Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico
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Invertebrados de agua dulce: monitorización y valoración del estado ecológico
Antonio Torralba Burrial
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Esquema ponencia
• Directiva Marco del Agua
• Biodiversidad acuática / macroinvertebrados
• Recolección de muestras
• Análisis:
• Métricas individuales
• Multimétricos
• ¿Especies invasoras?
• ¿Libélulas como bioindicadoras?
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Directiva Marco del Agua
Desarrollo sostenible
DMA
Calidad aguas
Indicadores calidad
Estado ecológico ríos
Política hídrica sostenible UE
Estado ecosistema acuático
• Biológicos
• Hidromorfológicos afectando biol.
• Físico-químicos afectando biol.
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Bioindicadores
Bioindicadores (DMA):
•Fitobentos
•Macrofitos
•Peces
•Macroinvertebrados
Cambios en organismos y
comunidades acuáticas Cambios hábitats acuáticos
![Page 5: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/5.jpg)
Diversidad en ecosistemas acuáticos continentales
Balian et al. 2008
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Macroinvertebrados
• Invertebrados
• ≥1 mm (en algún momento)
• Ciclo vital parcial o totalmente acuático
• Diversos grupos • Cnidarios
• Anélidos
• Moluscos
• Artrópodos*
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Insectos •Nivel de conocimiento distinto según grupos
•Grupos mayoritarios: dípteros (43%), coleópteros
(18%) y tricópteros (15%)
Balian et al. 2008
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Coleópteros
Jäch & Balke 2008
• 12600 spp.
• 6 familias >1000spp
–Ditíscidos
–Hidrénidos
–Hidrofílidos
–Élmidos
–Escírtidos
–Girínidos
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• En el mundo
– 46 familias
– ≈ 12600 spp
• En la Península Ibérica
– 20 familias
– 331 spp.
Tricópteros
Moor & Ivanov 2008
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Efemerópteros
Barber-James et al. 2008
• En el mundo:
– 42 familias
– ≈ 3000 spp.
– 32% en 12 géneros
• En la Península Ibérica:
– 12 familias
– 147 spp.
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Efemerópteros
Leptoflébido Potamántido
Efemérido Heptagénido
Bétido
Cénido
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Plecópteros • En el mundo
– 16 familias
– ≈ 3500 spp
• En la Península Ibérica
– 7 familias
–138 spp.
Fochetti & Tierno de Figueroa 2008
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Ventajas macroinvertebrados 1. Afectados condiciones físicas, químicas y biológicas
2. tipos de estrés comunidades
3. Indican condiciones concretas tramo
4. Responden con rapidez
5. Parte fundamental redes tróficas
6. Detección rápida
7. Muestreos relativamente sencillos y económicos
8. Abundantes mayoría de las corrientes
Klemm et al. 1990, Barbour et al. 1999
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Muestreo
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Muestreo: condicionantes
• Resultados suficientemente precisos
• Permitir comparaciones espacio-temporales
• Seguir
• DMA
• Normas internacionales estandarización
• Macroinvertebrados aguas fluviales someras
• Muestreador Surber
• Red de mano
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Equipo accesorio campo
Torralba Burrial & Ocharan 2007
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Muestreo con red manual
• Muestreo a mano en aguas corrientes poco profundas
• Muestreo a pie en aguas más profundas
• Muestreo en aguas estáticas o corriente lenta
UNE EN 27828
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Aguas someras: Surber
UNE EN 28265
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Surber vs red manual
• Comparamos en 15 sitios. De acuerdo:
• Tipo de río
• Estado ecológico
• 2 Surber (laminar y turbulento) vs 10’ red manual
Torralba Burrial & Ocharan 2007
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• Resultados muy similares, con elevados coeficientes correlación
Torralba Burrial & Ocharan 2007
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• Resultados muy similares, con elevados coeficientes correlación
Torralba Burrial & Ocharan 2007
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Tamaños malla recomendados
UNE-EN ISO 9391
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IBMWP tipos muestreo
•Sin asociarlo
muestreo concreto (Alba-Tercedor & Sánchez-
Ortega 1988)
• Usado con varios
tipos muestreo
•Utilización muestreo
red manual hasta no
ver nuevos taxones (Alba-Tercedor 1996,
Guadalmed)
• Diferenciado del
BMWP original y resto
adaptaciones
Torralba Burrial & Ocharan 2007
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Aguas someras: 20 kicks
•Unidad de muestreo: puntapié (kick)
• 20 kicks en 100 m
•Repartidos según cobertura
•¿Área final muestreo variable?
I. Pardo, CHE 2005
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Aguas someras: método portugués
• Red de mano (20 cm)
• Tramos de 50 m variados
• Pasadas de 1 m
• 6 pasadas
INAG 2008
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Aguas someras: Surber modificado
•Modificaciones para
minimizar nº de
organismos que entran
por deriva durante el
muestreo
UNE EN 28265
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Charcas: manga entomológica
CHE 2005
![Page 28: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/28.jpg)
Aguas profundas: dragas
UNE-EN ISO 9391
![Page 29: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/29.jpg)
Sustratos artificiales
• Inmersión “unidades de colonización”
• Recolección posterior
• 4 semanas (recom.)
• 3 réplicas
UNE-EN ISO 9391 Alonso & Camargo 2005
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Determinación laboratorio
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Análisis
![Page 32: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/32.jpg)
¿Qué métricas empleamos?
• Riqueza taxones/spp
• Nº o % EPT
• BMWP y derivados (IBMWP, BMWPC…)
• ASPT (Ibérico -> IASPT)
• % Chironomidae
• Diversidad
• Ambientes específicos -> SALINDEX
• Multimétricos (METI, IPtIN,IPtIS)
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Macroinvertebrados Valor Sensibilidad
Siphlonuridae, Heptageniidae, Leptophlebiidae, Pota-manthidae,
Ephemeridae, Taeniopterygidae, Leuctridae, Capniidae,
Perlodidae, Perlidae, Chloroperlidae, Aphe-locheiridae,
Phryganeidae, Beraeidae, Odontoceridae, Leptoceridae, Goeridae,
Lepidostomatidae, Brachycen-tridae, Sericostomatidae,
Athericidae, Blephariceridae.
10
8
7
6
5
4
3
2
1
Lestidae, Calopterygidae, Gomphidae, Cordulegastridae,
Aeshnidae, Corduliidae, Libellulidae, Psychomyiidae,
Philopotamidae, Glossosomatidae, Astacidae.
Ephemerellidae, Nemouridae, Rhyacophilidae,
Polycentropodidae, Limnephilidae, Ecnomidae
Platycnemididae, Coenagrionidae, Hydroptilidae, Gammaridae,
Atyidae, Corophiidae, Neritidae, Viviparidae, Ancylidae,
Thiaridae, Unionidae.
Oligoneuriidae, Polymitarcidae, Hydropsychidae, Dryopidae,
Elmidae, Helophoridae, Hydrochidae, Hydraenidae, Clambidae,
Tipulidae, Simuliidae, Planariidae, Dendrocoelidae, Dugesiidae.
Baetidae, Caenidae, Haliplidae, Cucurlionidae, Crysomelidae,
Tabanidae, Stratiomyidae, Empididae, Dolichopodidae, Dixidae,
Ceratopogonidae, Anthomyidae, Limoniidae, Psychodidae,
Sciomyzidae, Rhagionidae, Hidracarina, Sialidae, Piscicolidae.
Mesoveliidae, Veliidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepi-dae,
Naucoridae, Pleidae, Notonectidae, Corixidae, Helo-didae,
Hydrophilidae, Hygrobiidae, Dytiscidae, Gyrini-dae, Asellidae,
Ostracoda, Valvatidae, Hydrobiidae, Lymnaeidae, Physidae,
Planorbidae, Bithyniidae, Sphaeriidae, Glossiphonidae,
Hirudidae, Erpobdellidae.
Chaoboridae, Chironomidae, Culicidae, Ephydridae, Muscidae,
Thaumaleidae.
Oligochaeta, Syrphidae.
IBMWP
• Valoración IBMWP
• Sumatorio de los taxones presentes, ponderado por su sensibilidad a la contaminación
Alba Tercedor & Sánchez Ortega 1988, Alba-Tercedor et al. 2002
![Page 34: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/34.jpg)
IBMWP
• Valoración IBMWP
• Sumatorio de los taxones presentes, ponderado por su sensibilidad a la contaminación
• Categorización en 5 clases
I Muy bueno
II Bueno
III Moderado
IV Deficiente
V Malo
Alba Tercedor & Sánchez Ortega 1988, Alba-Tercedor et al. 2002
![Page 35: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/35.jpg)
Estado ecológico
I
II
III
IV
V
•Mayoría tramos – Muy bueno (54%)
– Bueno (31%)
• Pero 16% inaceptable DMA
– Moderado
– Deficiente
– Malo
Torralba Burrial 2009
![Page 36: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/36.jpg)
Estado ecológico
I
II
III
IV
V Torralba Burrial 2009
![Page 37: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/37.jpg)
Tipos de ríos
![Page 38: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/38.jpg)
¿Tipos de ríos aragoneses?
• 3 tipos de ríos:
Pirenaicos
Mediterráneos prepirenaicos
Mediterráneos ibéricos
![Page 39: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/39.jpg)
• Las comunidades de macroinvertebrados se ordenan según el tipo de río y el estado ecológico
Torralba Burrial 2009
![Page 40: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/40.jpg)
Tipificación: caso portugués
INAG 2008
![Page 41: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/41.jpg)
Tipificación: caso portugués
INAG 2008
![Page 42: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/42.jpg)
Tipificación: caso español
ORDEN ARM/2656/2008
![Page 43: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/43.jpg)
Umbral IBMWP clase I
• Clásico: 100
• Tipo 1: 75
• Tipo 24: 210
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Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz)
Torralba Burrial & Ocharan 2009
![Page 45: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/45.jpg)
Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz)
• Acusada mediterraneidad
Torralba Burrial & Ocharan 2009
![Page 46: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/46.jpg)
Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz)
• Acusada mediterraneidad
Torralba Burrial & Ocharan 2009
![Page 47: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/47.jpg)
Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz)
• Acusada mediterraneidad
• Métricas empleadas:
• Riqueza taxones
• Grupos EPT
• Densidad
• IBMWP - IASPT
• Diversidad -
Dominancia - Equidad
Torralba Burrial & Ocharan 2009
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Aplicación conjunta índices • Subcuenca Arba (Zgz)
• Acusada mediterraneidad
• Métricas empleadas:
• Riqueza taxones
• Grupos EPT
• Densidad
• IBMWP - IASPT
• Diversidad -
Dominancia - Equidad
Torralba Burrial & Ocharan 2009
![Page 49: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/49.jpg)
Índices multimétricos
• Definen la comunidad mediante una serie de métricas
• Métricas referidas al tipo de río
• Las combinan en una fórmula (índice)
• El valor del índice referido al tipo de río (EQR)
• Clase estado ecológico según separación estado de
referencia
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IPtIN
• Índice Portugués de Invertebrados Norte
• IPtIN = Nº Taxa x 0,25 + EPT x 0,15 + Equidad x 0,1 + (IASPT – 2) x 0,3 + Log (Sel. ETD+1) x 0,2
Log (Sel. ETD+1) = Log10 de 1 + suma abundancias algunas familias efemerópteros, tricópteros y dípteros (Heptageniidae,
Ephemeridae, Brachycentridae, Goeridae, Odontoceridae, Limnephilidae, Polycentropodidae, Athericidae, Dixidae, Dolichopodidae, Empididae, Stratiomyidae)
INAG 2009
![Page 51: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/51.jpg)
IPtIS
• Índice Portugués de Invertebrados Sur
• IPtIS = Nº Taxa x 0,4 + EPT x 0,2 + (IASPT – 2) x 0,2 + Log (Sel. EPTCD+1) x 0,2
Log (Sel. EPTCD) = Log10 de 1 + suma abundancias algunas familias de efemerópteros, plecópteros, tricópteros, coleópteros y dípteros (Chloroperlidae, Nemouridae, Leuctridae,
Leptophlebiidae, Ephemerellidae, Philopotamidae, Limnephilidae, Psychomyiidae, Sericostomatidae, Elmidae, Dryopidae, Athericidae)
INAG 2009
![Page 52: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/52.jpg)
Métricas estandarizadas tipo río
INAG 2009
![Page 53: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/53.jpg)
Índice/Valor referencia = EQR
INAG 2009
![Page 54: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/54.jpg)
Ejemplo: ríos Portugal
![Page 55: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/55.jpg)
Aplicación IPtIN
Estandarización
(división por
mediana referencia)
Fórmula IPtIN Estandarización Umbrales
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METI
•METI-2010 (Pardo
et al., 2010) (en
espera publicación)
•Ejemplo:
•Asturias
• Ríos costeros
cantabro-atlánticos
• 6 tramos
• 20 kicks
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Cálculo METI
• Estandarizar valores (dividir por la mediana de ese métrico en las localidades de referencia del tipo)
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Cálculo METI • Suma de las métricas estandarizadas (valor METI)
• Obtención EQR (división por la mediana del METI en las
estaciones de referencia del tipo)
Tramo IBMWP IASPT METI-2010 EQR Clase
1 243 5,79 7,38 0,92 II
2 186 4,77 5,13 0,64 III
3 105 5,25 4,58 0,57 III
4 110 5,24 4,03 0,51 III
5 168 5,42 6,29 0,79 II
6 168 5,42 4,70 0,59 III
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¿Especies invasoras?
• Componente significativo cambio global
• Perturbación antrópica
• Afecciones sobre
• Conjunto comunidad IBMWP, IASPT, Multimétricos
• ¿y sobre las spp catalogadas?
Torralba Burrial & Ocharan 2007
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Cangrejos invasores
Procambarus
Señal
Cherax
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Moluscos invasores
Dreissena
Corbicula
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Especies invasoras
• Valoración según posible impacto sobre especies catalogadas como amenazadas
Cangrejo de río (A. pallipes) Náyades (Margaritifera auricularia)
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Especies invasoras
• Valoración según posible impacto sobre especies catalogadas como amenazadas
Especies invasoras
Especies catalogadas
afectadas
Clase máxima estado
ecológico
Procambarus clarkii
Austropotamobius pallipes II Pascifastacus
leniusculus
Dreissena polymorpha Margaritifera auricularia III
Corbicula fluminea
Torralba Burrial & Ocharan 2007
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¿Las libélulas como bioindicadoras?
Torralba Burrial 2009
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Objetivos planteados
1. Explorar las relaciones entre las comunidades de macroinvertebrados y las de odonatos
2. Analizar las relaciones entre las comunidades de odonatos y el estado ecológico de los ríos
3. ¿Son útiles los odonatos como bioindicadores del estado ecológico de los ríos?
Torralba Burrial 2009
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Localidades muestreadas
• Macroinvertebrados • 140 tramos
• Red Surber
• Odonata
– 184 tramos
– Red de mano
•Ambas comunidades
– 108 tramos
– Técnicas multivariantes
(IndVal, SIMPER)
Torralba Burrial 2009
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Riqueza libélulas y macroinvertebrados
– libélulas o media macroinvertebrados
– macroinvertebratos libélulas
Torralba Burrial 2009
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Clase Especie IndVal Significación
I Boyeria irene 31,78 **/***
Cordulegaster boltonii 26,47 **/***
Onychogomphus uncatus 14,66 *
III Ischnura graelsii 39,75 ***
Sympetrum fonscolombii 36,84 ***
Erythromma lindenii 17,58 */**
Ischnura pumilio 16,07 *
Especies bioindicadoras: libélulas
* = p<0,05 ; ** = p<0,01; *** = p<0,001
Torralba Burrial 2009
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Especies muy tolerantes
I. graellsii I. pumilio
S. fonscolombii E. lindenii
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Especies poco tolerantes
O. uncatus
C. boltonii B. irene
Torralba Burrial 2009
![Page 71: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/71.jpg)
Especies poco tolerantes
C. boltonii B. irene
• Ambas presentan IndVal significativos al unir clases I y II
Clase Especie IndVal Significación
I+II Boyeria irene 36,49 ***
Cordulegaster boltonii 22,92 **
* = p<0,05 ; ** = p<0,01; *** = p<0,001
Torralba Burrial 2009
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Fáciles de encontrar •Comportamiento adultos patrullan tramos continuamente
• Distribución ampliamente distribuidos en Aragón
B. irene C. boltonii Torralba Burrial 2009
![Page 73: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/73.jpg)
Fáciles de encontrar •Distribución ampliamente distribuidos en la Península
Ibérica
B. irene C. boltonii
Boudot et al. 2009
![Page 74: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/74.jpg)
Fáciles de identificar
• Baja diversidad de los géneros en el área
• 1 Boyeria sp. en Europa continental (otra en Creta)
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Fáciles de identificar
• Baja diversidad de los géneros en el área
• 1 Boyeria sp. en Europa continental (otra en Creta)
• 2 Cordulegaster spp. en la Península Ibérica, C. bidentata con distribución y hábitat muy restringidos
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Fáciles de identificar
•Características morfológicas distintivas •Tamaño
•Patrones color
B. irene C. boltonii
Torralba Burrial 2009
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Fáciles de identificar
•También identificación sencilla exuvias
B. irene C. boltonii Torralba Burrial 2009
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Remarcando
Boyeria irene y Cordulegaster boltonii son spp. muy
prometedoras para implementar proyectos de seguimiento
con voluntarios evaluando estado ecológico ríos
Torralba Burrial 2009
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Referencias • ALBA-TERCEDOR & SÁNCHEZ-ORTEGA 1988
Limnetica 8: 51-56
• ALBA-TERCEDOR et al. 2002 Limnetica 21: 175-185
• ALONSO & CAMARGO 2005 Ecosistemas 14: 89-99
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• BARBER-JAMES et al. 2008 Hydrobiologia 595: 339-350
• BARBOUR et al. 1999 Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertebrates and Fish, 2nd ed
• BOUDOT et al. 2009 Libellula Supplement 9: 1-256
• CHE 2005 Metodología para el establecimiento del Estado Ecológico según la Directiva Marco del Agua. Protocolos de muestreo y análisis para invertebrados bentónicos
• DIJSKTRA & LEWINGTON 2006 Field guide to the dragonflies of Britain and Europe
• FOCHETTI & TIERNO DE FIGUEROA 2008 Hydrobiologia 595: 365-377
• INAG 2008 Tipologia de Rios em Portugal Continental no âmbito da implementação da Directiva Quadro da Água. I - Caracterização abiótica
• INAG 2009 Critérios para a classificação do estado das massas de água superficiais - rios e albufeiras
• JÄCH & BALKE 2008 Hydrobiologia 595: 419-442
• KLEMM et al. 1990. Macroinvertebrate Field and Laboratory Methods for Evaluating the Biological Integrity of Surface Waters
• MOOR & IVANOV 2008 Hydrobiologia 595: 393-407
• TACHET et al. 2000 2000. Invertebrés d’eau douce. Systematique, biologie, écologie
• TORRALBA BURRIAL 2009 Estado ecológico, comunidades de macroinvertebrados y de odonatos de la red fluvial de Aragón
• TORRALBA BURRIAL & OCHARAN 2007 Limnetica 26: 13-24
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![Page 80: Invertebrados agua dulce monitorización y estado ecológico](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022042607/558fe4001a28ab5e1a8b4633/html5/thumbnails/80.jpg)
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Antonio TORRALBA BURRIAL