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Los desafíos de construir Variables Esenciales de la Biodiversidad

En todo el mundo se están recopilando muchos datos sobre biodiversidad, pero sigue siendo difícil reunir los conocimientos dispersos para evaluar el estado y las tendencias de la diversidad...

Much biodiversity data is collected worldwide, but it remains challenging to assemble the scattered knowledge for assessing biodiversity status and trends.

The concept of Essential Biodiversity Variables (EBVs) was introduced to structure biodiversity monitoring globally, and to harmonize and standardize biodiversity data from disparate sources to capture a minimum set of critical variables required to study, report and manage biodiversity change. Here, the challenges of a ‘Big Data’ approach to building global EBV data products across taxa and spatiotemporal scales is assessed, focusing on species distribution and abundance.

The majority of currently available data on species distributions derives from incidentally reported observations or from surveys where presence-only or presence–absence data are sampled repeatedly with standardized protocols.

Most abundance data come from opportunistic population counts or from population time series using standardized protocols (e.g. repeated surveys of the same population from single or multiple sites). Enormous complexity exists in integrating these heterogeneous, multi-source data sets across space, time, taxa and different sampling methods. Integration of such data into global EBV data products requires correcting biases introduced by imperfect detection and varying sampling effort, dealing with different spatial resolution and extents, harmonizing measurement units from different data sources or sampling methods, applying statistical tools and models for spatial inter- or extrapolation, and quantifying sources of uncertainty and errors in data and models.

To support the development of EBVs by the Group on Earth Observations Biodiversity Observation Network (GEO BON), 11 key workflow steps are identified that will operationalize the process of building EBV data products within and across research infrastructures worldwide. These workflow steps take multiple sequential activities into account, including identification and aggregation of various raw data sources, data quality control, taxonomic name matching and statistical modelling of integrated data.

These steps are illustrated with concrete examples from existing citizen science and professional monitoring projects, including eBird, the Tropical Ecology Assessment and Monitoring network, the Living Planet Index and the Baltic Sea zooplankton monitoring.

The identified workflow steps are applicable to both terrestrial and aquatic systems and a broad range of spatial, temporal and taxonomic scales. They depend on clear, findable and accessible metadata, and an overview of current data and metadata standards is provided. Several challenges remain to be solved for building global EBV data products: (i) developing tools and models for combining heterogeneous, multi-source data sets and filling data gaps in geographic, temporal and taxonomic coverage, (ii) integrating emerging methods and technologies for data collection such as citizen science, sensor networks, DNA-based techniques and satellite remote sensing, (iii) solving major technical issues related to data product structure, data storage, execution of workflows and the production process/cycle as well as approaching technical interoperability among research infrastructures, (iv) allowing semantic interoperability by developing and adopting standards and tools for capturing consistent data and metadata, and (v) ensuring legal interoperability by endorsing open data or data that are free from restrictions on use, modification and sharing.

Addressing these challenges is critical for biodiversity research and for assessing progress towards conservation policy targets and sustainable development goals. Kissling et al (2017) Building essential biodiversity variables (EBVs) of species distribution and abundance at a global scale. Biol Rev Doi 10.1111/brv.12359

La salinidad de los humedales induce a “efectos de arrastre” en la condición física de un migrante de larga distancia

La salinización está teniendo un gran impacto en los humedales y su biota en todo el mundo. Concretamente, muchas aves migratorias de los humedales están cada vez más expuestas a salinidad elevada...

Salinization is having a major impact on wetlands and its biota worldwide. Specifically, many migratory animals that rely on wetlands are increasingly exposed to elevated salinity on their nonbreeding grounds. Experimental evidence suggests that physiological challenges associated with increasing salinity may disrupt self-maintenance processes in these species. Nonetheless, the potential role of salinity as a driver of ecological carry-over effects remains unstudied. This study investigated the extent to which the use of saline wetlands during winter – inferred from feather stable isotope values – induces residual effects that carry over and influence physiological traits relevant to fitness in black-tailed godwits Limosa limosa limosa on their northward migration. Overwintering males and females were segregated by wetland salinity in West Africa, with females mostly occupying freshwater wetlands. The use of these wetlands along a gradient of salinities was associated with differences in immune responsiveness to phytohaemagglutinin and sized-corrected body mass in godwits staging in southern Europe during northward migration – 3,000 km from the nonbreeding grounds – but in males only. Indeed, males that used more saline wetlands in winter arrived at staging sites in poorer body condition than males that used freshwater wetlands. These findings provide a window onto the processes by which wetland salinity can induce carry-over effects and can help predict how migratory species should respond to future climate-induced increases in salinity. Masero et al (2017) Wetland salinity induces sex-dependent carry-over effects on the individual performance of a long-distance migrant. Sci Rep 7: 6867 DOI 10.1038/s41598-017-07258-w

El cuidado parental en un clima cambiante

El cuidado de los padres mejora la supervivencia de los hijos y, por lo tanto, tiene un gran impacto en el éxito reproductivo. Se reconoce cada vez más que el cuidado biparental coordinado es...

El cuidado parental en un clima cambiante

Parental care improves the survival of offspring and therefore has a major impact on reproductive success. It is increasingly recognized that coordinated biparental care is necessary to ensure the survival of offspring in hostile environments, but little is known about the influence of environmental fluctuations on parental cooperation. Assessing the impacts of environmental stochasticity, however, is essential for understanding how populations will respond to climate change and the associated increasing frequencies of extreme weather events. Here the influence of environmental stochasticity on biparental incubation in a cosmopolitan ground-nesting avian genus is investigated. Data on biparental care in 36 plover populations (Charadrius spp.) from six continents was assembled to investigate how average temperature, temperature stochasticity and seasonal temperature variation during the breeding season influence parental cooperation during incubation. Data show that the share of parental care carried out by males increases with mean temperature and between-year variation in temperature during daylight hours and that geographical variation in the division of care within species is largely explained by local ambient temperatures. Main conclusions suggest that the degree of flexibility in parental cooperation is likely to mediate the impacts of climate change on the demography and reproductive behaviour of wild animal populations. Vincze et al (2017) Parental cooperation in a changing cln. Global Ecol Biogeogr doi:10.1111/geb.12540


El Observatorio


Ciencia Ciudadana

La observación no sistemática de la naturaleza conforma largas series temporales de datos conservados en la EBD
La ciencia ciudadana solicita la colaboración del público general en actividades y proyectos científicos. Los participantes aportan...
La colaboración desinteresada de voluntarios y técnicos proporciona información determinante para el seguimiento de especies migradoras...
La observación de mariposas como bioindicadores del estado de calidad del medio es una actuación que requiere de colaboración implicada.





En Doñana han sido inventariadas 1.362 especies de plantas. Dentro de las llamadas plantas superiores, plantas vasculares o Cormofitas, 9 corresponden a la división Pteridofitas y 1.033 a las Espermatofitas. De estas últimas, 9 se incluyen en la subdivisión Gimnospermas y 1.024 en las Angiospermas. Entre las plantas superiores están representadas 114 familias. Entre ellas destacan, por el número de especies encontradas, las Gramíneas o Poáceas (con 126 especies), Papilionáceas (116) y Compuestas (108).

En relación a la fauna, destacan sobradamente el grupo de aves. Más de 200 especies utilizan durante algún periodo del año este espacio para reproducirse, alimentarse o refugiarse. La gran movilidad de estas especies y su comportamiento migratorio fuera de la época de cría les permite desplazarse a zonas óptimas según cada época de año. En este sentido se pueden contar más de 140 aves que crían de modo más o menos regular en Doñana, y más de 100 especies que solo visitan Doñana para alimentarse y refugiarse en periodos pre y postnupcionales. Mucho menor en número, pero por ello no menos importantes son otras especies de vertebrados como los anfibios (12 especies), los reptiles (23 especies incluyendo las tortugas marinas), los peces (27 especies, de las cuales 7 son especies introducidas no originarias de los ecosistemas acuáticos), y los mamíferos (27 especies).

Doñana también alberga una rica comunidad de invertebrados, cuyo catálogo aumenta día a día, aportando con frecuencia nuevas especies para Doñana e incluso para la ciencia. Así se conocen 18 especies de libélulas y 45 especies de mariposas.


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El funcionamiento de los ecosistemas se define como el conjunto de condiciones y procesos por los cuales el ecosistema mantiene su integridad, incluyendo la producción primaria, los ciclos biogeoquímicos y los flujos de materia y energía en general. Las pérdidas de funcionalidad producen disminuciones en la capacidad de los ecosistemas de retener y utilizar los recursos locales tales como el agua o los nutrientes, así como en su estabilidad y capacidad de amortiguar las perturbaciones (Ludwig & Tongway, 1997; Díaz, S. 2001). Las alteraciones funcionales se producen como consecuencia de cambios ambientales de muy diversa índole, como sequías, incendios, cambios en composición biótica, cambios en los usos del suelo o sobreexplotación de acuíferos (Paruelo et al., 2001; Muñoz-Reinoso, 2001; Cardinale et al., 2006). El efecto de dichas alteraciones tiene importantes implicaciones ecológicas, afectando a la capacidad de los ecosistemas de capturar carbono y proporcionar energía utilizable por los consumidores primarios, o incluso modificando el clima local. Monitorear el funcionamiento de los ecosistemas en el espacio y el tiempo es por ello una prioridad en conservación (Alcaraz-Segura et al., 2009; Fernández et al, 2010).

El ciclo del carbono

El intercambio de CO2 entre la Superficie y la atmósfera nos proporciona una información muy valiosa sobre el funcionamiento de un ecosistema. Un ecosistema determinado puede actuar como una fuente de CO2 (liberando CO2 a la atmósfera) o como sumidero (captándolo) según una serie de factores, por un lado la estructura del ecosistema (tipo de vegetación, de suelo, etc.) y por otro lado por factores climáticos (régimen de precipitación, temperatura media, etc.). Además, este intercambio neto de carbono varía en el tiempo tanto inter-anualmente (según la estación del año) como intra-anualmente (según factores como el régimen hídrico del año en curso o perturbaciones como plagas, incendios u otras).

La observación sistemática en el tiempo del flujo de carbono nos permite entender la dinámica estacional del ecosistema (se necesitaría más de un año completo de datos para realizar esta tarea), las variaciones intra-anuales (para lo que sería necesario tener datos de 5 o más años), repercusiones del cambio climático en la dinámica del ecosistema (serían necesarias series de tiempo largas, de más de 10 años). En la actualidad existen principalmente dos fuentes de datos que proporcionan información sobre el ciclo de carbono y el del agua: datos derivados de las Torres Eddy Covariance, y datos derivados de teledetección.

Datos que se usan en este Observatorio Ecosistémico

Actualmente, los sensores a bordo de satélite son la única fuente de datos cuantitativa y espacialmente explícita capaz de proporcionar observaciones frecuentes de la cubierta terrestre (Scholes et al., 2008), todos ellos requerimientos básicos de un sistema como éste. Una vez desarrollado, el sistema proporcionará información de bajo coste, con una cobertura espacial continua y una alta frecuencia de actualización. Ello permitirá un seguimiento en tiempo real, la detección temprana de anomalías y la capacidad de predecir a corto y medio plazo algunos de los parámetros que definen el funcionamiento de los ecosistemas. Otra fuente de datos que se utilizarán en este Observatorio son los derivados de las torres Eddy covariance. Sin duda son los datos más precisos que existen en la actualidad para el estudio del flujo neto de CO2 entre la Superficie y la atmósfera. Estos datos han mejorado considerablemente nuestra capacidad para entender la dinámica inter e intra anual de diversos ecosistemas de la Superficie terrestre.

Doñana y sus ecosistemas

La comarca de Doñana consta de dos grandes unidades ambientales: las marismas del Guadalquivir, que se inundan cada año y están formadas por los limos arrastrados por el río, y los cotos arenosos, cubiertos de sedimentos eólicos de origen marino. Una gran parte de las marismas se han desecado desde la primera mitad del siglo XX y se dedican a la agricultura, principalmente de regadío, con un papel destacado de los arrozales. En los cotos, una parte se dedica a agricultura intensiva, generalmente bajo plástico, y otra se plantó hace más de medio siglo con pinos piñoneros y eucaliptos (aunque estos últimos han sido eliminados en los últimos lustros). En las áreas menos transformadas, el tipo de vegetación depende en gran medida de la disponibilidad de agua: en la marisma alta la inundación anual dura poco tiempo y crecen los almajos y las herbáceas, mientras que en la marisma baja el agua dura más tiempo y predominan el bayunco y la castañuela; en los cotos, las zonas altas, con un acceso más limitado a la capa freática, están dominadas por cistáceas, en especial el jaguarzo, romero, y en algunas zonas sabinas y enebros; esta vegetación xerofítica es conocida como "monte blanco"; las zonas bajas se inundan en los inviernos más lluviosos y en ellas predominan los brezos, un tipo de vegetación hidrofítica llamado localmente "monte negro". El ecotono o transición entre los cotos y la marisma se conoce como La Vera, y en ella abundan los pastizales.


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El agua y su dinámica

El objetivo de este seguimiento es establecer la dinámica de inundación-desecación de los ecosistemas acuáticos de Doñana. Doñana contiene básicamente dos sistemas acuáticos, por un lado 28.000 hectáreas de una marisma estacional de agua dulce y por otro un sistema de lagunas temporales sobre el manto eólico litoral. La inundación de la marisma es estacional. La marisma es una llanura de inundación que se llena con las lluvias de otoño y se seca en verano. Las lluvias de otoño empapan la llanura arcillosa. Se hacen más abundantes a lo largo del invierno e incrementan el nivel del agua de la marisma. En primavera la lluvia compensa la evaporación y el nivel de agua se mantiene. Al final de la primavera la marisma empieza a secarse y se transforma en una llanura de arcilla, seca y agrietada en el verano. La marisma de Doñana es el delta de la desembocadura del río Guadalquivir, aunque actualmente la llanura de inundación depende más de los aportes de otros ríos como el Guadiamar y arroyos como el de La Rocina y el Partido.

Las marismas son sistemas muy dinámicos. Dependen de los aportes de los ríos y de las precipitaciones de cada año. Además dependen de la calidad del agua y de los arrastres de sedimentos.

El sistema de lagunas temporales también es estacional. Son lagunas dulces alimentadas por aguas subterráneas. Aunque siguen un patrón de inundación en otoño e invierno y secarse total o parcialmente en verano, al depender del freático y no tanto de a escorrentía superficial su dinámica se encuentra desacoplada de la marisma.

En este seguimiento empleamos imágenes de satélite para ver las tendencias temporales y espaciales en el nivel de inundación de la marisma. Básicamente responder a la pregunta de cuántos días permanece inundado cada punto, y cuál es el nivel de agua que se alcanza en cada momento. El número de días que cada punto permanece inundado es lo que llamamos “hidroperiodo” y es lo que determina que comunidades de vegetación crecen en el lugar, y que especies animales viven en él. Cómo la inundación depende de la lluvia y esta es muy variable de un año a otro el hidroperiodo de cada punto es a su vez muy variable entre años. Esa variabilidad a su vez hace difícil determinar las tendencias temporales a medio y largo plazo salvo que se disponga de largas series temporales. Además de saber si un punto está inundado nos interesa saber las características de la masa de agua, la profundidad, la turbidez y el grado de desarrollo de comunidades de plantas acuáticas, emergentes, flotantes y sumergidas.

El seguimiento emplea actualmente imágenes de los satélites Landsat desde el año 1972 hasta la actualidad, utilizando los sensores MSS, TM, ETM+ y OLI/TIR. Las imágenes se corregistran espacialmente, se corrigen radiométricamente y se normalizan. Sobre esa serie de imágenes se extraen los indicadores de superficie inundada y de calidad del agua.


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PORQUE Las condiciones meteorológicas determinan en gran medida los ciclos vitales de los organismos. Su registro es fundamental para caracterizar cualquier ecosistema y entender el funcionamiento de las poblaciones silvestres que forman parte del mismo. Además, en el marco del cambio climático, como uno de los principales motores del cambio global, la importancia de monitorizar las variables climáticas es evidente. Por último, los lugares LTER tienen la obligación de mantener un registro meteorológico para que se pueda incorporar en los estudios que se llevan a cabo en estos sitios.

ESTÁNDARES La ubicación, los instrumentos y su disposición (protección, orientación, altura) influyen de modo importante en las medidas. Con el fin de comparar datos meteorológicos entre diferentes sitios, su registro fue estandarizado por la World Meteorological Organisation (WMO) ya en los años 50 del ciclo pasado. En los sitios LTER se han definido estándares y 5 niveles de precisión (de 0 a 4) para la toma de datos meteorológicos. Cada sitio LTER debe cumplir al menos con el nivel 1 que incluye el registro de la temperatura y la precipitación, definidos como esenciales para estudiar variaciones en los ciclos anuales y en las tendencias a largo plazo en el medio físico. El nivel 1 determina además que la toma de datos debe realizarse varias veces al día y debe estar automatizada (empleo de sensores electrónicos y registro digital).

QUE EXISTE En la Reserva Biológica de Doñana, cerca del Palacio, existe una estación meteorológica desde el año 1978. Su registro es manual (instrumentos analógicos), y su lectura se realiza una vez al día (por las mañanas), anotando la temperatura mínima y máxima (del día anterior) de dos termómetros (húmedo y seco), además de la precipitación. Esta estación manual ha sido revisada por la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) hasta el año 2008. Desde 2008, la AEMET ha instalado una nueva estación de la AEMET con instrumentación moderna que permite el registro automatizado, tomando datos adicionales como el viento y humedad. Desde noviembre de 2013 la EBD-CSIC ha instalado otra estación más, consistente en un multisensor de la marca VAISALA, cuyos datos se guardan automáticamente en las bases de datos de la EBD-CSIC. Se ponen a disposición del usuario los datos de la estación manual y de la VAISALA. Existen otros puntos en la Reserva Biológica de Doñana donde se toman variables meteorológicas en combinación con otras mediciones que amplían los datos relacionados con el estudio del clima (humedad del aire y del suelo, radiación solar, temperatura del suelo, temperatura, flujo de CO2….).

REDES. Existen varias redes de datos aunque las instalaciones controladas por la EBD-CSIC están pendientes de incorporarse. A través de la estación de la AEMET Doñana aporta datos la red nacional.


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Aumento de ejemplares invernantes

Durante el censo de enero de 2014 se constató un destacable incremento del número de ejemplares invernantes de cernícalos primilla (Falco naumanni), que casi alcanza el centenar de ejemplares, cuando nunca habían pasado de 30 hasta la fecha

Virus EHV

La irrupción de la nueva variante del virus de la EHV supuso el desplome de las poblaciones de conejo en 2013 y así ha continuado en 2014. La especie pasó en Matasgordas, enclave prioritario para asegurarla reproducción del lince ibérico (Lynx pardina) dentro del Parque Nacional, de 11 individuos/km en septiembre de 2012 a menos de 6 en septiembre de 2014. Solo en una localidad, Algaida-Los Sotos, se registró un aumento de la abundancia en septiembre de 2014, con 2,19 conejos/km frente a1,87 conejos/km de 2012. La situación de esta especie en Doñana sigue siendo de muy baja densidad

Primavera 2014

Durante la primavera de 2014, se ha constatado un el elevado número de casos de verrugas en las patas (de origen vírico posiblemente)y líquido en la membrana interdigital en la gaviotapicofina (Chroicocephalus genei), con incidencias de más del 50% y del 16% en los pollos anillados(n=393), habiendo sido los registros de estos fenómenos anecdóticos hasta la fecha

Temporada de la cría

La temporada de cría de 2014 ha sido en general bastante mala para todas las aves acuáticas reproductoras del END, tanto coloniales como no coloniales, salvo para dos especies, la malvasía cabeciblanca (Oxyura leucocephala) y la gaviota picofina (Chroicocephalus genei). La primera ha registrado el número récord de once polladas en las lagunas de Bonanza. La segunda alcanzó su máximo histórico(766 parejas), todas ellas en una única colonia en Veta la Palma

Censo internacional

Durante el censo internacional de enero 2015 se contabilizaron más de 546.000 aves invernantes, cifra superior a la del año anterior. La especie más numerosa fue, al igual que entonces, el cuchara común (Anas clypeata), con unos 97.000 ejemplares. Tras esta anátida, las especies más abundantes fueron el flamenco común (Phoenicopterus roseus), con unos 70.000 efectivos, el ánade rabudo (Anas acuta), con unos 48.000, y el ánsar común (Anser anser) con unos 45.000. La preponderancia de estas especies se corresponde con el estado hídrico del Espacio Natural, donde había una extensa lámina de agua, aunque con escasa profundidad.

Parejas reproductoras

El número de parejas reproductoras de las distintas especies de aves acuáticas en 2015 ha sido en general bajo. No obstante, cuatro especies han superado los registros conocidos hasta la fecha, como son el tarro blanco (Tadorna tadorna), la malvasía cabeciblanca (Oxyura leucocephala), la garceta grande (Egretta alba) y el morito común (Plegadis falcinellus). La primera ha registrado el número récord de 10 polladas en el Espacio Natural, siete de ellas en Veta la Palma. La malvasía cabeciblanca, especie amenazada a nivel mundial, ha alcanzado la docena de polladas dentro del Espacio Natural (cifra que con seguridad no se alcanzaba desde hace décadas), más otras 9 localizadas en las cercanas lagunas de Bonanza. La población reproductora de garceta grande, especie cuyo primer dato de reproducción se produjo en 1998, se ha estimado en 80 parejas. Y en el caso del morito común se ha estimado más de 7.800 parejas, unas 600 más que en 2011, cifra máxima hasta entonces. Además, la gaviota picofina (Chroicocephalus genei) ha rozado el máximo histórico del pasado año con 757 parejas, todas ellas, como entonces (cuando se estimaron 766), en una única colonia en Veta la Palma.