Les invasions biològiques són un component fonamental del canvi global juntament amb els canvis d'usos del sòl. Al llarg de la història, els éssers humans han traslladat de manera accidental o intencionada espècies natives d'un hàbitat concret cap a noves zones, però aquest procés s'ha vist accelerat durant els últims segles degut al desenvolupament del comerç a gran escala. En conseqüència, la diversitat global està canviant, i alhora s'està produint un augment en el nombre d'invasions biològiques. Els ecosistemes mediterranis són un bon marc per l'estudi de les invasions ja que són extremadament sensibles a tots els components del canvi global, especialment als canvis d'usos del sòl i a la introducció d'espècies exòtiques. L'objectiu principal d'aquest treball consisteix en identificar els factors ambientals, biòtics i històrics que poden facilitar l'entrada i establiment de Cortaderia selloana, una gramínia perenne nativa d'Amèrica del Sud. Aquest objectiu s'ha assolit mitjançant anàlisis observacionals (inventaris), experiments de camp, d'hivernacle y de laboratori. Així doncs, s'ha examinat la invasió de C. selloana en hàbitats ruderals i no ruderals, relacionant-la amb els factors biòtics i ambientals d'aquests. També s'ha establert un vincle entre la història d'usos del sòl i la invasió d'aquesta espècie. S'ha estudiat l'efecte de l'edat successional, el tipus de vegetació i la pertorbació en la invasió de C. selloana. S'ha analitzat la resposta d'aquesta espècie a la competència i a l'estrès hídric, i finalment, s'ha analitzat la germinació de C. selloana en diferents condicions ecològiques de laboratori.Els hábitats ruderals, que sovint són pertorbats per l'acció de l'home, presenten un major reclutament de nous individus que els no ruderals. A més, hi ha una relació positiva entre la presencia de C. selloana i el nombre de canvis d'usos del sòl. També s'ha demostrat que l'establiment d'aquesta espècie és baix i que la invasió de C. selloana, entesa com el percentatge de supervivència i creixement de plàntules, no depèn ni de l'estadi successional en el què es trobi la vegetació ni del tipus de vegetació. Però, la pertorbació del sòl augmenta significativament el seu establiment. L'èxit de la invasió es pot atribuir a la seva capacitat de germinar en un ampli ventall de condicions ecològiques. Aquesta espècie no és competitivament superior a altres espècies natives del mateix grup funcional i en el mateix estadi de desenvolupament, tot i que sí que és més resistent a l'estrès hídric que les espècies natives. / Biological invasions are a major component of global change after land-use changes. During the last centuries, there has been an important intentional or accidental exchange of species which has been recently promoted by the global trade. In consequence, the global biodiversity is changing and biological invasions are being promoted. Mediterranean ecosystems are suitable for studying biological invasions due to their high susceptibility to all the global change components, especially to land-use changes and biological invasions. The aim of this study is to identify the environmental, biotic and historic factors that may ease Cortaderia selloana, a perennial grass native to South America, establishment. This objective has been achieved through observational analyses (field surveys) and field, greenhouse and laboratory experiments. For this reason, we have examined C. selloana invasion in ruderal and non-ruderal habitats by linking the invasion with the abiotic and biotic factors of these habitats. We have studied the relationship between land-use history and C. selloana invasion and the role of successional age, vegetation-type and soil disturbances on C. selloana invasion. We have also determined C. selloana response to competition and water stress. Finally, we have analysed C. selloana seed germination under different ecological conditions in the laboratory.Ruderal habitats, which are frequently disturbed by human activities, have a higher recruitment of new plants than non-ruderal habitats. In addition, there is a positive correlation between the number of land-use changes and C. selloana invasion. C. selloana establishment in natural areas is low and its invasion, measured as percentage germination and growth of seedlings, neither depends on the successional stage nor on the vegetation type. However, soil disturbance significantly improves C. selloana establishment. C. selloana invasive success can be related to its capacity to germinate under a wide range of ecological conditions. This species is not a better competitor than other native species of the functional group and life history stage, yet C. selloana is more resistant to water stress than native species.

Desde los albores de la civilización, los ríos son una de las vías habituales usadas por el hombre para desprenderse de parte de sus desechos. Por ello, los sistemas fluviales han sido espectadores privilegiados de la evolución industrial y tecnológica del hombre, sufriendo en sus aguas los vertidos de sustancias cada vez más tóxicas para las comunidades naturales. Por este motivo, poseen un gran valor como puntos de control ecotoxicológico.

No description available.

Aquest treball aborda l'ecologia de les comunitats d'un dels grups de macroinvertebrats bentònics més diversos i abundants dels nostres rius, els quironòmids. El principal objectiu d'aquesta tesi ha estat estudiar l'estructura de les comunitats de quironòmids en rius mediterranis en condicions de referència, amb la finalitat d'augmentar el coneixement de la biodiversitat dels ecosistemes aquàtics mediterranis. Estudiar les condicions de referència es un dels prerequisits per avaluar l'estat ecològic dels rius i implementar en un futur els programes de gestió adequats seguint les directrius de la Directiva Marc de l'Aigua. Per realitzar els objectius de la tesi s'ha aplicat un protocol de mostreig estandarditzat derivat del projecte GUADALMED, en el qual juntament amb els mostrejos de les comunitats de macroinvertebrats s'han analitzat variables físiques i químiques juntament amb les característiques del bosc de ribera i de l'hàbitat aquàtic per cada punt de mostreig. Un total de 227 taxons de quironòmids han estat identificats utilitzant exclusivament larves, a diferents escales espacials (regions mediterrànies, rius i macrohàbitats) i escales temporals (primavera i estiu).A escala regional s'ha estudiat l' estructura de les comunitats de quironòmids en tres regions mediterrànies del món: la conca mediterrània, Xile i el sud-oest d'Austràlia. S'han trobat diferències de riquesa i composició taxonòmica a causa de processos històrics i de la heterogeneïtat de factors ambientals locals. A més a més en cadascuna de les regions estudiades s'han estudiat les distribucions d'abundàncies de les espècies de quironòmids presenten diferents patrons.S'han estudiat quins són els principals factors ambientals que determinen els patrons de distribució de les comunitats de quironòmids en rius mediterranis de referència a la conca mediterrània de la Península Ibèrica. La zonació longitudinal (altitud, àrea de conca, temperatura...), juntament amb la heterogeneïtat temporal són els principals gradients que afecten les variacions en l'estructura de les comunitats de quironòmids. A més a més s'ha quantificat la importància de diferents grups de variables ambientals a diferents escales: locals, regionals i geogràfiques, i es conclou que les variables locals son les que contribueixen de manera més important a la proporció de variança explicada. S'han determinat els requeriments ecològics (òptims i toleràncies de les variables ambientals d'estudi) per les espècies de quironòmids presents en aquesta zona. La variabilitat temporal (diferències primavera-estiu) és baixa en les comunitats de quironòmids de les capçaleres silíciques, mentre que en altres grups de rius com els petits rius calcaris, presenten variacions estacionals importants.Finalment, s'ha estudiat la correspondència entre les comunitats biològiques i els ecotipus fluvials establerts a la regió mediterrània ibèrica segons les directrius de la Directiva Marc de l'Aigua. S'han definit un total de cinc ecotipus fluvials utilitzant una combinació de variables hidrològiques, geològiques, morfològiques i climàtiques: (1) rius temporals, (2) trams mitjos evaporítics-calcàris, (3) capçaleres silíciques, (4) capçaleres calcàries i (5) trams mitjos-baixos. La tipologia obtinguda es va validar amb les comunitats de quironòmids (al nivell taxonòmic més baix possible d'espècie o gènere) i també amb les comunitats de macroinvertebrats (al nivell taxonòmic de família). Els nostres resultats mostren que una tipologia de rius basada amb les comunitats de macroinvertebrats i/o de quironòmids identifica diferents tipus de rius que en alguns casos coincideixen amb la tipologia ambiental però en d'altres no. Conseqüentment per establir les comunitats de referència en rius mediterranis la metodologia més correcta seria la utilització directa de les comunitats biològiques. / The main objective of this thesis has been to study the structure of Chironomidae assemblages in Mediterranean reference streams. The study of freshwater biodiversity in reference conditions is a prerequisite for the implementation of effective management programs according to Water Framework Directive. To achieve that, a standardized sampling protocol for macroinvertebrate studies established in GUADALMED project has been followed. A total of 227 chironomid taxa have been identified using exclusively larvae at different spacial (Mediterranean regions, streams and macrohabitats) and temporal scales (spring and summer).At regional scale it has been studied the chironomid community structure in three Mediterranean regions around the world: South-Western Australia, Central Chile and Mediterranean Basin. Differences of taxonomical composition and richness were found among regions, mainly due to historical factors and also to local environmental constraints. Moreover, analysis of species abundances distributions showed distinctive patterns in each region.Main environmental factors that determine distribution patterns of Chironomidae communities from Spanish Mediterranean rivers have been analyzed. Variation in the assemblage structure of chironomids was primarily explained by longitudinal zonation (altitude, catchment area, temperature.) together with temporal heterogeneity (explained mainly by hydrological parameters). Moreover, in order to study ecological requirements of Chironomidae species in the study zone, optimums and tolerances to main environmental variables have been obtained for all species. Seasonal changes in the composition of Chironomidae communities have been analyzed. For instance, different biological communities from siliceous headwaters have not been detected among seasons, whereas small calcareous streams have significantly different biological communities between spring and summer. Finally, concordance among biological communities and fluvial ecotypes, established in Spanish Mediterranean region according to the guidelines of Water Framework Directive, has been analyzed. A total of five ecotypes have been defined. These ecotypes have been validated with Chironomidae assemblages (at the lowest taxonomical level) and also with macroinvertebrate assemblages (at family level). Our results show that correspondence of ecotypes with biological communities (macroinvertebrates and chironomids) mismatches in some cases. For this reason, in order to establish reference communities in Mediterranean streams, a classification based on biological data should be more appropriated than an environmental top-down classification.

Derivat de 3 capítols de la tesi s'han publicat dos articles en revistes científiques i un capítol de llibre: Chapter 3, pg. 61 : Corcoll et al. 2012-HdB Environ Chem-book chapter 4 Chapter 4, pg. 81: Corcoll et al. 2011- Chl-a fluorescence parameters as biomarkers of metal toxicity in fluvial biofilms Chapter 5, pg. 117: Corcoll et al. 2012- The effect of metals on photosynthesis processes and diatom metrics on biofilm from a metal-contaminated river / Metal pollution in rivers is in great concern with human activities in the fluvial watershed. This thesis aims to investigate the potential use of chl-a fluorescence parameters as biomarkers of metal toxicity, and to find cause-effect relationships between metal exposures, other environmental factor (i.e. light), and functional and structural biofilm responses. This thesis demonstrates that the use of chl-a fluorescence parameters allows detect early effects on biofilms caused by zinc toxicity, both in the laboratory as in polluted rivers. In microcosm experiments, the use of chl-a fluorescence parameters allows evaluates structural changes on photosynthetic apparatus and in algal groups’ composition of biofilms long-term exposed to zinc. In order to evaluate the effects of chronic metal pollution in rivers, it is recommended the use of biofilm translocation experiments and the use of a multi-biomarker approach. / La contaminació per metalls en els rius està principalment lligada a l’activitat humana que té lloc a la conca fluvial. Aquesta tesi té per objectiu principal avaluar l'ús potencial dels paràmetres de fluorescència de la chl-a com a biomarcadors de toxicitat per metalls, i trobar relacions causa-efecte entre l’exposició dels metalls, altres factors ambientals (ex. la llum), i les respostes funcionals i estructurals del biofilms. Aquesta tesi demostra que els paràmetres de fluorescència de la chl-a permeten detectar alteracions ràpides del biofilm causades per la toxicitat del zinc, tan al laboratori com en rius contaminats. En microcosmos, els paràmetres de fluorescència de la chl-a permeten avaluar canvis estructurals en l’aparell fotosintètic i en la composició dels grups algals dels biofilms exposats crònicament al zinc. Per avaluar els efectes de la contaminació crònica per metalls en rius es recomana fer experiments de translocació de biofilms i utilitzar una aproximació de multi-biomarcador.

We studied the characteristics and effects of the Argentine ant invasion on the native ants and other arthropods. Moreover, we assessed the effects of L. humile winter nest aggregations extirpation on its population dynamics. We measured the spread of its invasion and evaluated its nest-site preferences. Artificial nests used as a control tool were also assessed. Results indicate that the invasion causes important changes in the native ant community structure. The invasion spread is influenced by air temperature, and habitat perturbations could be favouring a faster expansion. The extirpation diminished the abundance of this ant and disturbed its population dynamics. In order to make this method more efficient, extirpation should be made in the edge of the invasion, and should focus on nests under larger rocks where mature nests are more likely to be found. Finally, this method is proposed mainly for controlling its invasion in closed or isolated areas. / Es van comparar les característiques i els efectes de la invasió de la formiga argentina sobre la comunitat de formigues natives, i altres artròpodes. Es va avaluar l'efecte de l'extirpació d’agregacions de nius d’hivern, la selecció de llocs de nidificació i l'ús de nius artificials com a eina de control, i es va mesurar la seva taxa d'expansió. Es va trobar que la invasió provoca canvis importants en la comunitat de formigues natives. La temperatura ambiental influeix en l'expansió, i les pertorbacions de l'hàbitat podrien afavorir una propagació més ràpida. L'extirpació disminueix la seva abundància i pertorba la seva dinàmica poblacional. L'extirpació s'ha de fer al marge de la invasió, i s'ha de centrar en nius situats sota les pedres més grans que és on hi ha més probabilitat de trobar nius madurs. Finalment, aquest mètode es proposa principalment per al control de la invasió en àrees tancades o aïllades.

Els sistemes aquàtics continental representen un dels ecosistemes més amenaçats a nivell mundial, com a conseqüència de l'ús intensiu quel'home en fa. La conca del Guadiana no està lliure d'aquestes pressions antròpiques. Les grans infraestructures hidràuliques i l'escorrentia provinent de l'agricultura són només exemples dels greus problemes que pateix la conca. Aquests problemes es fan especialment palesos en la zona alta de la conca, on l'escassetat d'aigua no fa més que agreujar el problema.Tot això ha generat la necessitat urgent d'avaluar l'estat de conservació d'aquests ecosistemes aquàtics continentals, poder determinar la mesura i la magnitud de les pertorbacions que els estan afectant i així proposar mesures de gestió destinades a restaurar-ne la integritat ecològica. El principal objectiu que presenta aquest és determinar els patrons de distribució de les comunitats de algals (amb una menció especial en el grup de les diatomees) i de les seves causes en la conca del Guadiana i associades, amb la finalitat d'establir i proposar eines que permetin avaluar l'estat de conservació de les masses d'aigua d'aquestes conques. / In many parts of the world freshwater ecosystems are intensely modified and degraded by human activities. Rivers have been altered since historical times, but such modifications have intensified in the last century. Water extraction and heavily regulated reservoirs are spread disturbances in the Guadiana network. Drainage from agricultural land in river systems results in large inputs of nitrates and phosphates that eutrophy river waters. Inputs of fertilizers and water extraction are especially remarkable in the North-East Guadiana watershed. The development of tools to assess ecological status of water bodies has been a key issue in the management of the freshwater ecosystems in the last decades in order to protect and restore the biological integrity of ecosystems. The present study aims to determine distributional patterns of benthic algae communities (with a special attention on diatom microflora) and their causes in Guadiana and associated watersheds in order to establish tools for assessing the conservation status of the water bodies in those watersheds.

L'activitat humana és una de les majors causes d'elevades concentracions de nutrients i substàncies tòxiques en els ecosistemes fluvials. Entre la gran varietat de factors que alteren aquests ecosistemes, l'eutrofització i la contaminació per metalls pesants són dos dels principals problemes ambientals en països desenvolupats. Els biofilms fluvials (també anomenats comunitats perifítiques) representen una eina valuosa per avaluar els efectes dels contaminants (ex. nutrients i metalls) en els ecosistemes aquàtics. Aquest treball pretén investigar el destí i els efectes del Cu en els ecosistemes fluvials centrant-se en les comunitats perifítiques. Diferents metodologies han estat desenvolupades i/o adaptades per investigar específicament la dinàmica del Cu, la seva toxicitat i bioacumulació en comunitats perifítiques naturals, i la interacció entre l'eutrofització i la toxicitat del Cu en aquests ecosistemes. / Human activity is one of the major causes of elevated concentrations of nutrients and toxic substances in fluvial ecosystems. Among the many ecosystem stressors, eutrophication and metal pollution are two of the major environmental problems in many developed countries. Fluvial biofilms (periphyton communities) are a useful tool for monitoring the effects of pollutants (e.g. nutrients and metals) into aquatic ecosytems. The present study aims to investigate the fate and effects of Cu in fluvial ecosystems focusing on periphyton communities. Different methodologies have been developed and/or adapted to specifically investigate the dynamics of Cu, its toxicity and bioaccumulation on natural periphyton communities, and the interaction between eutrophication and Cu toxicity in these ecosystems.

La comunitat bentònica dels ecosistemes fluvials processa una gran quantitat de la matèria orgànica que arriba als rius. L'origen de les entrades de material (autòctones o al·lòctones), la seva composició química i la seva quantitat (freqüència de les entrades i concentració assolida en el riu), determinen l'estructura de la comunitat bentònica autotròfica i heterotròfica, les seves relacions tròfiques i les seves interaccions potencials (competència, sinergisme). L'objectiu d'aquesta tesi és posar de manifest la utilització de la matèria orgànica dissolta (MOD) per part dels biofilms bacterians bentònics fluvials i determinar l'eficiència del sistema fluvial en l'ús dels diferents materials que hi circulen. Amb aquesta finalitat s'han portat a terme diversos experiments, tant de camp com de laboratori, per tal de conèixer els efectes de la disponibilitat de la matèria orgànica (quantitat) i la seva qualitat (composició química i biodegradabilitat) i els efectes deguts a l'augment de temperatura de l'aigua del riu. / The benthic community in river ecosystems processes a large amount of organic matter entering the river. The input sources (autochthonous and allochthonous) as well as their chemical composition and amount (frequency of inputs and concentrations reaching the river), determine the structure of the autotrophic and heterotrophic benthic community, their trophic relationships and their potential interactions (competition, synergism). The aim of this thesis is to elucidate the use of dissolved organic matter (DOM) by the benthic stream microbial biofilms and determine the efficiency of the fluvial system in the use of the different materials that circulate through it. Different experiments were developed in the field and others in laboratory conditions to control the respective effects of organic matter availability (quantity) and quality (chemical composition and lability), as well as the effects of increasing river water temperature.

The virtual worlds realms constitute a new space for exploration in which new forms of communication, production and consumption are generated. The presence of these platforms, based on social interaction, is becoming a focus of research for future social, educational and/or economic applications, but it is also a reflection in real time of an online cultural reality. In the diversity of the existing scenarios, the interest of this research is framed in the uniqueness of the Second Life metaverse. By means of a transverse perspective, in which the different conceptual nodes intersect, the principal sociocultural characteristics which nourish this virtual ecosystem have been selected. Meanwhile, a radius of symbolic and productive action by its users has been established, with the aim of defining and understanding its natural growth and of highlighting its specific features. Understanding this medium may lead us to consider new challenges and alternative virtual environments in a design which takes into account the cultural spectrum of the community that inhabits it. / Els mons virtuals constitueixen un nou espai d'exploració en el que s'hi generen noves formes de comunicació, producció i consum. La presència d'aquestes plataformes, fonamentades en la interacció social, esdevenen un focus d'investigació per a futures aplicacions socials, educatives i/o econòmiques, però també són un reflex en temps real d'una realitat cultural en línia. En la diversitat de propostes existents, l'interès d'aquesta recerca queda emmarcat en la singularitat del metavers Second Life. Mitjançant una perspectiva transversal, en la que diferents nodes conceptuals s'interseccionen, s'han seleccionat les principals característiques socioculturals que nodreixen aquest ecosistema virtual; alhora s'ha establert un radi d'acció simbòlic i productiu dels seus usuaris, amb la finalitat de delimitar i comprendre el seu creixement natural, així com destacar-ne els seus trets específics. L'enteniment d'aquest medi, pot acostar-nos a plantejar nous reptes i entorns virtuals alternatius en un disseny que tingui en compte l'espectre cultural de la comunitat que l'habita.