos, quetendieron a disminuir levemente, mientras que la mayoría de los organismos pelágicos no mostraron alteraciones. Aun así, se detectaron escasos cambiosen las variables fisicoquímicas de la columna de agua, así como en la mayoría de los grupos de macrofaunapresentes. De hecho, los posibles efectos de esta perturbación fueron del mismo orden o menores que los naturales (p. ej. los eventos de alta descargaregistrados), por lo que los organismos de la macrofauna podrían estar bien adaptados para hacerles frente.Finalmente, comparamos el estuariodel Guadalquivir con otros estuariosimportantes del Golfo de Cádiz. Los estuarios sinampliosgradientes de salinidad como el Odiel-Tinto y la Bahía de Cádiz mostraron características bióticas y abióticas similares a las de las áreas circundantes. Por lo tanto, no se puede considerar que tengan una funciónde críaimportante. En cambio, los estuarios con gradientes de salinidad bien desarrollados, comoelGuadalquivir y el Guadiana, presentaban diferentes comunidades de larvas y juveniles de peces,y sus abundanciasfueronmás altas que sus zonascosterascercanas, considerándolos así importantes zonas de cría en la región. Aun así, entre ellos resaltaronalgunas característicasdistintivas que hicieron mucho más productivoal estuario del Guadalquivir.

  • English

    Estuarine environments are regions at the interface of riverine and marine systems and are critical habitats for many resident and migratory species. They may support high abundances of organisms due to their high productivity, playing an essential role in the nursery function of many species, especially for marine fishes. However, due to the increase of urban and agricultural development, they are among the most disturbed and threatened aquatic systems. Therefore, the aim of this thesis was to increase the knowledge of recruitment ecology processes for early life stages of fish in estuaries, in addition to observe the responses of these ecosystems to different natural and anthropic disturbances. For that, we used the Guadalquivir estuary asthe mainstudy area, and also it was compared to surrounding zones and other estuaries.In this research, we monitoredthe composition, abundance and structure of its early life stages of fish assemblages and werelatedthem with multiple environmental variables in its estuarine and nearshore zones during three consecutive years. Much higher abundances were found in the estuarine zone, where the poly and mesohaline waters showed more productivity and biodiversity. Temporal fluctuations in the freshwater inputs influenced in the water physiochemical characteristics and, consequently, in the shift of assemblages. Also, we performed a study to determine the mechanismsfor horizontal movements inside of the estuary in the most abundantfish species, Engraulis encrasicolusand Pomatoschistusspp.Selective tidal-stream transport, in combination with verticalmigrations,is one of the mechanisms more used by invertebrates and small fishes in estuaries. However, no evidence of vertical migrations was found for thesespecies. The benthic gobies were mostly found in the bottom, while the pelagic anchovies were in the surface layer, regardless to the tidal condition (ebb or flood). Hence, they appliedalternative strategies. During the monitoring program, three different freshet events that occurred after heavy rainfallwere analysed in short-term. All of them compressed the salinity gradient downstream, increased the turbidity levels and caused river plumes, at the same time that reduced it nursery area. Depending on the species, they could be displaced downstream, flushed out the estuary or even predated in nearshore areas. In general, estuarine species (e.g. gobies) coped better with these disturbances than the marine organisms (e.g. anchovies). Contrary effects were observed in the macrofauna during a maintenance dredging operation, where the gobies and decapods tended to decrease slightly, and most pelagic organisms did not show alterations. Still, scarce disturbances were detected in the physiochemical variables of the water column as well as most of the macrofauna groups. In fact, the possible effects of this disturbance were of the same order or less than natural ones (e.g. freshet events registered), therefore, macrofauna organisms could be well-adapted to cope with them. Finally, we compared the Guadalquivir estuary with other important estuaries in the Gulf of Cádiz. Estuaries with no transitional salinity gradients as Odiel-Tinto and Cádiz Bay showed similar biotic and abiotic characteristics than surrounding areas. Therefore, they cannot be considered to have an important nursery function. Instead, estuaries with well-developed salinity gradients, as Guadalquivir and Guadiana, presented different early fish assemblages and higher abundances than their nearshore zones, considering them important nursery grounds in the region. Still, some distinctive features arose between them, which made the Guadalquivir estuary much more productive.