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En la actualidad, los recursos de agua dulce están sometidos a diversas presiones y amenazas, una gran parte de estas se debe a diversas actividades humanas. Estas amenazas pueden ocasionar un acelerado proceso de eutrofización dentro de los cuerpos de agua. Una eutrofización acelerada puede repercutir negativamente en la calidad del agua, haciendo que esta disminuya. Lo cual afecta a las comunidades y poblaciones de muchas especies diferentes que viven en los cuerpos de agua o se relacionan con ellos. Además, una mala calidad del agua puede poner en peligro la disponibilidad de recursos hídricos para las actividades y necesidades humanas. Para hacer frente a esta situación, la unión europea estableció la Directiva Marco del Agua (DMA). Dentro de esta directiva se incluyeron varios grupos acuáticos como indicadores de la calidad del agua, sin embargo, y sorpresivamente el zooplancton no fue incluido. La comunidad del zooplancton tiene un papel ecológico fundamental en la transferencia de energía dentro de las cadenas tróficas acuáticas. Esta comunidad contribuye significativamente al reciclaje de nutrientes y son el conector o eslabón en la transferencia de energía entre los productores primarios y consumidores secundarios. Por otro lado, la comunidad de zooplancton puede controlar las floraciones de microalgas y posee una gran sensibilidad a los cambios del entorno. La presente tesis se elaboró como una respuesta de investigación a la exclusión de la comunidad de zooplancton como un elemento de calidad biológica dentro de la DMA. El objetivo principal de esta tesis es evaluar si las comunidades de zooplancton son buenos indicadores para determinar la calidad del agua. En específico, para determinar el estado trófico y el potencial ecológico. Para lograr esto y como objetivos particulares en los diferentes capítulos utilizamos diferentes enfoques: i) determinar qué variables ambientales están asociadas a la comunidad de zooplancton ii) identificar las especies asociadas a la buena y a la baja calidad del agua, iii) determinar si la abundancia y la biomasa podrían diferenciar entre los niveles de calidad del agua esto a través ciertas métricas propuestas, iv) determinar los grupos funcionales presentes dentro de los embalses e indicar cuáles podrían ser utilizados como indicador además de la implementación del aprendizaje automático. En esta tesis, presentamos datos altamente representativos de la comunidad de zooplancton que habita en más de 60 embalses situados en la cuenca del Ebro, la cual es la mayor cuenca hidrográfica de España. De todos ellos obtuvimos más de 300 ocasiones de muestreo o muestras durante la temporada de verano durante el periodo de 2010 a 2019. En el primer capítulo, como un análisis prospectivo se utilizaron solo los datos de seis embalses durante las temporadas de verano y otoño. Mientras que los tres restantes capítulos se utilizaron los datos de todos los embalses y muestras. La comunidad de zooplancton estuvo compuesta por 169 especies en total. Los rotíferos contaron con 115 especies, mientras que los cladóceros y copépodos estuvieron representados con 36 y 17 especies respectivamente. También se detectó la presencia invasora del mejillón cebra Dresseina polymorpha en varios embalses a lo largo de la cuenca. Esta especie invasora se detectó en el embalse de La Sotonera, el cual se había reportado tiempo atrás libre de este mejillón. Los diferentes grupos de zooplancton estuvieron relacionados con diversas variables ambientales. Los microcrustáceos se relacionaron principalmente con las variables que determinan el estado trófico y el potencial ecológico tales como la clorofila 𝑎���������, el fósforo total, el oxígeno disuelto y la transparencia del disco de Secchi. Con un acercamiento taxonómico se identificaron diversas especies indicadoras de la calidad del agua. Las especies consideradas como indicadores de buena calidad del agua (oligotrofia y estado ecológico bueno o superior) fueron Daphnia longispina, Ascomorpha ovalis y Ascomorpha saltans. El cladocero Bosmina longirostris fue catalogado como un indicador de calidad moderada. Mientras que las especies indicadoras de mala calidad del agua fueron Acanthocyclops americanus, Ceriodaphnia spp., Daphnia cucullata, Daphnia parvula, Diaphanosoma brachyurum, Brachionus angularis, Keratella cochlearis y Pompholyx sulcata Las métricas propuestas basadas en la abundancia y biomasa del zooplancton con mejor sensibilidad para diferenciar entre la calidad de agua fueron ZOO (zooplancton total), LZOO (zooplancton grande), CLAD (cladóceros) y ZOO:CHLA (relación zooplancton:clorofila 𝑎���������). La mayoría de las métricas de los microcrustáceos a nivel de grupo o de género fueron buenas para diferenciar entre la calidad del agua alta y baja en cuanto al estado trófico (oligotrófico-eutrófico) y el potencial ecológico (bueno o superior-moderado). Utilizando un enfoque funcional identificamos cinco grupos funcionales, los cuales fueron: copépodos filtradores, copépodos rapaces, cladóceros, rotíferos microfagos y rotíferos rapaces. Con este enfoque funcional observamos que las bajas densidades de los grandes grupos filtradores, como los copépodos calanoides y los cladóceros, eran indicadores de una buena calidad del agua. Por el contrario, la alta abundancia de copépodos ciclopoideos sirvió como indicador de una baja calidad del agua. Empleando la técnica de Bosques Aleatorios como enfoque de aprendizaje automático, obtuvimos varios modelos de predicción, cuya precisión variaba del 41% al 77% entre los grupos funcionales y los niveles de calidad del agua. Finalmente, utilizando árboles de clasificación y regresión estimamos umbrales para determinar la calidad del agua. En el caso del estado trófico y del potencial ecológico, los umbrales para diferenciar la buena de la mala calidad del agua fueron en cierto modo similares, por lo que proponemos como guía los siguientes umbrales: copépodos calanoides |
