Before 1910, the fish assemblage of Banyoles Lake (Catalonia, Spain) consisted of: eel (Anguilla anguilla), Mediterranean barbel (Barbus meridionalis), freshwater blenny (Bennius fluviatilis), three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus), chub (Leuciscus cephalus), and (perhaps introduced long time ago) tench (Tinca tinca). Presently, two of these species, i.e., three-spined stickleback and tench, seem to have disappeared and the remaining native fish are uncommon, mostly eel and barbel / Abans de 1910, la comunitat de peixos de l’Estany de Banyoles constava de: anguila (Anguilla anguilla), barb de muntanya (Barbus meridionalis), bavosa de riu (Bennius fluviatilis), espinós (Gasterosteus aculeatus), bagra comuna (Leuciscus cephalus) i, potser introduïda antigament, tenca (Tinca tinca). Actualment, dues d’aquestes espècies (espinós i tenca) sembla que han desaparegut i les altres autòctones són poc abundants, sobretot l’anguila i el barb de muntanya. La comunitat està molt dominada per les espècies introduïdes: d’origen nord-americà, com ara perca americana (Micropterus salmoides), peix sol (Lepomis gibbosus), gambúsia (Gambusia holbrooki); o d’origen europeu, com gardí (Scardinius erythrophthalmus), madrilleta vera (Rutilus rutilus), carpa (Cyprinus carpio) i perca (Perca fluviatilis)

L'Estany de Banyoles, sistema peculiar tant des del punt de vista de la seva formació geològica com de les seves característiques limnològiques, conté actualment una comunitat de peixos profundament modificada respecte de la comunitat original. La perca americana (Micropterus salmoides), introduïda a finals dels anys seixanta del segle XX, és avui una de les espècies dominants en aquesta comunitat, i ocupa sobretot l'hàbitat litoral de l'Estany. Es tracta d'una espècie molt ben estudiada a Nord Amèrica des de diverses disciplines de la biologia i des de fa diverses dècades, cosa que ha comportat que actualment es disposi d'un gran volum d'informació sobre ella. Amb tot, fora del seu continent d'origen ha rebut poca atenció, malgrat l'amplia expansió que ha experimentat arreu del món. En aquesta tesi doctoral s'han abordat, amb un enfocament descriptiu, aspectes fins ara desconeguts per a l'espècie a l'Estany de Banyoles, a la península ibèrica i fins i tot a Europa. Concretament, se n'ha analitzat la condició, el creixement i la demografia, així com les seves variacions temporals. Amb aquesta finalitat, s'ha dissenyat un mostreig composat de deu campanyes de pesca intensives més alguns petits mostrejos addicionals intercalats, mostreig que s'ha allargat des del juliol del 1997 i fins el novembre del 1999. La captura dels exemplars s'ha realitzat mitjançant una tècnica de pesca elèctrica amb una embarcació posada a punt expressament per a aquest estudi, la qual s'ha mostrat considerablement eficient malgrat les dificultats que ofereix el medi. S'ha realitzat un mostreig de marcatge-recaptura basat en la mutilació d'aletes i, en alguns casos, en el marcatge amb pintura acrílica. Només en la darrera campanya (novembre del 1999) s'ha sacrificat una part important de les captures a fi de retirar-ne els otòlits per a la determinació de l'edat. Pel que fa a l'anàlisi de les dades, s'ha aplicat un ampli ventall de mètodes i models per a cada un dels aspectes estudiats, a fi de contrastar-ne els resultats i validar-ne la seva fiabilitat. En el cas de la condició, s'han aplicat mètodes d'anàlisi de la covariància (ANCOVA) i altres mètodes anàlegs, així com, paral·lelament, regressions i anàlisis derivades a partir de la relació longitud-pes. En l'estudi del creixement, s'han realitzat ajustaments de diversos models mitjançant regressions sobre dades de mida a l'edat i sobre dades d'increments de mida observats per interval de temps. També s'han aplicat anàlisis de freqüències de longitud, i, finalment, s'han aplicat mètodes de retrocàlcul a partir dels increments anuals del radi observats en els otòlits. Finalment, en el cas de l'estudi de la demografia, s'han aplicat models de marcatge-recaptura per a l'estimació de la grandària poblacional i de la supervivència, i, a més, s'han ajustat diversos models continus de supervivència sobre aquestes estimacions prèvies. També s'han estimat les capturabilitats associades a la nova tècnica de captura. Per una altra banda, s'ha implementat i realitzat un mostreig sobre la població de pescadors esportius de l'Estany encarat a determinar, bàsicament, la pressió de pesca a què es veu sotmesa l'espècie.Els resultats mostren sobretot una alta estabilitat interanual en tots els aspectes estudiats, que s'explica per l'estabilitat ambiental que, al seu torn, és característica d'aquest ecosistema lacustre. Això reverteix en una longevitat màxima observada que iguala la màxima descrita a la literatura per a l'espècie. Alhora, també s'han descrit fortes oscil·lacions estacionals tant en la condició, com en el creixement, com també en la supervivència, les quals, però, presenten certes diferències en la seva temporalitat, cosa que indica una certa diferenciació en els factors que les regulen. / Banyoles Lake is a peculiar system because its geological origin (karstic lake) and its limnological characteristics. At present day, this lake contains a fish community completely transformed respect of the original community. Largemouth bass (Micropterus salmoides), introduced during the sixties of the XX century, is now one of the dominant species in this community, and it occupies mainly the littoral habitat of the lake. This species has been profusely studied in North America from several disciplines of biology and from several decades ago. So, now there is a big amount of published information about largemouth bass, although introduced populations in other continents have received little attention in spite of his wide expansion around the world.In this work some aspects of the species, till now not well-known for the lake Banyoles population and even for the rest of the Iberian populations and many of the European populations, have been approached with a descriptive focus. Concretely, condition, growth and demography have been analyzed, as well as its temporal variations. With this aim, it has been designed a survey with ten intensive campaigns and some other little additional campaigns. This survey began on July of 1997 and it lasted till November of 1999. Capture was made with a boat electrofishing system specially implemented for this study. This capture technique has proved to be very efficient despite the difficulties of this particular ecosystem. It has been developed a mark-recapture survey based on fin mutilation, and, in some cases, on the use of acrylic dyes for marking. Only in the the last campaign (November of 1999) an important part other capture was sacrificed, in order to extract otholits for age determination. A wide variety of methods and models have been applied for the data analysis, and for each of the aspects studied, in order to contrast the results and validate its reliability. In the case of the condition, the analysis has been conduced with ANCOVA and related methods, as well as regression and related analysis over length-weight data. In the study of growth, several models have been fit at length at age data and at observed length increments. Analysis of length frequencies and backcalculations has also been used. Finally, for the demography description, total abundance and survival have been derived from the mark-recapture models, and after that several continuous survival models have been fit over these previous estimates. Capturabilities related to the new capture technique have been obtained, too. On the other hand, a survey based on anglers interviews has been implemented in order to determinate the fishing mortality for this population. The results show a high interannual stability of all the studied aspects, explained by the ambient stability that is typical of this lake ecosystem. That reverts in a high observed longevity that equal the maximum longevity published for the species. At the same time, strong seasonal fluctuations have been described, in the condition, the growth and the demography. But, these fluctuations have different temporal position along the annual calendar, suggesting that there is a differentiation between their regulatory factors.

Aquesta tesi permet adquirir una millor comprensió de la dinàmica dels plomalls hidrotèrmics en l'estany de Banyoles i correlacionar la meteorologia amb els processos de fluïdització que s'hi produeixen. S'han trobat els patrons atmosfèrics que generen els esdeveniments de les fluïditzacions així com la seva freqüència. Això és crucial per a determinar la qualitat de l'aigua de l'estany. S'han trobat inhomogeneïtats espacials tant en el plomall crònic que es desenvolupa en la cubeta B1, com en el plomall episòdic de la cubeta B2. S'ha caracteritzat l'estructura del plomall generat a la cubeta B2 i s'ha comparat amb el desenvolupat a la cubeta B1. Finalment, s'han realitzat simulacions numèriques mitjançant un model numèric: MIT General Circulation Model, en el qual s'ha hagut de fer canvis en les condicions de contorn per a situar la font convectiva al fons de la columna d'aigua. Les simulacions s'han comparat amb els resultats experimentals trobats mitjançant campanyes. / The aim of this thesis is to acquire a better understanding of the dynamics of the hydrothermal plumes in the lake and to gain more insight into the interrelationship between meteorology and fluidization. They have been found the atmospheric patterns that generate the fluidization events, as well as their frequency. This is crucial to determining the water quality of Lake Banyoles. They have been found spatial inhomogeneities of the chronic thermal plume found in B1 and of the episodic thermal plume in B2. The structure of thermal plume in B2 has been characterized and compared to the plume developed in B1. Finally, it has been used a numerical model: MIT General Circulation Model. It has been necessary to modify the boundary conditions moving the buoyancy source from the top of the water surface to the bottom. Results have been compared to experimental data undertaken from the field campaigns.

En el marc d'un projecte més ampli sobre la comunitat de peixos de la conca lacustre de Banyoles, s'ha estudiat la distribució espacial de les diferents espècies així com l'ús que aquestes fan de l'hàbitat. El poblament piscícola de l'estany de Banyoles és el resultat d'un llarg historial d'introducció d'espècies exòtiques i extinció de les poblacions autòctones locals. S'ha revisat la seva composició actual detectant un total de 18 espècies (4 autòctones i 14 introduïdes) de les quals només 13 presenten una població estable.L'estudi de l'hàbitat s'ha centrat a l'Estany, l'element principal del sistema lacustre, analitzant per separat la zona litoral i la zona limnètica. En el primer cas s'han realitzat les captures d'individus mitjançant pesca elèctrica des d'una embarcació adaptada per aquesta pràctica. La totalitat del litoral ha estat dividida en trams de característiques homogènies on s'han obtingut les captures per unitat d'esforç per cada espècie. El mostreig s'ha desenvolupat entre l'estiu de 1997 i la primavera del 2000 realitzant un total de 10 campanyes de pesca. Les espècies més abundants al litoral són la perca americana (Micropterus salmoides) i el peix sol (Lepomis gibbosus), essent també presents la perca (Perca fluviatilis), carpa (Cyprinus carpio) i el gardí (Scardinius erythrophthalmus). S'han capturat altres espècies com ara anguila (Anguilla anguilla), bagra (Squalius cephalus), sandra (Sander lucioperca), carpí (Carassius auratus) i madrilleta vera (Rutilus rutilus), però són molt menys abundants en nombre. S'ha examinat, per cadascuna de les espècies, si existeix selecció de l'hàbitat i en cas afirmatiu, quin és el preferent en base a la classificació del litoral en sis tipus de vegetació predominant. Les espècies més abundants, perca americana i peix sol, ocupen tots els hàbitats disponibles però amb una densitat diferent. La perca mostra també una clara selecció de l'hàbitat a favor de les zones molt estructurades amb abundant presència de jonca litoral. Carpa i gardí seleccionen els ambients més fondos amb major presència de matèria orgànica d'origen vegetal procedent del bogar. En general els individus ocupen les zones amb una densitat de vegetació intermèdia, majoritàriament zones de jonca a l'estiu i zones amb mansega a l'hivern, on troben refugi i els recursos tròfics necessaris. La perca americana, a més, presenta una elevada fidelitat a un mateix punt del litoral al llarg de la seva vida.La zona limnètica ha estat prospectada mensualment mitjançant ecosondació, realitzant transectes perpendiculars a l'eix principal de l'Estany, cobrint la seva totalitat. La composició d'espècies s'ha obtingut a partir de les captures fetes amb xarxes (tresmalls) amb periodicitat estacional. L'anàlisi geoestadística de la densitat de peixos ha permès descriure l'estructura espacial d'aquesta a partir dels variogrames, així com la seva variabilitat tant espacial com temporal, i obtenir els mapes de densitat. A l'hivern, la densitat de peixos a la zona limnètica assoleix els seus valors mínims i els individus es troben formant agregats dispersos, pels diferents estrats de fondària. A partir de la primavera la densitat augmenta, pel reclutament i la major freqüència d'individus que abandonen el litoral; la densitat esdevé més homogènia a les primer capes de fondària. A l'estiu la densitat és màxima i l'estrat més homogeni coincideix amb la posició de la termoclina. Aquest estructura varia en disminuir la temperatura i barrejar-se la columna d'aigua, tornant a la situació hivernal. La perca i la madrilleta vera són les espècies predominants en aquest ambient, juntament amb la carpa. La seva distribució no és homogènia i respon a les característiques limnològiques de les diferents cubetes de l'Estany. Una particularitat d'aquest, relacionada amb el seu origen càrstic, es la formació d'una ploma hidrotermal que afecta la distribució dels peixos, probablement en augmentar la terbolesa.S'ha integrat l'ús de l'hàbitat de les espècies que ocupen tant la zona limnètica com la litoral a partir del seguiment d'individus, concretament de perca i bagra. S'ha utilitzat un sistema automàtic de posicionament que estima la localització dels individus marcats amb transmissor de telemetria acústica. L'anàlisi dels desplaçaments mostra un rang superior per la bagra en comparació amb la perca. Ambdues espècies mostren una orientació en els seus desplaçaments. La perca ocupa el litoral a la nit i es desplaça a la zona limnètica de dia, amb un ritme d'activitat marcat per dos màxims coincidint amb la sortida i posta de sol; en canvi la bagra mostra una major activitat nocturna amb zones de repòs properes al litoral. S'ha estimat igualment els dominis vital de cada individu marcat. / Habitat use and spatial distribution patterns of fish community from Lake Banyoles has been studied. Fish assemblage of this lake is the result of a long history of fish introductions and its current state has been assessed showing a high diversity with 14 exotic species and 4 native species. This study has been focused in the Lake, the main element of Banyoles's karstic system. Fish were captured in the littoral zone using a electrofishing boat. The whole perimeter of the lake was divided in 43 transects or sample units where all the fish were captured, processed and, finally, released at the same position. Sampling was divided in ten campaigns, between summer 1997 and winter 1999. Largemouth bass (Micropterus salmoides) and pumpkinseed sunfish (Lepomis gibbosus) were the most abundant in littoral zone. Other catches correspond to perch (Perca fluviatilis), common carp (Cyprinus carpio) and rudd (Scardinius erythrophthalmus). Habitat selection was analysed using both, the Manly Index of selection and the analysis of variance. Results showed that juvenile of largemouth bass, pumpkinseed sunfish and perch present a positive selection of habitat were Schoenoplectus litoralis or Cladium mariscus are dominants. Common carp and rudd present selection of littoral zones with Typha. Habitat selection is related with structurally complex environments. Perch and largemouth bass show temporal variation in the habitat distribution and smaller sizes preferred the intermediate vegetation density. Large bass presented also a high site fidelity. Limnetic zone was prospected monthly from December 1997 until December 1999, using both echosounding and trammel nets. Different species were detected including perch (Perca fluviatilis), roach (Rutilus rutilus), common carp (Cyprinus carpio), chub (Squalius cephalus) and pikeperch (Sander lucioperca). Fish density was maximum in summer and minimum in autumn-winter. Spatial pattern was described using geostatistics. In winter, fish formed aggregates in the center of the lake; with the increasing of fish density, in summer, the spatial distribution became more homogeneous with a maximum located at the same depth than thermocline. Abundance of different species varied with depth and limnological characteristics of basins. Also, the development of a hydrothermal plume due to underwater inflow, increase the turbidity of different parts of the lake altering fish distribution which avoid the presence of sediments. In order to monitoring the movements of perch and chub, 14 individuals were tagged with ultrasonic transmitters. Movements were followed by means of an automatic system showing a partition of habitat use between littoral zone and limnetic zone. Chub describes a pattern of movements bigger than perch but both species presents a main orientation of paths according with basin morphology. Activity (measured as velocity of displacements) was maximum at dawn and dusk in perch, with a diurnal increase while chub activity can be considered nocturnal.