Tesis por compendio / Assessment of forest water-use (WU) is undoubtedly important and necessary, especially in water scarcity areas that are already suffering the main negative impacts of climate change. However, instead of just determining how much water is used by a forest, it is also important to evaluate how forest-WU responds to forest management practices such as thinning, a widely recognized alternative to promote improvements in the hydrologic balance while maintaining or improving forest resilience. Thus, this thesis proposes three integrated studies performed in an area of Aleppo pine subject to experimental thinning in Eastern Spain. The first study was modelling an artificial neural network (ANN) to estimate daily WU independently of forest heterogeneity provided by thinning. Stand WU was accurately estimated using climate data, soil water content and forest cover (correlation coefficient, R: 0.95; Nash-Sutcliffe coefficient, E: 0.90 and rootmean-square error, RMSE: 0.078mm/day). Then the ANN modelled was used for gapfilling when needed and those results were used in the following studies. The secondly study addressed the question of how tree-growth, WU and water balance changed as a consequence of thinning. To this end, the influence of thinning intensity and its effect at short-term (thinned in 2008) and at mid-term (thinned in 1998) on the water-balance components and tree-growth were investigated. The high-intensity thinning treatment showed significant increases in mean annual tree-growth from 4.1 to 17.3 cm2 yr -1 , a rate which was maintained in the mid-term. Mean daily WU ranged from 5 (control) to 18 (high intensity thinning) l tree-1 . However, when expressed on stand basis, daily WU ranged from 0.18 (medium intensity thinning) to 0.30 mm (control plot), meaning that in spite of the higher WU rates in the remaining trees, stand WU was reduced with thinning. Large differences were found in the water balance components between thinning plots and control. These differences might have significant implications to maintain forest resilience, and improve forest management practices. The third study, brings forth two interesting points and their responses to thinning, WU and intrinsic water-use efficiency (WUEi). First, the relationships between growth and climate were studied at mid-term in order to identify if thinning can improve forest resilience. Second, the relationships between WU and WUEi was explored to identify how these factors were affected by thinning at short-term. A substantial limitation of tree-growth imposed by climatic conditions was observed, although thinning changed the tree-growth-precipitation relationships. Significant differences in WUEi were found after thinning at mid-term, however no significant difference was observed at short-term. Despite this, in general WUEi decreased when precipitation increased, with different slopes for each thinning intensity. Different patterns of the relationship between WU and WUEi were found, being positive for thinned plots and negative for control plot at short-term. Finally this thesis suggest that thinning in Aleppo pine plantations is effective in changing the relationships between WU and WUEi, furthermore, this thesis introduces a novel contribution by looking at the inter-related effects on growth, WU, WUEi and water balance in Mediterranean forest subject to thinning. / Gualberto Fernandes, TJ. (2014). Water-oriented management in forest plantations: combining hydrology, dendrochronology and ecophysiology [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48476 / Compendio

[ES] El aumento de la población y el uso incontrolado de recursos y materias primas a escala global ha provocado una pérdida de la calidad ambiental y ha puesto de manifiesto la necesidad de un cambio de la mentalidad de la sociedad. Este cambio ha de articularse a partir de una normativa centrada en los conceptos de sostenibilidad y economía circular y a través del desarrollo e implantación de tecnologías más eficaces y respetuosas con el medio ambiente. El campo de las aguas residuales es uno de los que presenta una mayor capacidad de desarrollo en términos de economía circular y sostenibilidad. Las aguas residuales actúan como sumideros de diferentes recursos como son la energía o los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. En la actualidad, el nitrógeno es eliminado del agua residual mediante tratamientos biológicos como la nitrificación-desnitrificación que, además de impedir la recuperación de este recurso, tienen un consumo energético elevado. Además, la producción industrial del nitrógeno amoniacal se centra en el proceso Haber-Bosch, el cual es también electro-intensivo. Por todo ello, la necesidad de recuperar el nitrógeno presente en el agua residual ha ido tomando fuerza en los últimos años. Los contactores de membrana de fibra hueca son considerados como una de las tecnologías más prometedoras para la recuperación de nitrógeno. Estas membranas se caracterizan por su hidrofobicidad, lo que permite únicamente el paso de sustancias gaseosas de una corriente a otra. Esta tecnología consiste en poner en contacto una disolución rica en nitrógeno amoniacal a un pH elevado y una disolución ácida. El pH elevado hace que el amonio presente se encuentre en forma de amoniaco gas el cual es capaz de atravesar la membrana siendo capturado en la corriente ácida, normalmente de ácido sulfúrico, dando lugar a una disolución de sulfato de amonio. Esta tecnología destaca por, ser selectiva para el nitrógeno amoniacal, su bajo consumo energético y sus bajas necesidades de espacio para su implementación. En este trabajo se realiza un estudio sobre la aplicación de los contactores de membrana de fibra hueca para la recuperación de nitrógeno en el campo de las aguas residuales, centrándose en los siguientes puntos: - Evaluación del efecto de los principales parámetros operacionales sobre el rendimiento y la velocidad del proceso. Los parámetros en cuestión son el pH, el caudal y la temperatura de la corriente alimento, la superficie de membrana disponible y las características de las corrientes ácida y de alimentación. - Desarrollo de un modelo matemático capaz de representar el proceso de recuperación, así como la evolución del pH durante el mismo. - Estudio económico y ambiental de la implantación de esta tecnología a escala industrial en una depuradora. - Desarrollo de un sistema de control para su operación en continuo. / [CAT] L'augment de la població i l'ús incontrolat de recursos i matèries primeres a escala global ha provocat la pèrdua de qualitat ambiental i ha posat de manifest la necessitat d'un canvi de mentalitat de la societat. Aquest canvi ha d'articular-se d'acord amb una normativa centrada en els conceptes de sostenibilitat i economia circular i mitjançant el desenvolupament i implantació de tecnologies més eficients i respectuoses amb el medi ambient. El camp de les aigües residual és un dels que presenta major capacitat de desenvolupament en termes d'economia circular i sostenibilitat. Les aigües residuals actuen com a embornals de diferents recursos els quals arriben a les estacions depuradores com són l'energia o els nutrients com el nitrogen i el fòsfor. Actualment, el nitrogen és eliminat de l'aigua residual mitjançant tractaments biològics com la nitrificació-desnitrificació, que a més d'impedir la recuperació d'aquest recurs, té un consum energètic elevat. A més, la producció industrial del nitrogen amoniacal es basa en el procés de Haber-Bosch que és també electro-intensiu. Els comptadors de membrana de fibra buida son considerats com una de les tecnologies més prometedores per a la recuperació de nitrogen. Aquestes membranes es caracteritzen per la seua hidrofobicitat, la qual cosa permet únicament el pas de substàncies gasoses d'un corrent a altra. Aquesta tecnologia consisteix a posar en contacte una dissolució rica en nitrogen amoniacal a un pH elevat i una dissolució àcida. El pH elevat fa que l'amoni present es trobi en forma d'amoníac gas que és capaç d'entravessar la membrana sent capturat en el corrent àcida, normalment d'àcid sulfúric, i donant lloc a una dissolució de sulfat d'amoni. Aquesta tecnologia destaca per, ser selectiva per al nitrogen amoniacal, baix consum energètic i poques necessitats d'espai per a la seua implementació. En aquest treball es realitza un estudi sobre l'aplicació dels comptadors de membrana de fibra buida per a la recuperació de nitrogen en el camp de les aigües residuals, basant-se en els següents punts: - S'ha avaluat l'efecte dels principals paràmetres operacionals sobre el rendiment i la velocitat del procés. Aquests paràmetres són el pH, el cabal i la temperatura del corrent d'alimentació, la superfície de la membrana disponible i les característiques dels corrents àcides i d'alimentació. - S'ha desenvolupat un model matemàtic per tal de representar el procés de recuperació així com l'evolució del pH. - S'ha realitzat un estudi econòmic i ambiental de la implantació d'aquesta tecnologia a escala industrial en una depuradora - S'ha desenvolupat un sistema de control per a l'operació en continu. / [EN] Population growth and the global uncontrolled used of resources have reduced environmetal quality and highlighted the need for a change in society's mentality. This change should be carried out by new regulations based on the circular economy and sustainability and through the development and implementation of more efficcient evironmentally-friendly technologies. Wastewater treatment appears as one of the most promising industrial fields in terms of circular economy and sustainability. Wastewater acts as a sink of energy and nutrients such as nitrogen and phosphorous, which end up in wastwater treatment plants. Nitrogen is currently removed by the aerobic biological process called nitrification-denitrification. This process avoids the possibility of recovering nitrogen and requires a high energy consumption. Futhermore, ammonia is produced by the Haber-Bosch process, which also requires a lot of energy, thus increasing the need for nitrogen recovery from wastewater. The hollow fibre membrane contactor has appeared as a promising technology for nitrogen recovery. This hydrophobic membrane favours the passage of free ammonia gas from one side to the other without passing liquids. This technology puts a nitrogen-rich solution high pH stream in contact with an acid solution. The high pH makes ammonia appear as free ammonia gas, which is able to pass through the membrane. This free ammmonia is captured by an acid solution, usually sulphuric acid, producing an ammonia sulphate solution. The main advantages of this tecnology are its low energy consumption, small space requirements and the fact that it is selective to ammonia. This thesis describes an overall study of the potential of hollow fibre membrane contactor for nitrogen recovery from wastewater, for which the following aspects of the tecnlogy have been analyzed: - Operational parameters such as pH, feed Flow rate, temperature, membrane surface and the characteristics of the feed and acid stream. - A mathematical model able to represent pH and nitrogen evolution during the recovery process was developed. - An economical and environmental analysis focused on the implantation of this technology in a wastewater treatment plant. - A control system for optimizing continuous operations. / Noriega Hevia, G. (2021). Recuperación de nitrógeno mediante contactores de membrana: aplicación, modelación y control [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/178972

Tesis por compendio / [EN] Social impact assessment (SIA) is a part of environmental impact assessment (EIA), which is characterized by a high level of uncertainty and the subjective aspects that are presents in the methods used during its conduction. In addition, environmental conflict analysis (ECA) has become a key factor for the viability of projects and welfare of affected populations. In this thesis, an integrated method for SIA and ECA is proposed, by the combination of the grey clustering method and the entropy-weight method. SIA was performed using the grey clustering method, which enables qualitative information coming from a stakeholder group to be quantified. In turn, ECA was performed using the entropy-weight method, which identifies the criteria in which there is greater divergence between stakeholder groups, thus enabling to establish measures to prevent potential environmental conflicts. Then, in order to apply and test the proposed integrated method, two case studies were conducted. The first case study was a mining project in northern Peru. In this study, three stakeholder groups and seven criteria were identified. The results revealed that for the urban population group and the rural population group, the project would have a positive and negative social impact, respectively. For the group of specialists the project would have a normal social impact. It was also noted that the criteria most likely to generate environmental conflicts in order of importance were: access to drinking water, poverty, GDP per capita, and employment. The second case study considered was a hydrocarbon exploration project located in the Gulf of Valencia, Spain. In this study, four stakeholder groups and four criteria were identified. The results revealed that for the group of specialists the project would have a negative social impact, and contrary perceptions were shown between the group of those directly affected by the project and the group of citizens in favour. It was also noted that the criteria most likely to generate environmental conflict were the percentage of unemployment and GDP per capita. The proposed integrated method in this thesis showed great potential on the studied cases, and could be applied to other contexts and other projects, such as water resources management, industrial projects, construction projects, and to measure social impact and prevent conflicts during the implementation of government policies and programs. / [ES] La evaluación del impacto social (SIA) forma parte de la evaluación de impacto ambiental (EIA), y está caracterizada por su alto nivel de incertidumbre, y por los aspectos subjetivos presentes en los métodos usados para su realización. Por otro lado, el análisis del conflicto ambiental (ECA) se ha convertido en un factor clave para la viabilidad de los proyectos y el bienestar de la población afectada. En esta tesis, se propone un método integrado para la SIA y el ECA, mediante la combinación de los métodos grey clustering y entropy-weight. La SIA fue desarrollada usando el método grey clustering, el cual permite cuantificar la información cualitativa recogida de los grupos de interés o stakeholders. Sucesivamente, el ECA fue realizado usando el método entropy-weight, el cual identifica los criterios en los cuales existe gran divergencia entre los grupos de interés, permitiendo así establecer medidas para prevenir potenciales conflictos ambientales. Luego, con el fin de aplicar y testear el método integrado propuesto fueron realizados dos casos de estudio. El primer caso de estudio fue un proyecto minero ubicado en el norte de Perú. En este estudio se identificaron tres grupos de interés y siete criterios. Los resultados revelaron que para el grupo población urbana y el grupo población rural, el proyecto tendría un impacto social positivo y negativo, respectivamente. Para el grupo de los especialistas el proyecto tendría un impacto social normal. También fue notado que los criterios más probables de generar conflicto ambiental en orden de importancia fueron: acceso al agua potable, pobreza, PIB per cápita, y empleo. El segundo caso de estudio considerado fue un proyecto de exploración de hidrocarburos ubicado en el Golfo de Valencia, España. En este estudio se identificaron cuatro grupos de interés y cuatro criterios. Los resultados revelaron que para el grupo de los especialistas el proyecto tendría un impacto social negativo, y contrarias percepciones se encontraron entre el grupo de los directamente afectados y el grupo de los ciudadanos a favor. También fue notado que los criterios más probables de generar conflicto ambiental fueron el porcentaje de desempleo y el PIB per cápita. El método integrado propuesto en esta tesis mostró un gran potencial sobre los casos estudiados, y podría ser aplicado a otros contextos y otros tipos de proyectos, tales como gestión de recursos hídricos, proyectos industriales, proyectos de construcción de obras públicas, y para medir el impacto social y prevenir conflictos durante la aplicación de políticas y programas gubernamentales. / [CA] L'avaluació de l'impacte social (SIA) és una part de l'avaluació de l'impacte ambiental (EIA), la qual està caracteritzada pel seu alt nivell d'incertitud i els aspectes subjectius presents en els mètodes amprats durant la seua conducció. A més, la anàlisis del conflicte ambiental (ECA) s'ha convertit en un factor clau per a la viabilitat dels projectes i el benestar de la població afectada. En esta tesis es proposa un mètode integrat per a l'avaluació de l'impacte social i la anàlisis del conflicte ambiental, mitjançant la combinació del mètode grey clustering i el mètode entropy-weight. L'avaluació de l'impacte social ha segut realitzada usant el mètode grey clustering, el qual permet que la informació qualitativa arreplegada dels grups d'interès siga quantificada. Successivament, la anàlisis del conflicte ambiental ha segut realitzada usant el mètode entropy-weight, el qual identifica els criteris en els quals existeix gran divergència entre els grups d'interès, la qual cosa permet establir mides per a prevenir conflictes ambientals potencials. Després, amb la finalitat d'aplicar i testejar el mètode integrat proposat han segut realitzats dos casos d'estudi. El primer d'ells ha segut un projecte miner al nord de Perú. En aquest estudi, tres grups d'interès i set criteris foren identificats. Els resultats revelaren que per al grup població-urbana i el grup població-rural, el projecte experimentaria un positiu i un negatiu impacte social respectivament. Per al grup dels especialistes el projecte tindria un impacte social normal. Per altra banda també va ser reconegut que els criteris més probables de generar conflicte ambiental en orde d'importància foren: accés a l'aigua potable, pobresa, PIB per càpita, i ofici. El segon cas d'estudi considerat va ser un projecte d'exploració d'hidrocarburs ubicat al Golf de València, Espanya. En este estudi, quatre grups d'interès i quatre criteris foren identificats. Els resultats revelaren que per al grup dels especialistes el projecte tindria un impacte social negatiu, mentre que entre el grup dels directament afectats i el grup dels ciutadans a favor es mostraren percepcions contraries. Va ser també reconegut que els criteris més probables de generar conflicte ambiental foren el percentatge de desocupació i el PIB per càpita. El mètode integrat proposat en aquesta tesis mostra un gran potencial sobre els casos estudiats, i pot ser aplicat a altres contexts i altres tipus de projectes com gestió de recursos hídrics, projectes industrials i projectes de construcció d'obres públiques. A més pot fer-se servir per mesurar l'impacte social i prevenir conflictes durant l'aplicació de polítiques i programes governamentals. / Delgado Villanueva, KA. (2016). Methodological proposal for social impact assessment and environmental conflict analysis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64063 / Compendio

In Ecuador it has been recently noticed a relevant increase of interest on the conservation of natural resources, especially on the aquatic ecosystems, due to the high levels of biodiversity and ecosystem services that they provide. Among such ecosystems, the watersheds corresponding to headwaters are suffering increasing human pressures which exert negative effects on the ecosystem structure, composition and functioning, but the knowledge about such effects is still scarce. This dissertation focused on natural and nearly pristine streams of two Andean watersheds in the Southern Ecuador, between 2,900 and 3,730 metres above sea level. The main objectives were; 1) to examine the patterns of the structure and composition of the aquatic macroinvertebrate communities and its relation with the dominant riparian vegetation; 2) to analyse the influence of the fundamental environmental factors on the structure and density of the EPT communities (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera), during periods without relevant hydrological disturbances; 3) to determine the main hydrological indices influencing the temporal dynamics of the aquatic communities at the mesohabitat scale; 4) to analyse the temporal variation of the main macroinvertebrate taxa during periods of maintained low flows in different types of habitat. To achieve these goals, different sampling methods were implemented, involving data collection regarding riparian vegetation, physico-chemical properties of the water, hydrology, hydraulics and aquatic macroinvertebrates during 40 months. Concerning the spatial patterns, the target streams showed very similar environmental and biological characteristics which determine the presence of a low number of taxa and the dominance of very few of them; some of those large-scale factors were the type of riparian vegetation and geology. The analyses at lower spatial scale in four streams showed differences in the community at mesohabitat and microhabitat scale. Specifically, it was demonstrated the critical influence of variables related with flow strength (velocity, Froude number, shear stress) on the presence and density of some taxa; such relations could be explained by the hydromorphological traits of the organisms to resist the flow, and other traits related with their feeding habits. Concerning the variation in time, it was demonstrated the critical role of the hydrological patterns in the temporal dynamics of the community. Specifically, the frequency and magnitude of high flows exert important effects on the densities of some taxa as well as on community metrics. The high-flow events produce the dragging of part of the community, even of some taxa adapted to swift water, producing a balancing effect in the community due to the reduction of the few dominant taxa. The analyses focused on the low-flow periods only, indicated the recovery in the proportions of the pioneer taxa (familia Chironomidae). However, these low flows and the increase of water temprature exerted a negative influence on the community, both on very frequent taxa (Chironomidae, Girardia, Hyalella) and on other taxa with more sensitivity to low flows (Ecuaphlebia). The increase of temperature pose negative effects on some sensitive taxa but it allows a faster development of some organisms with a multivoltine life-history. Finally, it is important to continue with these studies to get a better knowledge about the responses of the macroinvertebrate community to different scenarios of stream flow in the high mountain streams (annual cycles of extreme low or high flows). Such knowledge is fundamental for a eco-hydrological and sustainable management of these sensitive ecosystems, facing important threats such as climate change and flow regulation, and it is the base for environmental flows assessments. Besides, the biological characteristics and the ecology of many species is still a relevant field to be developed in this region. / Hoy en día en el Ecuador existe un mayor interés por la conservación de los recursos naturales, y especialmente por los ecosistemas acuáticos por la alta biodiversidad que albergan y los servicios ambientales que proporcionan al hombre. Entre ellos están las cuencas hídricas de cabecera, sometidas a una creciente presión antropogénica y a posibles efectos negativos en la estructura, composición y funcionamiento del ecosistema fluvial, aún poco conocidos en la región Andina. La comprensión de dichos efectos requiere primero el estudio de condiciones prístinas de referencia, incluyendo los análisis de la variación espacial y temporal de las comunidades. Por ello, se ejecutó esta investigación en arroyos cuasi-prístinos ubicados entre los 2,900 a 3730 metros de altitud en dos cuencas hidrográfica andinas al sur de Ecuador. Los objetivos fundamentales fueron: (1) Examinar los patrones de variación de la estructura y composición de las comunidades de macroinvertebrados acuáticos según el tipo de cobertura vegetal dominante en las riberas; (2) analizar la influencia de los principales factores ambientales en la estructura y densidad de las comunidades de EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) durante períodos sin eventos hidrológicos elevados; (3) conocer los principales indicadores hidrológicos determinantes de la dinámica temporal de las comunidades acuáticas a escala de mesohábitat; y (4) analizar la variación de los principales taxones dominantes de la comunidad durante los caudales bajos según distintos tipos de hábitats. Para el cumplimiento los objetivos anteriores, se ejecutaron diferentes metodologías que implicaron la recolección de información sobre la vegetación de ribera, físico-química del agua, hidrología, hidráulica y macroinvertebrados acuáticos durante 40 meses. A nivel espacial, se encontró que estos arroyos de cabecera cuasi-prístinos con un buen estado de conservación comparten muchas de las características ambientales y biológicas, las cuales condicionan la presencia de un bajo número de taxones y el dominio de pocos grupos en estos ecosistemas de montaña debido a factores de gran escala, tales como la altitud, y específicamente por el tipo de cobertura vegetal y geología de la cuenca. Posteriormente, a mayor detalle, los análisis mostraron diferencias a escala de mesohábitat y microhábitat. Específicamente, se demostró que las variables relacionadas con la fuerza del flujo influyen de modo decisivo en la presencia y densidad de algunos macroinvertebrados. En cuanto a la variación en el tiempo, se observó que el patrón hidrológico es un factor clave en la dinámica temporal de las comunidades acuáticas. En concreto, la frecuencia y la magnitud de los caudales punta o picos actúan sobre la densidad de los taxones y métricas de la comunidad. Estos eventos altos de caudal causan un arrastre parcial sobre toda la comunidad, inclusive sobre los taxones adaptados a condiciones altas de flujo, dando como resultados un mejor equilibrio de la comunidad debido al descenso de los pocos taxones dominantes. Posteriormente, el análisis por separado en los períodos de caudal bajo indicó una recuperación de las proporciones de los taxones pioneros (familia Chironomidae) de estos ecosistemas. Sin embargo, se pudo detectar una cierta influencia negativa de estos niveles bajos de flujo y a su vez al incremento de la temperatura en la comunidad bentónica, tanto para los organismos habituales en estos arroyos (Chironomidae, Girardia, Hyalella) como otros más sensibles (Ecuaphlebia) a las condiciones mínimas de caudal. Finalmente, es importante continuar con estos estudios con el objeto de conocer mejor la respuesta de la comunidad a diversos escenarios de regímenes de flujo (períodos anuales secos y muy húmedos) en estos ecosistemas acuáticos de montaña, siendo la base para una gestión eco-hidrológica y sostenible, ante las amenazas que sufren estos / Avui en dia a l'Equador existeix un major interès per la conservació dels recursos naturals, i especialment pels ecosistemes aquàtics, per l'alta biodiversitat que alberguen i els serveis ambientals que proporcionen a l'esser humà. Entre aquests estan les conques hídriques de capçalera, sotmeses a una creixent pressió antropogènica i a possibles efectes negatius en l'estructura, composició i funcionament de l'ecosistema fluvial, encara poc coneguts a la regió andina. La comprensió de tals efectes requereix, en primer lloc, l'estudi de les condicions primigènies de referència, incloent les anàlisis de la variació espacial i temporal de les comunitats. Per això mateix, s'executà aquesta recerca en rierols quasi-primigenis ubicats entre els 2,900 i 3,730 metres d'altitud en dues conques hidrogràfiques andines, al sud d'Equador. Els objectius fonamentals foren: (1) examinar els patrons de variació de l'estructura i composició de les comunitats de macroinvertebrats aquàtics segons el tipus de cobertura vegetal dominant a les riberes; (2) analitzar la influència dels principals factors ambientals en l'estructura i densitat de les comunitats de EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) durant períodes sense esdeveniments hidrològics elevats; (3) conèixer els principals indicadors hidrològics determinants de la dinàmica temporal de les comunitats aquàtiques a escala de mesohàbitat; i (4) analitzar la variació dels principals taxons dominants de la comunitat durant els cabals baixos segons distints tipus d'hàbitats. Per al compliment dels objectius anteriors, s'executaren diferents metodologies que implicaren la recol·lecció d'informació de vegetació de ribera, físico-química de l'aigua, hidrologia, hidràulica, i macroinvertebrats aquàtics durant 40 mesos. A nivell espacial, es va trobar que aquests rierols de capçalera quasi-primigenis amb un bon estat de conservació comparteixen moltes de les característiques ambientals i biològiques, les quals condicionen la presencia d'un baix nombre de taxons i el domini de pocs grups en aquests ecosistemes de muntanya degut a factors de gran escala, com ara l'altitud, i específicament el tipus de cobertura vegetal i geologia de la conca. Posteriorment, a un major detall, les anàlisis mostraren diferències a escala de mesohàbitat i microhàbitat. Específicament, es demostrà que les variables relacionades amb la força del flux (velocitat, número Froude i tensió tallant) influeixen de forma decisiva en la presència i densitat d'alguns macroinvertebrats. Pel que fa a la variació en el temps, es va observar que el patró hidrològic és un factor clau en la dinàmica temporal de les comunitats aquàtiques. En concret, la freqüència i la magnitud dels cabals punta o pics actuen sobre la densitat dels taxons i mètriques de la comunitat. Aquests esdeveniments d'alts cabals causen un arrossegament parcial sobre tota la comunitat, inclusivament sobre els taxons adaptats a condicions altes de flux, donant com a resultat un millor equilibri de la comunitat a causa del descens dels pocs taxons dominants. Posteriorment, l'anàlisi per separat en els períodes de cabal baix va indicar una recuperació de les proporcions dels taxons pioners (família Chironomidae) d'aquests ecosistemes. No obstant, es va poder detectar una certa influència negativa d'aquests nivells baixos de flux i al mateix temps a l'increment de la temperatura, en la comunitat bentònica, tant per als organismes habituals en aquests rierols (Chironomidae, Girardia, Hyalella) com d'altres més sensibles (Ecuaphlebia) a les condicions mínimes de cabal. Finalment, és important continuar amb aquests estudis amb l'objectiu de conèixer millor la resposta de la comunitat a diversos escenaris de règims de flux (períodes anuals secs i molt humits) en aquests ecosistemes aquàtics de muntanya, base per a la bona gestió eco-hidrològica i sostenible, davant les amenaces que pateixen aque / Vimos Lojano, D. (2017). Influencia de las condiciones hidráulicas e hidrológicas en la variación espacial y temporal de las comunidades de macroinvertebrados acuáticos en ríos altoandinos de cabecera al sur de Ecuador [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86217

La cristalización de estruvita, fosfato de magnesio y amonio, aparece como uno de los procesos más prometedores para recuperar el fósforo de las aguas residuales. La aplicación de un proceso de cristalización en una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR), no solo elimina fósforo del proceso, sino que permite recuperarlo en una forma fácilmente reutilizable ya que, entre sus posibles aplicaciones, destacan su empleo como fertilizante y como materia prima para la industria del fósforo. El objetivo principal de esta tesis ha sido comprender los principios que rigen el proceso de cristalización de estruvita con el fin de mejorar la recuperación de fósforo, en forma de este mineral, de los sobrenadantes de las líneas de fangos de las EDAR. Debido a la dificultad de modelar todos los procesos que intervienen en la precipitación de estruvita, la distribución de la sobresaturación dentro del reactor, los mecanismos de nucleación que dominan en las condiciones de trabajo y la termodinámica y química de los fosfatos, ha sido necesario realizar ensayos para comprobar la viabilidad de trabajar con un reactor de tanque agitado como el empleado en este trabajo de tesis. En un primer momento se trabajó con soluciones preparadas en el laboratorio para asegurar ciertos aspectos teóricos de la precipitación de estruvita. Posteriormente, se realizaron ensayos empleando los sobrenadantes generados en una planta piloto de digestión anaerobia situada en la EDAR de la Cuenca del Carraixet, Valencia. Los resultados obtenidos en los ensayos con soluciones preparadas en el laboratorio mostraron que es posible alcanzar unas eficiencias de precipitación y recuperación de fósforo en forma de estruvita de hasta el 80%. Se obtuvo que conforme aumenta el pH de operación en el reactor y las relaciones molares Mg/P y N/P en el influente, se mejoran ambas eficiencias, mientras que una disminución del tiempo de retención hidráulico no afectó a las eficiencias alcanzadas. El pH resultó tene / Pastor Alcañiz, L. (2008). Estudio de la precipitación y recuperación del fósforo presente en las aguas residuales en forma de estruvita (MgNH4PO4·6H2O) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2190

La Directiva Marco del Agua de la UE (2000/60/CE) (en adelante, DMA) tiene como objetivo establecer un marco para la protección de las aguas superficiales continentales, las aguas de transición, las aguas costeras y las aguas subterráneas, para prevenir todo deterioro adicional y proteger y mejorar el estado de los ecosistemas acuáticos. El objetivo final de la DMA es llegar a un buen estado ecológico de los ecosistemas acuáticos para el año 2015. Para lograr este objetivo se precisa caracterizar e identificar previamente la calidad ecológica de las masas de agua mediante elementos indicadores de calidad ecológica, bien sean biológicos, fisicoquímicos o hidromorfológicos. Otra de las acciones clave es realizar un ejercicio de intercalibración que asegure que los umbrales de las clases ecológicas para los diferentes elementos indicadores de calidad se correspondan con niveles comparables respecto a la alteración del ecosistema en los diferentes lugares a caracterizar. Uno de los indicadores biológicos que la DMA establece para determinar el estado ecológico de las masas de agua costeras es el fitoplancton. Dentro de éste hay dos aspectos: " Composición fitoplanctónica. " Biomasa fitoplanctónica (clorofila a), apartado donde se centra el trabajo de esta tesis doctoral. Esta tesis trata de establecer adecuadamente el modelo conceptual previo imprescindible para llegar a establecer los criterios pertinentes para definir las tipologías de las diferentes masas de agua del Mediterráneo, las zonas de referencia y los umbrales para establecer las clases de estado ecológico utilizando la clorofila a como parámetro indicador de calidad. En primer lugar, se analizan las implicaciones de la red de muestreos a la hora de determinar el estado trófico del sistema utilizando la clorofila a como parámetro indicador. / Hermosilla Gómez, Z. (2009). Desarrollo metodológico para la correcta evaluación del estado ecológico de las aguas costeras de la Comunidad Valenciana, en el ámbito de la Directiva Marco del Agua, utilizando la clorofila a como parámetro indicador de la calidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6064

A nivel legislativo, la Directiva 2000/60/EC del Parlamento Europeo y el Consejo de Europa establece un marco comunitario de acción en el ámbito de la política del agua, y en cuanto a depuración de agua se refiere, la Directiva 91/271/EC establece los límites de vertido de contaminantes procedentes de las estaciones de depuración de agua residual (EDAR), e introduce el concepto de zonas sensibles, en el que se establece la importancia de eliminar nutrientes, especialmente nitrógeno y fósforo, de las aguas residuales, en vista de su impacto negativo sobre los ecosistemas acuáticos. Diversos estudios han puesto de manifiesto la posibilidad de optimizar el funcionamiento de las EDAR mediante el empleo de procesos que permitan eliminar el nitrógeno amoniacal vía nitrito de corrientes de agua residual con elevada concentración de amonio. El objetivo principal de este trabajo de tesis doctoral ha sido el estudio a escala de laboratorio del proceso de eliminación de nitrógeno vía nitrito, para eliminar el amonio de la corriente del sobrenadante procedente de la deshidratación de fangos estabilizados mediante digestión anaerobia. Inicialmente, se estudiaron diversas estrategias para la puesta en marcha del proceso SHARON operado para la nitritación parcial. Tras alcanzar un funcionamiento estable del proceso se estudió el efecto de diversos factores ambientales y de operación sobre los organismos amonioxidantes (AOB) y la calidad del efluente, respectivamente. Por otro lado, a partir del análisis de la información aportada por los sensores de pH, potencial redox y oxígeno disuelto instalados en el reactor, y su relación con las concentraciones de los compuestos nitrogenados, determinados durante las etapas de puesta en marcha y seguimiento del proceso biológico de nitrificación y desnitrificación vía nitrito, se desarrolló una estrategia de monitorización, en donde se establecieron los criterios de funcionamiento óptimo del proceso. Esta información fue empleada para d / Claros Bedoya, JA. (2012). ESTUDIO DEL PROCESO DE NITRIFICACIÓN Y DESNITRIFICACIÓN VÍA NITRITO PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE CORRIENTES DE AGUA RESIDUAL CON ALTA CARGA DE NITRÓGENO AMONIACAL [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17653

RESUMEN Los peces nativos son indicadores de la salud de los ecosistemas acuáticos, y se han convertido en un elemento de calidad clave para evaluar el estado ecológico de los ríos. La comprensión de los factores que afectan a las especies nativas de peces es importante para la gestión y conservación de los ecosistemas acuáticos. El objetivo general de esta tesis es analizar las relaciones entre variables biológicas y de hábitat (incluyendo la conectividad) a través de una variedad de escalas espaciales en los ríos Mediterráneos, con el desarrollo de herramientas de modelación para apoyar la toma de decisiones en la restauración de ríos. Esta tesis se compone de cuatro artículos. El primero tiene como objetivos modelar la relación entre un conjunto de variables ambientales y la riqueza de especies nativas (NFSR), y evaluar la eficacia de potenciales acciones de restauración para mejorar la NFSR en la cuenca del río Júcar. Para ello se aplicó un enfoque de modelación de red neuronal artificial (ANN), utilizando en la fase de entrenamiento el algoritmo Levenberg-Marquardt. Se aplicó el método de las derivadas parciales para determinar la importancia relativa de las variables ambientales. Según los resultados, el modelo de ANN combina variables que describen la calidad de ribera, la calidad del agua y el hábitat físico, y ayudó a identificar los principales factores que condicionan el patrón de distribución de la NFSR en los ríos Mediterráneos. En la segunda parte del estudio, el modelo fue utilizado para evaluar la eficacia de dos acciones de restauración en el río Júcar: la eliminación de dos azudes abandonados, con el consiguiente incremento de la proporción de corrientes. Estas simulaciones indican que la riqueza aumenta con el incremento de la longitud libre de barreras artificiales y la proporción del mesohabitat de corriente, y demostró la utilidad de las ANN como una poderosa herramienta para apoyar la toma de decisiones en el manejo y restauración ecológica de los ríos Mediterráneos. El segundo artículo tiene como objetivo determinar la importancia relativa de los dos principales factores que controlan la reducción de la riqueza de peces (NFSR), es decir, las interacciones entre las especies acuáticas, variables del hábitat (incluyendo la conectividad fluvial) y biológicas (incluidas las especies invasoras) en los ríos Júcar, Cabriel y Turia. Con este fin, tres modelos de ANN fueron analizados: el primero fue construido solamente con variables biológicas, el segundo se construyó únicamente con variables de hábitat y el tercero con la combinación de estos dos grupos de variables. Los resultados muestran que las variables de hábitat son los ¿drivers¿ más importantes para la distribución de NFSR, y demuestran la importancia ecológica de los modelos desarrollados. Los resultados de este estudio destacan la necesidad de proponer medidas de mitigación relacionadas con la mejora del hábitat (incluyendo la variabilidad de caudales en el río) como medida para conservar y restaurar los ríos Mediterráneos. El tercer artículo busca comparar la fiabilidad y relevancia ecológica de dos modelos predictivos de NFSR, basados en redes neuronales artificiales (ANN) y random forests (RF). La relevancia de las variables seleccionadas por cada modelo se evaluó a partir del conocimiento ecológico y apoyado por otras investigaciones. Los dos modelos fueron desarrollados utilizando validación cruzada k-fold y su desempeño fue evaluado a través de tres índices: el coeficiente de determinación (R2 ), el error cuadrático medio (MSE) y el coeficiente de determinación ajustado (R2 adj). Según los resultados, RF obtuvo el mejor desempeño en entrenamiento. Pero, el procedimiento de validación cruzada reveló que ambas técnicas generaron resultados similares (R2 = 68% para RF y R2 = 66% para ANN). La comparación de diferentes métodos de machine learning es muy útil para el análisis crítico de los resultados obtenidos a través de los modelos. El cuarto artículo tiene como objetivo evaluar la capacidad de las ANN para identificar los factores que afectan a la densidad y la presencia/ausencia de Luciobarbus guiraonis en la demarcación hidrográfica del Júcar. Se utilizó una red neuronal artificial multicapa de tipo feedforward (ANN) para representar relaciones no lineales entre descriptores de L. guiraonis con variables biológicas y de hábitat. El poder predictivo de los modelos se evaluó con base en el índice Kappa (k), la proporción de casos correctamente clasificados (CCI) y el área bajo la curva (AUC) característica operativa del receptor (ROC). La presencia/ausencia de L. guiraonis fue bien predicha por el modelo ANN (CCI = 87%, AUC = 0.85 y k = 0.66). La predicción de la densidad fue moderada (CCI = 62%, AUC = 0.71 y k = 0.43). Las variables más importantes que describen la presencia/ausencia fueron: radiación solar, área de drenaje y la proporción de especies exóticas de peces con un peso relativo del 27.8%, 24.53% y 13.60% respectivamente. En el modelo de densidad, las variables más importantes fueron el coeficiente de variación de los caudales medios anuales con una importancia relativa del 50.5% y la proporción de especies exóticas de peces con el 24.4%. Los modelos proporcionan información importante acerca de la relación de L. guiraonis con variables bióticas y de hábitat, este nuevo conocimiento podría utilizarse para apoyar futuros estudios y para contribuir en la toma de decisiones para la conservación y manejo de especies en los en los ríos Júcar, Cabriel y Turia. / Olaya Marín, EJ. (2013). Ecological models at fish community and species level to support effective river restoration [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/28853

Los corredores riparios en ambientes semiáridos mediterráneos son ecosistemas de gran biodiversidad y complejidad. En ellos confluyen una gran variedad de perturbaciones naturales capaces de crear un mosaico espacial y temporal con pocos paralelos en otros ecosistemas. Sin embargo, a pesar de su valor, los ecosistemas riparios están amenazados debido a los altos niveles de intervención humana. La construcción de presas (y la consecuente manipulación del caudal) está considerada como la perturbación humana más importante que se cierne sobre ellos. Esta tesis ha tenido como objetivo analizar el ecosistema ripario, abarcando diferentes escalas espaciales y temporales, y centrándose en los factores que influyen en la distribución, estructura, composición, calidad y dinámica de su vegetación, tanto en tramos naturales como hidrológicamente alterados de ríos mediterráneos, concretamente de la Demarcación Hidrográfica del Júcar (Este de España). Para lograr este objetivo, se han hecho los siguientes aportes a la investigación: A) Determinar los patrones de distribución de especies leñosas riparias en el gradiente transversal de la ribera y definir grupos de especies con respuesta similar a las condiciones físicas del hábitat; B) Comparar la respuesta de dichas especies en tramos naturales y alterados hidrológicamente; C) Definir curvas de respuesta y gremios hidrológicos de especies en tramos con régimen natural; D) Establecer los principales factores que determinan la calidad del hábitat ripario y fluvial y los patrones longitudinales de la composición florística, así como de las características del hábitat fluvial en un segmento hidrológicamente alterado; E) Describir los cambios espacio-temporales en la estructura y complejidad de la vegetación, y los cambios temporales en el régimen de caudales del corredor ripario de un tramo hidrológicamente alterado. Los objetivos anteriores fueron abordados con diferentes metodologías que implicaron la combinación de diversas fuentes de información y un esfuerzo importante en la toma de datos en varios lugares de estudio de los ríos Cabriel, Mijares y Serpis. Para cumplir con los objetivos A y B, se llevaron a cabo un muestreo de suelos y un muestreo georreferenciado de vegetación a través de transectos transversales al cauce en dos tramos naturales y tres regulados. Los datos fueron analizados con estadística robusta y multivariante. Para cumplir el objetivo C, el muestreo georreferenciado anterior (junto con un muestreo dendrocronológico) fue acoplado con un modelo hidráulico en los dos tramos naturales, con el fin de obtener la serie temporal de cotas del agua a la que habían estado expuestas cada una de las plantas durante su vida. La respuesta de las especies y su posible agregación en gremios hidrológicos fue comparada mediante estadística robusta en relación a la duración de la inundación, duración de la inundación durante el período de crecimiento, duración continua de la inundación, frecuencia de inundación y elevación de la planta respecto al caudal base. Para lograr el objetivo D, toda la sección regulada del río Serpis (desde la presa Beniarrés - hasta la desembocadura; 40 km) se dividió en segmentos. En cada uno de ellos se llevó a cabo un inventario de flora y se aplicaron índices hidromorfológicos. Los segmentos fueron agrupados de acuerdo a su composición florística y características del hábitat fluvial utilizando diferentes técnicas de estadística multivariante. Finalmente se discutieron los factores principales que controlan los patrones espaciales de la composición florística, las características del hábitat fluvial, la calidad del hábitat ribereño y la heterogeneidad del hábitat fluvial. Para alcanzar el objetivo E, se combinaron series históricas de caudales y su manipulación humana con imágenes aéreas históricas (reveladoras de cambios en la cubierta vegetal) y observaciones de campo de la distribución de edades de la vegetación y morfología del corredor ripario del río Mijares en los últimos 60 años. De esta información, se extrajeron métricas del paisaje e índices hidrológicos para identificar y resumir los cambios espacio-temporales en la estructura de la ribera y en el régimen de caudales. El estudio a escala transversal nos ayudó a comprender en cada uno de los tramos la zonación de las especies leñosas riparias en función de la morfología y características del suelo, revelando que la alteración del caudal puede influir en la modificación de los patrones posicionales de las especies. Se definieron tres gremios hidrológicos: ¿altamente tolerante a la inundación¿, ¿tolerante intermedio¿ y ¿de transición entre ripario y terrestre¿. El estudio a escala longitudinal sugirió que la respuesta de la vegetación a un cambio hidrológico es altamente dependiente de la geomorfología local. Se constató que los factores principales que determinan los patrones hidromorfológicos y florísticos son un régimen de caudales artificial y altamente variable (identificado en los segmentos con peor calidad del hábitat ripario y fluvial), la presencia de estructuras laterales en el cauce y las características geomorfológicas. Como efectos importantes de la regulación del caudal a largo plazo, el estudio a escala espacio-temporal reveló un aumento en la cobertura y densidad de la vegetación leñosa, una deriva en la composición de especies y una disminución en las áreas de sedimento desnudo (esencial para el reclutamiento de las especies riparias pioneras), junto con una reducción sincrónica en la complejidad de la ribera. Estos cambios estarían relacionados con la disminución de la magnitud y variabilidad de los caudales en las últimas seis décadas. Solo una mejor comprensión de los procesos ecohidrológicos y de las implicaciones de la alteración hidrológica sobre los ecosistemas riparios mediterráneos podrá apoyar la integración eficaz de estos sistemas en las decisiones de gestión del agua. / Garófano Gómez, V. (2013). Riparian vegetation patterns according to hydrogeomorphological factors at different spatial and temporal scales in Mediterranean rivers [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29395

Tesis por compendio / Abstract Forest ecosystems are likely to shift faster in response to climate change than their maximum natural rate at which they can migrate and establish. This thesis introduces an interdisciplinary approach to develop a proactive management strategy towards climate change through assisted populations’ migration for two pine species; Aleppo pine (Pinus halepensis Mill.) and Black pine (Pinus nigra ssp. salzmannii). The main objectives of this study were to (1) evaluate plantation performance and phenotypic plasticity in the broad context of genotype by environment interaction (GEI) of these pine seed sources out-planted in contrasting trial sites to test a hypothetical northwards migration for further selection under specific conditions, (2) compare the efficiency of joint regression and Additive Main effect and Multiplicative Interaction (AMMI) models in elucidating seed sources adaptation patterns in each site then, (3) explain the basis of the differential response of seed sources to induced drought and cold stresses through the physiological, metabolomic and proteomic analyses. This study reproduced real conditions of reforestation in potential future climatic conditions either in field or under phytotron controlled conditions. The selective use of the intraspecific variability was demonstrated to have a potential contribution to alleviate adverse climate change impacts on forest ecosystems. For both species, certain seed sources were able to cope better with specific climate perturbations than others in response to the northwards shifts; seedlings not belonging to the target site could be selected for facing current climate irregularities in different environments. Abstract Here, provenances moved from slightly different transfer distance metrics were the best performers. The main problem is the high expected seedlings mortality due to freezing events and drought stress mainly for seedlings belonging to warmer provenances. Seed sources phenotypic plasticity was low to moderate for height and diameter growth and the environmental effect had a great influence on their performance variation. The AMMI models demonstrated higher adequacy to analyse complex GEI than the joint regression analysis. An important finding is that specific adaptation to adverse environmental conditions was coupled with low phenotypic plasticity responses. Differences among Aleppo pine seed sources subjected to induced drought conditions were significant for chlorophyll fluorescence, pigments and soluble sugars contents. However, induced cold stress changes transpiration rate, stomatal conductance, pigments and glucose contents. The decrease in photosynthesis under drought, unlike to cold stress, was due to stomatal closure. At the considered metabolomic level, drought tolerance was related to the decrease of glucose and fructose and the increase of sucrose contents in needles. However, the cold tolerance was associated to the decrease of glucose and the increase of sucrose and fructose contents. At the proteomic level, most of the identified proteins were related to the transcriptional machinery and sugar metabolism. The presence of enzyme related to the sulphur amino-acids metabolism could be the limiting factor for drought stress in Aleppo pine. Keywords Assisted population migration, Reforestation, Pinus halepensis, Pinus nigra ssp. salzmannii, Seed Sources, Out-planting performance, Survival, Growth, Phenotypic Plasticity, Genotype by Environment Interaction, Adaptation, Physiology, Metabolomic, Proteomic. / Taïbi, K. (2014). Integrated approach for addressing assisted population migration programs in forest management to climate change: out-planting performance, genotype by environment interactions, physiological and molecular response [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48467 / Compendio