Aquatic systems are under pressure from multiple stressors that affect the structure, the functioning, and the health of species, communities and ecosystems. One of the main human pressures affecting the Earth’s ecosystems is chemical pollution. Large-scale chemical production has led to the release of these compounds from agricultural, industrial, and municipal waste, into riverine, transitional, and marine waters. These pollutants can cause harmful effects on aquatic species and communities, in turn causing severe negative impacts on the structure and functioning of ecosystems, and the goods and services they provide. Chemical pollution is not only one of the most important threats to aquatic systems, it is also a complex threat due to the diversity of compounds present in these systems and the dynamics and interaction of these compounds with physical (water, sediment) and biological (amphibian, fish, invertebrate, algae) compartments. Furthermore, aquatic pollution is of special concern in Mediterranean basins, which suffer high flow variability and receive significant contaminant inputs from diffuse and point sources. Future scenarios predict that these basins will be increasingly affected by both the scarcity of water, enhanced by climate change, and high pollution. Apart from well-known pollutants, called priority substances, many studies have revealed the widespread occurrence of low level concentrations of organic micropollutants, also known as emerging contaminants (ECs), and awareness is growing with regard to the importance of mixtures of several contaminants, priority and emerging, as found in the more polluted water bodies of Europe. Different tools can be used in order to link the chemical and ecological quality of aquatic ecosystems: ecological methods (Chapter 3, 4 and 5), biomarkers of field-exposed organisms (Chapter 4 and 6), or in vitro and in vivo bioassays (Chapter 4, 5, 6 and 7). By combining these different tools, this thesis provides evidence of the effects of chemical stressors (emerging and priority pollutants) on invertebrate communities in four threatened Mediterranean rivers of the Iberian Peninsula: the Ebro, the Llobregat, the Júcar and the Guadalquivir. The ecotoxicological effects have been detected at community level, but also at the population and individual levels. It has been found that contaminants in water and also contaminants accumulated in surficial sediments affect community structure (richness and abundance). It has also been seen these contaminants affect the reproductive capacity (number of eggs), the development, the feeding, growth and the activity of antioxidative enzymes (catalase) of diferent species. The general picture obtained shows that priority and emerging pollutants represent a serious toxicity risk for invertebrates in these basins, and that the main specific drivers of this risk are pesticides, alkylphenols, and metals. Additionally, the thesis is completed with a laboratory experiment where the direct and indirect effects of two specific contaminants in the detritivorous Gammarus pulex have been tested. Research based on field studies and laboratory toxicity tests, combining experimental assays with natural community studies, is essential to understand the effects of stressors at different scales and to prevent future degradation of aquatic ecosystems. This thesis integrates observational and experimental approaches of diferent environmental disciplines (environmental chemistry, ecotoxicology and ecology) to elucidate the effects of pollution. The combination of experimental tests to study natural communities can help to understand the effects of disturbances at different scales and prevent the degradation of aquatic ecosystems and improve its management. / Els sistemes aquàtics estan subjectes a la pressió de múltiples pertorbacions que afecten l'estructura i el funcionament de les comunitats i ecosistemes. Una de les principals pressions antropogèniques que afecten als ecosistemes aquàtics és la contaminació. La producció química a gran escala ha donat lloc a l'alliberament de substàncies d’origen agrícola, industrial i urbà als sistemes fluvials. Aquesta contaminació és una amenaça complexa i múltiple, degut a la diversitat de compostos presents i a la dinàmica i interacció d'aquests amb els compartiments físics (aigua, sediments) i biològics (organismes). A les conques fluvials mediterrànies, on la variabilitat hidrològica és important, aquesta contaminació és motiu d'especial preocupació especialment en el període d’estiatge, quan disminueix la capacitat de dilució dels rius. A més dels contaminants prioritaris legislats, molts estudis han posat de manifest la presència generalitzada de microcontaminants, també anomenats contaminants emergents. Aquesta tesi proporciona evidència dels efectes dels contaminants emergents i prioritaris en les comunitats d'invertebrats en quatre conques mediterrànies de la Península Ibèrica: l'Ebre, el Llobregat, el Xúquer i el Guadalquivir, emprant mètodes ecològics, biomarcadors, i bioassaigs in vitro i in vivo. Els efectes ecotoxicològics s’han detectat a nivell de comunitat, de població i d’individu, i s’ha vist que tant els contaminants presents a l’aigua com els acumulats en els sediments superficials afecten l’estructura de la comunitat (riquesa específica i abundàncies). També s’ha vist que la contaminació afecta la capacitat de reproducció (nombre d’ous), el desenvolupament, l’alimentació, el creixement i l’activitat d’enzims antioxidatius (catalasa). En concret, els principals responsables de l’alt risc ecotoxicològic identificats han estat els plaguicides, els alquilfenols industrials, i els metalls. Addicionalment, la tesi es completa amb un experiment de laboratori on es testen els efectes directes i indirectes de dos contaminants concrets en el detritívor Gammarus pulex. Aquesta tesi integra aproximacions observacionals i experimentals de múltiples disciplines ambientals (química ambiental, ecotoxicologia i ecologia) per dilucidar els efectes dels diferents contaminants. La combinació dels assajos experimentals amb estudis de les comunitats naturals permet comprendre millor els efectes de les pertorbacions a diferents escales i prevenir la degradació dels ecosistemes aquàtics, així com millorar la seva gestió.

Tesi realitzada a l'Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA) - Centre de Sant Carles de la Ràpita / The Ebro Delta-Estuary complex is one of the largest wetland areas in the western Mediterranean, and it is considered one of the most important estuarine zones in Europe. In 2013, the Ebro watershed, including its deltaic plain, was declared World Biosphere Reserve by the UNESCO. Due to its singularity, a total of 7.736 ha of Delta are protected under the Spanish Natural Park figure (including coastal lagoons, freshwater springs, bays and adjacent coastline) which stands out by its faunal (mainly, ornithological and ichthyological) and halophilic floral composition. The Ebro River flows into the Mediterranean Sea and forms a salt wedge or highly stratified estuary, a unique estuary type only found in microtidal coasts worldwide. Diverse human activities occur in this area such as tourism, shooting, commercial fishing and agriculture, as a consequence the entire Delta-Estuary complex is under permanent anthropogenic pressures threatening its ecological integrity; therefore, its conservation should be a priority task. The main objective of the present PhD thesis was to analyze the ecology of the benthic macroinvertebrate community from the Ebro Estuary, in order to evaluate its potential use as biological indicator of highly stratified Mediterranean estuaries. To achieve this goal the study of the macroinvertebrate community was carried out at a high level of taxonomic resolution and its spatiotemporal dynamics in relation with the estuarine environmental gradients was assessed. An exhaustive environmental description of benthic condition of the Ebro Estuary was done, including water physico-chemistry, grain size characterization and total organic estimation in sediments. Furthermore, due to the relevance of river discharge on salt wedge dynamics and therefore on estuarine benthic ecology, a comparison between current salt wedge dynamics and past near natural conditions was done using historical data available at the Ebro basin authority database. Finally, the bioindicator potential of macroinvertebrates to assess the ES according to the WFD criteria was examined throughout the analysis of the response of macrozoobenthos based metrics to the main human pressures in the Ebro estuary, nutrient enrichment and altered flow regime. / El objetivo general de la presente tesis fue describir la ecología de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos del estuario del Río Ebro, un estuario de cuña salina o altamente estratificado. En concreto esta tesis exploró a un alto nivel de resolución taxonómica la dinámica espacio-temporal de la comunidad de macroinvertebrados en relación con los gradientes ambientales de un estuario de este tipo, con el propósito de evaluar su uso potencial como indicadores biológicos en otros estuarios mediterráneos altamente estratificados. La condición bentónica actual del estuario del río Ebro fue descrita de manera exhaustiva, incluyendo la caracterización físico-química del agua (concentración de nutrientes, contenido de sólidos en suspensión, oxígeno disuelto, pH, temperatura y salinidad) así como un análisis granulométrico del sedimento y la estimación del contenido en materia orgánica. Los datos físico-químicos fueron utilizados para la estimación de un gradiente de contaminación orgánica mediante la técnica de PCA. Además, debido a la relevancia del caudal del río en la dinámica de la cuña salina (avance, retirada y permanencia) y por lo tanto en la ecología bentónica del estuario, se comparó la dinámica actual de la cuña salina, gravemente alterada por la regulación del caudal, con la dinámica natural de la cuña salina que se obtuvo a partir de datos históricos disponibles en la página web de la Confederación Hidrológica del Ebro. Finalmente, el potencial bioindicador de los macroinvertebrados, con el fin de determinar el Estado Ecológico de acuerdo con los criterios de la DMA, fue evaluado mediante el análisis de la respuesta de varios índices bióticos basados en macroinvertebrados en relación con las principales presiones antrópicas que afectan al estuario del Ebro, contaminación orgánica y la alteración hidrológica. Los resultados obtenidos evidencian la relevancia de los macroinvertebrados en el funcionamiento ecológico del estuario así como su idoneidad como indicadores biológicos en relación con la contaminación orgánica Las principales conclusiones obtenidas en esta tesis son: 1. La comunidad actual de macroinvertebrados del estuario del Ebro difiere en gran medida a la encontrada en la década de los 90 cuando la condición de anoxia, debida a un exceso de materia orgánica de origen eutrófico, impedían el establecimiento de comunidades biológicas. La comunidad actual de macroinvertebrados mostró valores excepcionalmente altos de riqueza (213 taxones) comparado con otros estuarios templados; los moluscos, poliquetos y crustáceos fueron los grupos dominantes en términos de riqueza y de abundancia. 2. Como consecuencia de la regulación hidrológica a la que está sometido el tramo bajo del río Ebro, la dinámica de la cuña salina está gravemente alterada causando largos períodos de presencia de cuña salina y de estratificación de la columna de agua. La presencia de cuña salina divide al estuario del Ebro en dos tramos opuestos en función de sus características limnológicas; aguas arriba de la cuña, un tramo con características fluviales y una comunidad de macroinvertebrados dulceacuícola (alto estuario) y aguas abajo un tramo estuarino con agua con salinidades prácticamente marinas debido a la escasa mezcla con el agua del río y una comunidad de macroinvertebrados de origen marino (bajo estuario). 3. El cambio brusco de salinidad fue el principal factor que determinó la estructura de la comunidad de macroinvertebrados del estuario del Ebro. Debido a la práctica inexistencia de agentes de mezcla entre la capa de agua dulce y la marina, el intercambio de materiales y de organismos es muy limitado, como consecuencia la distribución de la comunidad a lo largo del estuario encaja con un patrón de turnover o sustitución total. Este patrón junto con las características homogéneas de ambos ambientes (alto y bajo estuario) sugieren que el estuario del Ebro está funcionando en términos de fronteras ecológicas como un ecotono. 4. La estaciones de muestreo cercanas al punto nulo o nodal (punto donde contactan ambas capas de agua y con valores de velocidad cercanos a cero) mostraron los valores más bajos de riqueza y abundancia debido a que esta zona de mayor estrés dentro del estuario. 5. Durante la última década el estado químico del estuario del Ebro ha mejorado debido a la disminución de los aportes de nutrientes, en especial de fósforo, en toda la cuenca. Esto llevó a la mitigación del proceso de eutrofización y a una oligotrofización del estuario que actualmente recibe menos aportes de materia orgánica atenuando su impacto y reduciendo los eventos de anoxia e hipoxia. Como resultado de esta mejora, la comunidad de macroinvertebrados ha sido capaz de recolonizar el estuario alcanzando un alto grado de complejidad. 6. La comunidad de macroinvertebrados demostró su capacidad de respuesta frente a las principales presiones que afectan al estuario del Ebro. Los parámetros de la comunidad disminuyeron hacía el punto nodal en respuesta al incremento de factores de estrés hidrológico y al incremento de la contaminación en el punto nodal debido a la circulación convergente. 7. La alteración hidrológica de la dinámica de la cuña salina creó una estabilidad artificial en las condiciones ambientales, este hecho favoreció a la comunidad de macroinvertebrados. Como consecuencia tras la aplicación de varios índices biológicos se identificó una respuesta paradójica a esta presión, a mayor grado de alteración hidrológica mayor complejidad en la comunidad y por lo tanto mejor estado ecológico. Este resultado evidencia que es necesaria una aproximación diferente para la determinación del estado ecológico en cuencas mediterráneas donde los aspectos hidrológicos están ganando en relevancia en comparación con la calidad del agua y del sedimento.

Tesi realitzada a l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) / The Systems Approach Framework (SAF) is a methodological framework designed to enhance the efficacy of human decision-making processes within social-ecological systems with regard to sustainability. The SAF was applied in two case studies in the coastal zone of Catalonia, in two separate European Commission Framework Programme projects entitled “Science and Policy Integration for Coastal System Assessment” (SPICOSA) and “Vectors of Change in Oceans and Seas-marine Life, Impact on Economic Sectors" (VECTORS). During the SPICOSA application, a common issue of interest to most stakeholders was the water quality (harmful bacteria and water clarity) of the local city beaches, particularly following combined sewer overflow events, and mitigating this impact by using stormwater collectors. Water quality influences the beach users’ decision whether to stay at the beach or to leave, thus affecting the revenue received by the bars and restaurants on the beach front. A social-ecological model was constructed using the methodology outlined in the SAF to represent this issue, so that it could be used as a tool for deliberation between the stakeholders. The model output implies that the stormwater collectors have been useful in improving beach water quality in Barcelona, but there will be diminished returns in constructing more. The value of the beach is clearly large in terms of both non-market value and revenues generated in the nearby bars and restaurants. However, the impact changes in water quality would have on the recreational appeal of the beach is estimated to be low and further research is recommended to determine beach users’ sensitivity to beach closures (bacteria limit exceeded) and turbidity. At the beginning of the VECTORS project, stakeholders who had participated during the previous SAF application expressed a lack of willingness to engage due to a lack of human resources. The scientific team therefore chose to continue the application with the aspiration of demonstrating the SAF model and results at a later date if the stakeholders found the required resources to engage with the process. There is a general perception that jellyfish abundances are increasing along the Catalan coast. Local authorities are concerned about the stranding events and arrivals of jellyfish to beaches and believe it could reduce the recreational appeal of the beaches. Previous studies also demonstrate the predation of jellyfish (Pelagia noctiluca ephyrae) upon some small pelagic fish larvae (Engraulis encrasicolus). Small pelagics are the principal source of revenue for the local fisheries. A social-ecological model was created in order to capture the effects of changes in abundance of Pelagia noctiluca upon the local fisheries, the tourist industry and the wider economy. Various future scenarios for different abundances of jellyfish blooms were run. Given the changes that these scenarios would cause on the regional gross domestic product and employment, this study concludes that the overall impact of either of these scenarios on the economy would not be significant at the regional scale. The inclusion of stakeholders in the SAF methodology is rightly fundamental, but in practice, it can be extremely difficult to persuade key stakeholders to participate, and this is a flaw in the SAF which needs addressing. SAF Application model builders are dependent on stakeholders sharing important data or knowledge but this may be withheld for a variety of reasons including, but not limited to, lack of resources to participate, disinterest, and concern about how the results will be used. The SAF is a well-structured methodology for cases where a mathematical model is both relevant and feasible and should be considered as a useful step-by-step guide for managing coastal zone systems towards sustainability.

Tesi realitzada al Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB-CSIC) / Pyrenean high mountain lakes are naturally fishless due to natural barriers that have prevented the natural colonisation of fish species from lower streams. However, there have been numerous trout introductions to such ecosystems, both in historical and recent periods. Differing from other high mountain regions, some high mountain lakes of the Pyrenees were exploited traditionally for trout cultivation. This activity started at least centuries ago and lasted until 1950s, affecting approximately 25% of the lakes. Since 1950, and similar to other high mountain regions, a wave of modern introductions with exotic species has affected among 35% and 85% of the lakes depending on the valley. In recent decades, minnows have also been introduced, being present in 2000 in 27% of Pyrenean high mountain lakes, as a result of recreational fishing with livebait. The first part of the thesis was intended to provide an objective description of the fish introduction process in the Pyrenees. For that purpose we collected data on trout and minnow occurrence from 520 high mountain lakes >0.5 ha of the southern Pyrenees and quantified, by generalized additive models, which particular factors either environmental or anthropogenic, best explained their present distribution and as a result their lake conservation status. The distribution of Salmo trutta in the southern slope of the Pyrenees was best explained by both, anthropogenic factors and lake characteristics, while only anthropogenic factors linked to recreational fishing were associated with the distribution of the exotic trout Salvelinus fontinalis and Oncorhynchus mykiss. For the case of minnow occurrence, previous presence of trout in the lake was the most explanative variable, confirming its association with recreational fishing using them as livebait. Trout and minnow introductions can cause large ecological problems and ecosystem alterations in high mountain lakes and ponds, since both trout and minnows occupy the top of a lake’s food chain. In the second part of the thesis, we sampled 1736 Pyrenean high mountain lakes and ponds at different levels of intensity and investigated the effects of introduced fish on indicator faunal groups such as amphibians and conspicuous macroinvertebrates in the littoral, and crustaceans from the plankton. We also studied if there was a trophic cascade from fish to the littoral epilithic community of these ecosystems. Our results showed that fish presence was linked with the disappearance of most amphibian species and of most conspicuous macroinvertebrates. Minnows also showed sizeable impact on the pelagic habitat reducing the abundance of some herbivorous species of zooplankton that appeared to be unaffected by trout. In the case of amphibian species, we found that, although introduced fish had a high local impact, western-eastern patterns of some environmental variables are the main drivers of amphibian species distribution at Pyrenean range scale. In addition, we confirmed the presence of a littoral trophic cascade that define most of the characteristics of the littoral epilithon of Pyrenean high mountain lakes and ponds, through fish predation of tadpoles and hence, by a drastic reduction of grazing activity.

Wildfires are expected to increase in frequency and intensity because of climate change and changes in land use and management. In last decades, the research on fire effects on aquatic systems has grown, but it has been mainly conducted in the short- and mid-term (<5 years). Therefore, longer time frames are needed to assess fire effects on freshwater ecosystems. For instance, fire impacts on riparian and upland forests can be long-lived and wildfires often extirpate fish populations from streams, which may not recover due to barriers within the river network. Regarding fish extirpations, it is worth noting that freshwater fish are one of the most threatened fauna worldwide, especially the small-bodied species. In this context, the overarching goal of this PhD thesis was to investigate the long-term effects of a wildfire in Mediterranean streams. Specifically, this PhD thesis covered the indirect effects of two fire legacies: (1) the riparian canopy reduction and (2) the local extinction of the top predator in these streams, the endangered small-bodied fish Barbus meridionalis. The findings of this PhD thesis showed how the fire legacy in the riparian forest accelerated leaf-litter breakdown in an intermittent Mediterranean stream eight years after fire. The opening of the riparian forest canopy by fire increased light levels and water temperatures and reduced terrestrial-to-aquatic litter inputs. The increased water temperatures engendered by removal of canopy cover enhanced microbial mediated leaf breakdown. The reduction in leaf-litter inputs probably led to lower benthic organic matter levels, bringing to the observed increased shredder aggregation in leaf packs, thereby accelerating leaf breakdown rates. Our results demonstrated that the apex consumer was functionally irreplaceable, its local extinction led to the loss of an important functional role that resulted in major changes to the ecosystem's structure and function. Our mesocom experiment showed that Barbus meridionalis absence led to 'mesopredator release, and also to 'prey release despite intraguild predation, which contrasted with traditional food web theory. Top predator extirpation also changed whole macroinvertebrate community composition and increased total macroinvertebrate density. Regarding ecosystem function, periphyton primary production decreased in apex consumer absence. Moreover, we studied the feeding ecology of B. meridionalis from a functional perspective. Our results indicated that prey morphological and behavioral traits may explain prey vulnerability to predation. Specifically, the trait-based analysis showed that 10 of the 13 traits tested significantly influenced food choice (e.g. body size, concealment, locomotion, aggregation tendency, feeding habits). In addition, the leaf bags experiment confirmed that top predator absence enhanced leaf-litter breakdown, which was caused by the increase in shredder and scraper biomass in the absence of the predatory fish top-down control. Fish absence reduced leaf fungal biomass, but did not decrease microbially mediated leaf breakdown. These results suggested that leaf fungal biomass was stimulated from the bottom-up through nutrient recycling by the top predator. This PhD thesis demonstrated that past fires may have current influence on the structure and function of Mediterranean streams. Moreover, our findings evidenced that intermittent streams can be affected by the consequences of apex consumers’ extinctions, and that the loss of small-bodied top predators can lead to complex ecosystem changes. This PhD thesis interconnected several current topics in ecology research (i.e. fire effects on aquatic systems, top predator declines, and intermittent streams). Its relevance lies in the projected increase in fires in the Mediterranean region and in the current high extinction risk of small-bodied fish in freshwater ecosystems. / Debido al cambio climático y a los cambios en el uso y la gestión de la tierra, se espera que la frecuencia e intensidad de los incendios forestales aumenten. La mayoría de los estudios sobre los efectos de los incendios forestales en los ecosistemas acuáticos continentales cubren el corto y medio plazo (<5 años), siendo necesarias series temporales más largas. En este contexto, el objetivo general de esta tesis doctoral fue investigar los efectos a largo plazo de un incendio forestal en ríos mediterráneos. En concreto, esta tesis doctoral se centra en los efectos de dos legados del fuego: (1) la reducción de la cobertura del bosque de ribera y (2) la extinción local del superdepredador en estos ríos, Barbus meridionalis, un pez amenazado de pequeño tamaño. Los resultados de esta tesis doctoral probaron cómo el legado del fuego en el bosque de ribera aceleró la descomposición de la hojarasca en un arroyo mediterráneo intermitente ocho años después del incendio. Nuestros resultados también demostraron que el superdepredador era funcionalmente insustituible. Nuestro experimento de mesocosmos mostró que la ausencia de Barbus meridionalis provocó el incremento de los depredadores y de los consumidores primarios, y redujo la producción primaria del perifiton. El estudio de la ecología trófica de B. meridionalis desde una perspectiva funcional reveló que los rasgos morfológicos y de comportamiento de los macroinvertebrados pueden explicar su vulnerabilidad a la depredación. Esta tesis también confirmó que la ausencia del superdepredador modificó otra función clave del ecosistema, aceleró la descomposición de las hojas. Nuestros resultados también sugirieron que el superdepredador tiene un papel clave en el reciclado de nutrientes. Esta tesis doctoral ha demostrado que los incendios del pasado pueden influir en la estructura y función actual de los ríos mediterráneos. Además, también ha evidenciado que los ríos intermitentes pueden verse afectados por las consecuencias de la extinción de sus superdepredadores. La relevancia de esta tesis doctoral radica en el incremento esperado de los incendios forestales en la región mediterránea y en el alto riesgo de extinción de los peces de pequeño tamaño en los ecosistemas acuáticos continentales.

This thesis is aimed at the study of the flora and vegetation of the Guayana Highlands (GH), a set of -50 table mountains (called tepuis) located in the Guayana Shield of northern South America. Special emphasis is put on the potential upward migration of vascular plants as a response to global warming and the suggestion of conservation strategies. The tepui summits contain exceptional diversity and endemism of vascular plants, with more than 2400 known species, of which 30% would be endemics. In this study, the results of the Altitudinal Range Displacement analysis suggest that 30-50% of the GH endemic species could disappear due to total habitat loss by 2100 according to the most optimistic (B1) and pessimistic (A2) warming scenarios, respectively. An Environmental Impact Value has been calculated for each threatened species for a subsequent classification of these species into priority categories (10 for B1 and 13 for A2), which should be used in a chronological sequence to guide conservation and research actions. Subsequently, flora and vegetation approaches have been applied for the verification of the migratory phenomenon in the GH. Since this verification is based on the comparison of inventories conducted at different times, the first necessary step is to establish a baseline. The Roraima-tepui summit (2810 m elevation) has been selected for that purpose, as it is the best well-known tepui from the botanical point of view. The floristic survey of this tepuian summit has yielded 227 species, including 44 novelties since the publication of the Flora of the Venezuelan Guayana, one species new for science (Epidendrum sp. nov.), and 13 exotics, among which Poa annua and Polypogon elongatus (Poaceae) show the highest invasive potential. Five main plant communities have been identified: three herbaceous, one shrubland, and one forest formation, with their corresponding diagnostic species. An environmental characterization of these communities has been also performed. Finally, palaeoecological records may provide valuable information of the species' responses to past environmental changes, which is not available from short-term ecological observations. In this thesis, a palynological analysis of a sedimentary sequence from Uei-tepui (2150 m elevation) has been conducted to record the vegetation changes occurred in the last 2000 years in this tepui and to investigate the potential drivers involved. At -810 cal yr BP (AD 1140), a peak of fire incidence, coeval with a decrease in regional precipitation, reduced the woody elements of meadows (mainly Biophytum) and the Bonnetia cloud forests. Forest recovery to its previous abundance occurred slowly and elapsed several centuries to be completed after fire disturbance. In the mid-18th century, forests and meadows were replaced by Cyrilla racemiflora shrublands, coinciding with intense fires, synchronous with the arrival of Europeans to the Gran Sabana (GS) uplands. These results suggest that fire has been the main factor in the shaping of Uei¬tepui vegetation during the last two millennia. The documented local fire events were most likely caused by human activities and reached the summit from the GS, probably favoured by climatic conditions. The last local fire leading to forest clearing and the establishment of present-day vegetation most likely took place in the AD 1920s. The preservation of the GH flora in front of global warming should be addressed, at least partially, through ex situ conservation techniques, due to the nature of the threat (habitat loss). However, the documentation in this study of other human impacts (trampling on vegetation, exotic species, changes in soil properties, etc.) and the emergence of fire as a potential disturbing agent of the GH biome highlight that in situ conservation through protected areas may also be very important. A management plan with the involvement of local indigenous communities should be implemented in the GH region (i.e., lowlands, uplands and highlands), in order to reduce the risks posed by global warming, human impacts, and the potential synergy among them. / Aquesta tesi té com a objectiu l'estudi de la flora i la vegetació de les Terres Altes de Guayana (TAG), un conjunt de -50 muntanyes tabulars (anomenades tepuis) situades al nord d'Amèrica del Sud, amb especial èmfasi en la potencial migració altitudinal de les plantes vasculars com a resposta a l'escalfament global. Els cims dels tepuis contenen una diversitat i endemisme de plantes vasculars excepcional. Aquest estudi suggereix que el 30-50% de les espècies endèmiques de les TAG podrien desaparèixer per pèrdua total d'hàbitat cap a l'any 2100 segons els escenaris d'escalfament B1 (més optimista) i A2 (més pessimista), respectivament. S'ha calculat un Valor d'Impacte Ambiental per a cada espècie amenaçada per a la posterior classificació d'aquestes espècies en categories de prioritat (10 pel B1 i 13 per l'A2), les quals haurien de ser utilitzades en una seqüència cronològica per orientar les accions de conservació i recerca. Posteriorment, s'ha establert una línia base de diversitat florística, endemisme i vegetació al cim del Roraima-tepui per a la verificació del fenomen migratori a les TAG. L'inventari florístic d'aquest cim tepuià conté 227 espècies, incloent 44 nous registres, una espècie nova per a la ciència i 13 espècies exòtiques. S'han identificat cinc tipus de comunitats vegetals principals, amb les seves corresponents espècies diagnòstiques. També s'ha dut a terme una caracterització ambiental d'aquestes comunitats. Finalment, l'estudi paleoecològic de la seqüència sedimentària del Uei-tepui ha permès documentar la resposta de les espècies als canvis ambientals dels últims 2000 anys. Els resultats suggereixen que el foc ha estat el principal factor que ha modelat la vegetació del Uei durant aquest període. Els esdeveniments de focs locals molt probablement van ser causats per activitats humanes i van assolir el cim des de la Gran Sabana afavorits per les condicions climàtiques. La preservació de la flora de les TAG enfront de l'escalfament global s'hauria d'adreçar, com a mínim parcialment, mitjançant tècniques de conservació ex situ, a causa de la naturalesa de l'amenaça (pèrdua d'hàbitat). No obstant, la documentació en aquest estudi d'altres impactes humans (trepig de la vegetació, espècies exòtiques, canvis en les propietats del sòl, etc.) i l'aparició del foc com a potencial agent pertorbador del bioma tepuià posen de manifest que la conservació in situ mitjançant àrees protegides pot ser també molt important.

Tesi realitzada a l'Instituto Pirenaico de Ecología (IPE-CSIC) / The aim of this thesis was to explore the distribution of the taxonomic, phylogenetic and functional components of plant diversity in high mountains, and to show how different components of diversity have responded to land-use and climate change over the last two decades. To address this aim, we used a multiple approach at different scales, by combining information from biodiversity databases and descriptive and experimental data gathered in the field. Some methodological improvements were implemented to account for the main sources of uncertainty inherent in the baseline data. The study was conducted in the Central Pyrenees, mainly in the Ordesa-Monte Perdido National Park (OMPNP). In Chapter 1 we developed a novel method to assess the effect of the sampling effort when using information of classical databases to analyze spatial diversity patterns. Such method was used in chapter 2 to identify hotspots, and results were compared with the ones produced by an unbiased database information (standardized community surveys), Finding an overall spatial mismatch among the different diversity components at small scale (Chapter 2). Grasslands resulted to be the richest habitat in terms of species and endemisms, whereas the highest values of phylogenetic and functional diversity were observed in some forests, specially among the mixed ones. The second part of the thesis analyzed recent trends of the richest plant communities in high mountain ranges, alpine grasslands, to the generalized reduction in grazing and climate warming. In chapter 3 we compared plant community composition and tree cover in the upper limit of the treeline ecotone between 1998 and 2009. A weak effect of the increase in tree cover on the dynamics of Field layer vegetation was found, evidencing the slow response of alpine plant communities to drastic structural changes in the habitat. In chapter 4, we revisited after two decades 12 sites along an elevational gradient in two valleys of the Central Pyrenees. After accounting for the effect of the resampling error and the natural fluctuations of communities, we found that alpine grasslands were relatively stable over time at community, species and trait level. Evidences of the large ecological inertia of alpine grasslands were also Found in two experimental exclusion of herbivores set 20 years ago where species richness did not significantly differ from control grasslands (Chapter 5). Differences in the community trajectories of ungrazed and control grasslands occurred only during a sequence of warm and dry growing seasons, which led us to conclude that the effects of the grazing reduction and climate warming acted synergistically. Taken together, these results indicate that the response of alpine grasslands to land-use and climate change may be weaker and slower than expected according to predictive models and observations made in several grasslands below the treeline (rapid ecological succession after abandonment) and mountain summits (thermophilization) in the Central Pyrenees. The apparent stability of alpine grasslands depicted in our studies may revert as some tipping points are exceed. However, the smooth response of grasslands may provide a good opportunity to implement timely management actions for the conservation of this exceptionally rich habitat. The maintenance, and in some cases restoration, of traditional grazing activities, might be the simpler and more efficient strategy in the Face of global change, and perhaps the only possible to alleviate the impact of climate warming on plant diversity. / En esta tesis investigamos la distribución de los componentes taxónomico, filogenético y funcional de la diversidad vegetal en la alta montaña, y cómo ha respondido a los principales motores de cambio global en montañas (cambio climático y de uso de suelo) en las últimas décadas. Para abordar estas dos cuestiones usamos una aproximación a varias escalas, combinando información recopilada en bases de datos con datos descriptivos y experimentales obtenidos en campo, poniendo especial énfasis en mejorar los métodos analíticos de las aproximaciones utilizadas. Nuestra investigación se llevó a cabo en el Pirineo Central, especialmente en el Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido (PNOMP). En el primer capítulo examinamos el sesgo del esfuerzo de muestreo en una clásica base de datos de herbario, y cómo éste puede afectar a los análisis de los patrones de diversidad. Desarrollamos un método nuevo que permitió detectar diferencias importantes en la distribución del esfuerzo de muestreo a lo largo del PNOMP. Esta información fue usada en el segundo capítulo, donde demostramos por primera vez que, además de la riqueza específica, el patrón de distribución del resto de los componentes de la diversidad puede verse distorsionado por el sesgo de muestreo. Tras utilizar una base de datos elaborada a partir de inventarios de comunidades, observamos que los diferentes componentes de la diversidad presentaron una distribución distinta a lo largo del PNOMP. Este resultado demuestra que nuestra habilidad para identificar áreas prioritarias para la conservación a partir de bases de datos clásicas de diversidad es muy limitada. Los pastos resultaron ser el hábitat más rico en término de número de especies y endemismos, mientras que algunos tipos de bosques de hoja caduca fueron identificados como puntos calientes de historia evolutiva y funcional. En los siguientes capítulos examinamos la respuesta de las comunidades más ricas, los pastos de alta montaña, al descenso generalizado del pastoreo y el calentamiento climático. En el capítulo tercero analizamos los resultados de la revisita de transectos de vegetación situados en el ecotono del límite del bosque superior, muestreados 11 años antes. El escaso efecto del incremento de la cobertura arbórea sobre las comunidades pone de manifiesto la lenta respuesta de las comunidades alpinas a cambios estructurales del hábitat. En el cuarto capítulo examinamos la respuesta de los pastos alpinos a lo largo de dos décadas, tras revisitar una docena de parcelas permanentes distribuidas a lo largo de un gradiente altitudinal en dos valles del Pirineo Central. Tras considerar el error de muestreo y la fluctuación interanual de las comunidades, no observamos señales evidentes de cambios ni a nivel de comunidad ni de especies, ni tampoco un aumento de especies leñosas. Los grupos de especies con tendencias opuestas no mostraron rasgos funcionales significativamente diferentes, cuando fue considerada la abundancia y autocorrelación evolutiva de éstos. La gran inercia ecológica de los pastos alpinos fue también confirmada en un experimento de exclusión de herbivoría que duró 19 años (quinto capítulo), donde la riqueza de especies no mostró un efecto significativo en respuesta al tratamiento. La ausencia de ganado sólo resultó en una trayectoria divergente de la comunidad tras una década, y coincidiendo con un periodo excepcionalmente cálido y seco. Este resultado sugiere que el cese del pastoreo y el aumento de las temperaturas podrían tener un efecto aditivo sobre las comunidades vegetales. En conjunto, todos estos resultados ponen de manifiesto que las comunidades de pastos alpinos frente a los principales motores de cambio en montaña puede ser más lenta de lo que se esperaba según los modelos predictivos, la rápida sucesión ecológica (matorralización) observada en varios pastos subalpinos y montanos a lo largo del Pirineo, y los cambios en las comunidades de cumbres (termofliación) descritos en el propio PNOMP. La aparente estabilidad registrada en nuestro estudio podría revertir si se sobrepasan puntos de inflexión críticos. Sin embargo, la lenta dinámica aquí observada sugiere que no es tarde para tomar medidas de gestión para garantizar la conservación de estos pastos excepcionalmente ricos. El mantenimiento o restauración de las actividades del pastoreo tradicional se vislumbra como una solución simple y efectiva para paliar los efectos de los principales motores de cambio global sobre las comunidades alpinas.

Riparian areas are recognized to be natural filters of nitrogen (N) because they can substantially diminish the N delivery from terrestrial to aquatic ecosystems. However, understanding the influence of riparian zones on regulating N export from catchments is still challenging, mainly because stream water chemistry integrates biogeochemical processes co-occurring within upland, riparian, and fluvial ecosystems. The present dissertation aims to explore the influence of Mediterranean riparian zones on regulating both stream hydrology and catchment N exports, by combining empirical and modelling approaches at different temporal and spatial scales. Findings obtained from plot experiments show that the studied Mediterranean riparian soils acted as hot spots of soil microbial N supply within the catchment because they exhibited considerably higher net N mineralization (NNM) and net nitrification (NN) rates than upland oak and beech soils. This difference was attributed to larger stocks of N-rich leaf litter and permanent moist conditions in the riparian soils. Furthermore, soil microbial processes in the riparian site showed a distinct climatic sensitivity than in upland sites, which ultimately led to different temporal patterns of soil N cycling. Soil moisture was the major driver of NNM and NN in upland forests, while both temperature and precipitation shaped soil N dynamics in the riparian zone. Therefore, both upland and riparian soils exhibited pulses of NNM and NN following spring rewetting events, though summer temperatures only stimulate microbial activity at the riparian site. Riparian microbial pulses contributed > 25% to annual rates of NNM and NN; and coincided with increases in stream N loads. These results suggest that Mediterranean riparian soils may become important sources of nitrate (NO3-) to streams under future warming scenarios. Additionally, findings obtained from catchment-scale studies show that our Mediterranean riparian zone exerted a strong control on stream hydrology during the vegetative period. Riparian evapotranspiration (ET) influenced the temporal pattern of stream discharge and riparian groundwater elevation across daily and seasonal scales. Further, the influence of riparian ET on stream hydrology increased from headwaters to the valley bottom, where stream hydrological retention was prominent. Nonetheless, such stream hydrological retention wasn’t accompanied by a decrease in catchment N exports, likely because low flow conditions, relatively warm conditions, and large stocks of N-rich leaf litter within the streambed enhanced in-stream NO3- release in summer. Conversely, in-stream photoautotrophic NO3- uptake was the major controlling factor of stream N dynamics in spring, when high light inputs favored gross primary productivity (GPP) prior to riparian canopy closure. As it occurred for summer nitrification, the influence of GPP on stream N dynamics increased along the stream continuum. At the valley bottom, in-stream photoautotrophic activity drop midday stream N concentration by 13% and reduced catchment NO3 exports by 10%. Finally, during the dormant period, we found minimal evidences of either NO3 uptake or release in the riparian zone. Mass balance calculations at the whole-reach scale showed that both riparian groundwater inputs and in-stream processes contributed to longitudinal changes in stream NO3 concentrations, and thus, both sources of variation were necessary to understand stream water chemistry along the stream. Together, these results suggest that the high bioreactivity of streams ecosystems can influence stream N dynamics at the catchment scale, and even screen the potential buffer capacity of riparian zones as observed for this Mediterranean catchment. Overall, findings gathered in the present dissertation question the idea that Mediterranean riparian zones are efficient N buffers, and stress that an integrated view of upland, riparian, and stream ecosystems is essential for advancing our understanding of catchment hydrology and biogeochemistry. / Durant l'última dècada, les activitats antropogèniques han doblat el nitrogen disponible, provocant nombrosos problemes ambientals. En un context de conca, els boscos de ribera tenen la capacitat de reduir els excessos de nitrogen que els hi arriben dels ecosistemes terrestres adjacents i, per tant, poden ser fonamentals per determinar la concentració de nitrogen al riu i l'exportació d'aquest nutrient aigües avall. L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar la influència dels boscos de ribera sobre els recursos hídrics i la dinàmica del nitrogen en una conca mediterrània. Durant l'estudi, els sòls de ribera exhibiren unes taxes netes de mineralització i nitrificació clarament superiors als boscos de capçalera (alzinar i fageda), les quals foren atribuïdes als estocs de fullaraca i a l'alta humitat dels sòls riparians. A més, els sòls de ribera foren importants fonts de nitrat al riu, especialment quan les altes temperatures o les fortes precipitacions provocaren pics d'activitat microbiana que contribuïren > 25% en termes anuals. Hidrològicament parlant, la vegetació ripariana tingué un paper clau sobre els recursos hídrics de la conca, perquè regulà el cabal fluvial a diferents escales temporals, i promogué la pèrdua d'aigua del riu cap a la ribera en el fons de vall. Tanmateix, la ribera no retingué nitrogen durant el període de retenció hidràulica, així com tampoc durant la resta de l'any. Per contra, el baix cabal i les altes temperatures incentivaren la nitrificació a la llera del riu durant l'estiu. A més, durant la primavera, l'augment de llum previ al desenvolupament de la capçada de ribera afavorí la producció primària bruta en el riu, la qual provocà clares fluctuacions diàries en les concentracions de nitrat i reduí un 10% les exportacions d'aquest nutrient aigües avall. Conjuntament, els resultats d'aquesta tesi no només qüestionen la idea que les zones de ribera són filtres naturals de nitrogen en regions mediterrànies, sinó que manifesten la importància d'una visió integradora de tots els components del paisatge per tal per tal d'avançar en el nostre coneixement sobre la hidrologia i la biogeoquímica a escala de conca.

El presente trabajo de tesis doctoral propone diferentes enfoques geoespaciales destinados al análisis de la dimensión espacial de las pesquerías recreativas costeras utilizando métodos cuantitativos y herramientas computacionales. Diferentes tipos de información espacial,relativas a los hábitats bentónicos así como a la movilidad y a la calidad de las capturas, han sido combinadas para estimar el esfuerzo de pesca y las capturas totales, utilizando un enfoque original y espacialmente explícito. El objetivo es el de progresar en la comprensión del comportamiento espacial del pescador a través de un enfoque holístico basado en datos empíricos y modelos estadísticos. La modalidad de pesca del 'roquer', una de las pesquerías recreativas costeras más populares en el Mediterráneo, ha sido utilizada como caso de estudio en la bahía de Palma (en el Mediterráneo noroccidental). / This thesis proposes different geospatial approaches for assessing the spatial dimension of the coastal recreational fisheries using quantitative methods and computational tools. Spatial information on benthic habitats, fish mobility and fishing quality were combined for estimating fishing effort and harvest using an original spatially-explicit approach. The aim is to advance in our understanding of angler spatial behaviour using a holistic approach based on empirical data and statistical models. In order to illustrate the proposed framework, the ‘roquer’ modality, one of the most popular coastal recreational fisheries in the Mediterranean Sea, was used as case study at Palma Bay (NW Mediterranean).

- Introducció: Entendre l'evolució, la distribució i l'ecologia dels animals marins requereix informació prèvia sobre la biologia reproductiva i els patrons de desenvolupament, ja que els estadis primerencs de vida (larves), constitueixen en molts taxons períodes crítics del cicle vital, en els quals l’abundància i la distribució de les poblacions queda en gran mesura determinada. Atesa la importància dels crustacis decàpodes en els ecosistemes marins i les pesqueries de la Mediterrània, i la poca informació que existeix sobre la seva ecologia, especialment pel que fa a les primeres etapes de desenvolupament, aquesta tesi se centra en l'anàlisi de la comunitat de larves de decàpodes, especialment d’espècies que habiten en zones de gran fondària i en aigües obertes. CATALÀ - Contingut de la investigació: La primera secció de la tesi es refereix a les qüestions que sorgeixen de la identificació taxonòmica precisa dels individus, que constitueix el prerequisist fonamental per dur a terme nous estudis de tota la comunitat, així com a les relacionades amb l'ecologia de cada espècie considerada individualment. Posteriorment, aquestes identificacions varen permetre tant l’elaboració de descripcions morfològiques d'estadis larvaris que fins ara eren desconeguts, contribuint a superar les limitacions que afecten a la bibliografia existent , incompleta per a algunes famílies, com ampliar el coneixement de la biologia i ecologia d'algunes espècies, com a resultat de la nova informació aportada sobre les seves fases larvàries. La segona part de l'estudi inclou estudis innovadors sobre l'estructura de la comunitat larvària i la distribució vertical de les espècies, així com les variacions al llarg del seu desenvolupament ontogenètic i les implicacions ecològiques. La recollida de dades per a aquesta tesi es va dur a terme al voltant de l'illa de Mallorca, a l'arxipèlag Balear (Mediterrània Occidental). Concretament, les larves de decàpodes es van obtenir de mostres de meso-zooplàncton preses en diferents estrats de profunditat, mentre que juvenils i adults van ser capturats amb diferents arts. El mostreig es va dur a terme sobre dues estacions situades al límit de la plataforma continental i al talús mig, al nord-oest i al sud de Mallorca, a finals de la tardor de 2009 i l'estiu de 2010. Les primeres anàlisis van consistir en un estudi taxonòmic detallat de totes les larves de decàpodes presents en aquestes mostres, prestant especial atenció a estats de desenvolupament poc estudiats o desconeguts. Com a resultat d'aquestes anàlisis es varen trobar i descriure el primer estat de vida lliure de Scyllarides latus i la segona mysis de Aristeus antennatus. Es van identificar així mateix estadis larvaris d'altres espècies, d'interès per a la pesca o qüestions de conservació, com són les larves de Parapenaeus longirostris i la de Maja squinado. A més, anàlisis moleculars i morfològics varen permetre reassignar morfotipus larvaris prèviament mal classificats en la literatura disponible a Polycheles typhlops identificats erròniament en la literatura disponible. Finalment, es van descobrir larves de una espècie invasora desconeguda fins ara a la Mediterrània, Palaemon macrodactylus. La presència d'aquesta espècie s'ha confirmat amb la recent troballa de poblacions adultes en l'àrea. Concretament, les distribucions verticals durant el dia i la nit i els seus canvis estacionals, circadians i ontogenètics durant l'estiu i la tardor, van ser analitzades per a quatre de les espècies dominants en la comunitat: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta i Parasergestes vigilax. La informació precisa sobre la distribució larvària en la vertical d'aquestes espècies, que juguen un important paper en la dinàmica de transferència energètica en els ecosistemes batials i del talús continental, podria incorporar-se en un model de circulació hidrodinàmic, el que ajudaria a la comprensió de la distribució dels adults. - Conclusió En resum, aquest treball consolida una línia d'investigació, recentment iniciada, centrada en l'estudi de les comunitats larvàries dels decàpodes del Mar Balear, que aborda per primera vegada l'anàlisi de la seva estructuració vertical i les implicacions ecològiques. / - Introducción Entender la evolución, la distribución y la ecología de los animales marinos requiere de información previa sobre la biología reproductiva y los patrones de desarrollo, puesto que los estadios tempranos de vida (larvas), constituyen en muchos taxones periodos críticos del ciclo vital, en el que se determinan en gran medida las abundancias y distribuciones de las poblaciones. Teniendo en cuenta la importancia de los crustáceos decápodos en los ecosistemas marinos y pesquerías del Mediterráneo y a la poca información existente sobre su ecología, especialmente en lo que respecta a sus estados tempranos de desarrollo, esta tesis se centra en el análisis de la comunidad de larvas de decápodos, especialmente de especies que habitan en zonas profundas y aguas abiertas. - Contenido de la investigación La primera sección de la tesis se refiere a las cuestiones que surgen de la precisa identificación taxonómica de los individuos, que constituye el prerrequisito fundamental para ulteriores estudios de toda la comunidad, así como a las relacionadas con la ecología de cada especie considerada individualmente. Posteriormente, estas identificaciones permitieron tanto elaborar descripciones morfológicas detalladas de estadios larvarios hasta ahora desconocidos, contribuyendo a superar las limitaciones de la bibliografía existente hasta la fecha, incompleta para algunas familias, como ampliar el conocimiento de la biología y ecología de algunas especies como resultado de la nueva información aportada sobre sus fases larvarias. La segunda parte de la tesis incluye estudios innovadores sobre la estructura de la comunidad larvaria y la distribución vertical de las especies, así como sobre sus variaciones a lo largo del desarrollo ontogenético y sus implicaciones ecológicas. La recolección de datos para esta tesis se llevó a cabo alrededor de la isla de Mallorca, en el archipiélago Balear (Mediterráneo Occidental). En concreto, las larvas de decápodos se obtuvieron de muestras de meso-zooplancton tomadas en diferentes estratos de profundidad, mientras que juveniles y adultos fueron capturados con diferentes artes. El muestreo se llevó a cabo sobre dos estaciones situadas respectivamente sobre el límite de la plataforma continental y el talud medio, en el noroeste y sur de Mallorca, durante finales de otoño de 2009 y el verano de 2010. Los primeros análisis consistieron en un estudio taxonómico detallado de todas las larvas de decápodos presentes en dichas muestras, prestando especial atención a estados de desarrollo poco es estudiados o desconocidos. Como resultado de estos análisis se encontraron y describieron el primer estado de vida libre de Scyllarides latus y la segunda mysis de Aristeus antennatus. Se identificaron asimismo estadíos larvarios de otras especies, de interés para la pesca o cuestiones de conservación, como son las de Parapenaeus longirostris y la larva de Maja squinado. Además, análisis moleculares y morfológicos permitieron reasignar morfotipos larvarios previamente mal clasificados en la literatura disponible a Polycheles typhlops. Finalmente, se descubrieron larvas de una especie invasora desconocida hasta la fecha en el Mediterráneo, Palaemon macrodactylus. La presencia de esta especie se ha confirmado con el reciente hallazgo de poblaciones adultas en el área. Concretamente, las distribuciones verticales y sus cambios estacionales, circadianos y ontogenéticos, fueron analizadas para cuatro de las especies dominantes en la comunidad: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta y Parasergestes vigilax. La información precisa sobre la distribución larvaria en la vertical de estas especies, que juegan un importante papel en la dinámica de transferencia energética en los ecosistemas batiales y del talud continental, podría incorporarse en un modelo de circulación hidrodinámico, lo que ayudaría a la compresión de la distribución de sus adultos. - Conclusión En resumen, este trabajo consolida una línea de investigación recientemente iniciada centrada en el estudio de las comunidades larvarias de los decápodos del Mar Balear, abordando por primera vez el análisis de la estructuración vertical de las mismas y sus implicaciones ecológicas. / - Introduction Comprehending evolution, distribution and ecology of marine animals require information on reproductive biology and developmental patterns, as early life stages (larvae) constitute, for several taxa, critical periods within the life cycle in which abundance and distribution of populations are largely determined. Considering the importance of the decapod crustaceans on Mediterranean marine ecosystems and fisheries and the lack of information regarding their ecology, especially that on their early life stages, present thesis address the analysis of the decapod planktonic larval communities, specially of the deep and offshore species. - Content of research The first section of the thesis relates to the issues arising from the accurate and precise taxonomic identification of the specimens, which constitute the fundamental prerequisite for any further study of the entire community, as well those related to the ecology of individual species. Subsequently, this further allowed to elaborate detailed descriptions of previously unknown larval stages, contributing in overcoming the actual limitations of the available literature, still incomplete for many families, as well as to expand on the knowledge of the biology and ecology of some species, as a result of the new information gathered on their larval stages. The second section includes further studies on communities’ structure and species vertical distribution, as well their variations along ontogenetic development, exploring their ecological implications. The data collection took place around the Mallorca Island in the Balearic archipelago (Western Mediterranean). Specifically, decapod larvae were obtained from meso-zooplankton depth-stratified samples, whereas juveniles and adults were captured with different gears. Sampling was carried out at two stations located on the continental shelf break and middle slope, northwest and south of Mallorca in late autumn 2009 and summer 2010. The first analysis consisted in a detailed taxonomic study, focusing on previously poorly studied or unknown larval stages. As a result of these analyses, the first larval stage of Scyllarides latus and the second mysis stage of Aristeus antennatus were found and described for the first time. Larval stages of other species of fishing or conservation interest not previously recorded in the area, as the larvae of Parapenaeus longirostris and the larva of Maja squinado, were also identified. Moreover, molecular and morphological analysis permitted to assign certain larval morphotipes previpusly misclassified in the available literature to Polycheles typhlops. In addition, larvae of an invasive species previously not observed in the Mediterranean, the oriental shrimp Palaemon macrodactylus, were discovered. The establishment of this species in the Mediterranean was subsequently confirmed through the finding of adult populations. The vertical distributions and their seasonal, circadian and ontogenetic changes were analyzed in detail in four predominant species within the decapod communities: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta and Parasergestes vigilax. The accurate information on larval vertical distributions of these species, which play an important role in energetic dynamics of continental slope and bathyal ecosystems, could be incorporated in a circulation model to understand their adult’s distributions. - Conclusion Summing up, this work consolidates a recently initiated line of research focused on the study of decapod crustacean larval communities in the Balearic Sea, tackling for the first time the analysis of their vertical structure and its ecological implications.