Evaluación del efecto causado por minicentrales hidroeléctricas en ríos de Galicia (NW España), mediante el estudio de larvas de Trichoptera (Insecta)

Zusammenfassung

Existe en la comunidad científica un acuerdo generalizado sobre el valor de los invertebrados acuáticos como indicadores de la calidad del agua de ríos, arroyos y casi cualquier ecosistema acuático continental (Chessman & McEvoy, 1998"; Reynoldson, et al ., 2001. Metzeling, et al., 2003; Mellado Díaz, 2005). Los estudios sobre su biología y ecología general, unidos a los que determinan sus patrones de distribución y entorno biogeográfico, así como los llevados a cabo sobre sus respuestas a factores de estrés como la contaminación orgánica, eutrofización, etc., permiten asegurar que se dispone de una importante fuente de información, con valor científico, para acreditar el uso de estos organismos en los programas de biomonitorización y de control de calidad del agua (Bunn & Davies, 2000; Norris & Hawkins, 2000; Wright et al ., 2000; Bailey, et al ., 2004). Dentro del contexto general de los macroinvertebrados, el grupo de los insectos, es el que está mejor estudiado debido al interés que suscitan. Se conocen actualmente unas 2.500 especies de insectos acuáticos ibéricos, de los cuales la mayoría pertenecen al grupo de los holometábolos. De estas 2.500 especies, 400 corresponden al Orden Trichoptera. Sin embargo, y a pesar de este esfuerzo investigador, el conocimiento de la dinámica que siguen las comunidades de macroinvertebrados en las cuencas fluviales de Galicia y su relación con las diversas variables ambientales que dominan el entorno fluvial es escaso. A pesar del incremento en el esfuerzo de muestreo y en la estandarización de los sistemas de evaluación ambiental implantados con la Directiva Marco del Agua, la mayoría de los estudios limnológicos en Galicia, apenas han conseguido mejorar el conocimiento de la sistemática, biología y ecología de la mayor parte de los grupos faunísticos de invertebrados (González y Cobo, 2006). El grupo que nos ocupa en la presente tesis doctoral son los Trichoptera. Se trata de un grupo diverso de insectos que presentan adultos voladores de coloraciones poco llamativas, con aspecto de polilla y que están provistos de dos pares de alas membranosas típicamente recubiertas de pelos, que en posición de reposo se encuentran plegadas sobre el cuerpo en forma de tejado. Este grupo se distingue por la habilidad de las larvas acuáticas para fabricar estuches con seda y diversos materiales (Viera-Lanero, 2000). El orden Trichoptera presenta unas 10.000 especies de insectos holometábolos cuyas larvas y pupas viven en gran variedad de hábitats acuáticos. Los adultos son insectos voladores poco llamativos y las larvas han desarrollado mecanismos de producción de seda que les ha conferido la capacidad de elaborar refugios y estuches, capacidad con la que han podido especializarse y adaptarse a los sistemas de aguas corrientes. Debido al elevado número de especies se pueden considerar organismos de gran importancia desde el punto de vista ecológico y biológico. Sus estadíos preimaginales son un componente importante de la macrofauna de las aguas corrientes ya que representan los eslabones intermedios en la transferencia de energía y nutrientes a los niveles superiores de la cadena alimentaria. Son también excelentes bioindicadores de la calidad de agua debido a su dominancia en este tipo de hábitats así como por su habilidad para explotarlos y su sensibilidad ante las alteraciones del medio. Las larvas viven en todo tipo de aguas dulces, tanto en hábitats lóticos como en lénticos y por lo general son bastante exigentes desde el punto de vista ecológico, viviendo preferentemente en aguas frías y bien oxigenadas. Su alimentación es muy variada, ya que pueden explotar todos los recursos presentes en el medio acuático, siendo la mayoría oportunistas y algunas especies herbívoras o detritívoras (McCullough et al ., 1979). Se puede prestar atención al grupo de los Trichoptera por su codominancia con otros grupos de insectos como son Chironomidae, Ephemeroptera y Simuliidae y por su importante papel en las redes tróficas fluviales. Por ejemplo, el grupo de filtradores al que pertenece la familia Hydropsychidae, generalmente alteran la composición de la materia orgánica transportada, influyen en la disponibilidad de alimentos para los colectores y ponen a disposición de la comunidad importantes paquetes de energía para los predadores (McCullough et al ., 1979). Existe una creciente necesidad de entender mejor la naturaleza de las relaciones entre los atributos ambientales y las comunidades/especies de agua dulce para poder desarrollar acciones apropiadas que minimicen el impacto del cambio ambiental en los ecosistemas fluviales (Naura et al., 2011). Tal entendimiento necesitaría estar basado en investigaciones de relaciones causales más que en estudios de correlaciones estadísticas, como se acostumbra. Otro aspecto es la identificación de la escala a la cual los procesos y las características deben ser medidas para permitir un diseño de programas de monitoreo relevante. En cuanto al hábitat de estos insectos, en el caso concreto del presente estudio, se ubica en cuatro ríos gallegos que presentan en su mayoría alteraciones hidromorfólogicas en algunas partes de sus tramos. Los ríos gallegos se agrupan dentro de los ríos Europeos Atlánticos templados, los cuales, desde un punto de vista climático, aparecen dominados por masas de aire provenientes del Océano Atlántico que generan veranos frescos e inviernos suaves (Tockner et al ., 2009). El ciclo hidrológico de estos ríos se caracteriza por un periodo de caudal basal (verano y otoño) seguido por un periodo de crecidas (primavera e invierno), aunque la aparición de tormentas en verano hace que se puedan producir crecidas durante todo el año (Howden y Burt, 2009). Además, en estos ríos, la dinámica que siguen las comunidades de macroinvertebrados también se ve influenciada por el patrón que muestran los recursos tróficos. Así, se ha descrito como el aporte de materiales vegetales alóctonos al cauce se incrementa en otoño e invierno, mientras que la concentración de perifiton lo hace en verano y otoño. A pesar de todo, la mayoría de cuencas fluviales en Europa presentan desviaciones con respecto a su variabilidad natural como consecuencia de los efectos generados por las actividades antrópicas. Generalmente, éstas producen un deterioro en la calidad del agua, así como en los elementos hidromorfológicos del ecosistema, lo que se refleja en cambios bruscos en las comunidades de macroinvertebrados (Tavzes et al ., 2006). Así, el enriquecimiento orgánico del agua conlleva cambios drásticos en la estructura y composición de las comunidades de macroinvertebrados, reduciendo la presencia de los taxones más sensibles a la polución (Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera; EPT) e incrementando la de los taxones más tolerantes (generalmente taxones no-insectos). Por otro lado, las presas y azudes modifican el hábitat físico del río, transformando hábitats reófilos en lénticos y generando cambios en la estructura del lecho mediante procesos de sedimentación y colmatación, lo que también puede reducir el ratio entre taxones insectos y no insectos (Tiemann et al ., 2004) Tal y como expresan algunos autores en los últimos años, la implantación de minicentrales hidroeléctricas está experimentando un considerable impulso (Sarasúa, 2009). En los países desarrollados las minicentrales permiten obtener energía en aquellas localizaciones donde una gran central no sería viable además de minimizar el impacto ambiental que produce la obra civil (presa, edificio de la central¿). En los países en vías de desarrollo las minicentrales permiten la electrificación de zonas rurales alejadas de los grandes núcleos de población proporcionando un empuje decisivo para su crecimiento socioeconómico. Además de por su importancia en el funcionamiento de los ecosistemas fluviales, las comunidades de macroinvertebrados han sido muy estudiadas debido a que presentan una gran diversidad biológica y permiten elaborar, desarrollar y testar diferentes modelos ecológicos sobre las interacciones entre las comunidades biológicas y las características ambientales que dominan el medio (Allan, 1975; Allan, 1995;" Hynes, 1970). En las últimas décadas, el estudio de las comunidades de macroinvertebrados se ha incrementado como consecuencia de su aplicación como organismos bioindicadores dentro del proceso de evaluación de la calidad del medio fluvial, ya que mediante el análisis de la composición taxonómica y la estructura de las comunidades de macroinvertebrados se puede llegar a determinar el grado de afección producido por diversas perturbaciones antrópicas (Loeb y Spacie, 1994). En este sentido el presente trabajo pretende evaluar las comunidades de larvas de Trichoptera en ríos con diferente grado de acción antrópica y valorar la respuesta de esta biota animal al impacto producido por la regulación del cauce así como conocer los patrones de distribución de este grupo en función de los microhábitas presentes en la zona de estudio. Por todo ello, la línea argumental que ha conducido a la decisión de iniciar este estudio se puede sintetizar de la siguiente forma: 1. En los últimos años, los tricópteros de la comunidad de Galicia y concretamente de la provincia de Ourense, han sido objeto de diversos estudios que han proporcionado una visión muy completa de su taxonomía y faunística. Por lo tanto, se puede afirmar que existe una buena base para abordar estudios ecológicos. Además, la utilidad de los tricópteros como indicadores de las características del medio ha sido destacada por numerosos autores. 2. El conocimiento limnológico de la mayoría de las cuencas de Galicia está considerablemente desarrollado y comprende las características del agua, la vegetación marginal, los macrófitos o la fauna bentónica. Esto proporciona un amplio conjunto de datos de gran utilidad comparativa, además de un marco metodológico apropiado en el que encuadrar una investigación sobre tricópteros. 3. Las minicentrales tienen una gran importancia socioeconómica en España, y concretamente en la comunidad gallega donde han proliferado de forma considerable, además de suponer probablemente uno de los principales impactos ambientales a los que se ven sometidos los ríos de esta comunidad. Aún no disponemos de una base sólida para predecir las consecuencias ecológicas de una modificación de tal magnitud en la red fluvial gallega. En efecto, no existen estudios integrados y prolongados en el tiempo, que evalúen la fauna de invertebrados en ríos sujetos al impacto de minicentrales en comparación con ríos no sometidos a este tipo de perturbación. Mediante lo expuesto, se ha considerado de sumo interés estudiar la influencia de las minicentrales hidroelétricas sobre los sistemas fluviales y su biota. Para ello, se tomó como referencia las poblaciones de tricópteros acuáticos en cuatro ríos de la provincia de Ourense. Tres de ellos (Cadós, Deva y Tuño) se encuentran afectados por la regulación del cauce y por la presencia de estructuras hidráulicas. Un cuarto río (Fragoso) se utilizó como control por estar cercano a los otros y presentar unas características geográficas y estructurales similares. Este río al inicio de los trabajos era un río inalterado aunque actualmente ya presenta una central hidroeléctrica construida en su cauce con lo que este trabajo puede suponer el origen de uno que permita comparar la fauna de este río en su estado inalterado (t0) frente a su estado actual varios años después (t1). Nuestros resultados son de gran interés para promotores públicos y privados, para las administraciones con competencias en medio ambiente y en la ordenación de los recursos hidrográficos, para las empresas del sector energético, y para las del sector medioambiental. Asimismo, también lo son para científicos, educadores, pescadores y para la población en general en la medida en la que pueden ayudar a comprender el valor de estos medios. 1.2 Objetivos El planteamiento de este estudio y los objetivos que nos hemos marcado buscan, en último término, establecer pautas para una ordenación responsable del uso que hacemos de los ríos, en la medida en que este sea compatible con el mantenimiento de sus excepcionales valores naturales, incluida su biodiversidad. Objetivo principal Evaluar las comunidades de larvas de Trichoptera en ríos con diferente grado de acción antrópica y valorar la respuesta de esta biota animal al impacto producido por la regulación del cauce. Objetivos específicos 1. Realizar un inventario faunístico de larvas de Trichoptera en los ríos del área de estudio. 2. Ampliar el conocimiento sobre la biología y ecología de las especies inventariadas, lo que nos ayudará a reconocer los factores que puedan influir en su distribución. 3. Realizar un estudio corológico mediante la evaluación de la composición de especies presentes en las cuencas estudiadas y compararlos con los elementos corológicos gallegos e ibéricos. 4. Analizar la composición de la comunidad de Trichoptera (mediante parámetros ecológicos de abundancia, riqueza de especies y diversidad) para conocer su estructura. 5. Verificar si existe correlación entre la presencia de especies y el tipo de sustrato muestreado. Se pretende establecer patrones de distribución espacial de las especies a lo largo de los ríos y conocer las diferentes relaciones ecológicas dentro de la comunidad. 6. Analizar diferentes variables físicas, químicas e hidromorfológicas del hábitat lo que servirá para caracterizar cada estación de muestreo y al mismo tiempo establecer el estado de la calidad del agua. Permitirá reconocer áreas con diferente nivel de impacto, como el producido por las minicentrales hidroeléctricas, o en su caso, el producido por otras fuentes de perturbación. 7. Evaluar el efecto de las variables ambientales sobre la comunidad de Trichoptera. El análisis de las relaciones entre estas variables y la fauna permitirá evaluar su posible efecto sobre la composición y la estructura de la comunidad. Además permitirá evaluar los cambios en la composición de las comunidades de Trichoptera como posible respuesta al impacto producido por las minicentrales. Se analizará dicho impacto mediante el estudio del grado de afinidad faunística entre las distintas estaciones de muestreo, con o sin impacto.