Effects of water abstraction on stream ecosystem functioning

133 p.Ur-detrakzioa mundu osoan zehar oso hedatuta dagoen jarduera da, handitzen jarraitzenduen ur-, jaki- eta energia-eskariari erantzuteko etorkizunean gehiago areagotzea esperodena. Ur-detrakzioak tarteko emari txikitzeak habitat lotikoen eskuragarritasunamurrizten du, uraren kalitatea andea dezake eta, ondorioz, ibaietako komunitateakkaltetu. Ur-detrakzioak ibaien funtzionamenduaren gainean dituen eraginei buruz,berriz, oso ezagumendu urria dugu, nahiz eta inpaktuak espero izatekoak diren,hidraulika, ubidearen morfologia eta biodibertsitatea estuki lotuta baitaude ibaiekosistemetangertatzen diren prozesuekin. Tesi honetan ur-detrakzioak ibaiekosistemenfuntzionamenduan duen eragina aztertu da, horretarako behaketa hutsetanoinarritutako lanak eta ekosistemen manipulazioak, laborategiko eta mendikoesperimentuak konbinatuz.Hasteko, ur-detrakzioak ibai-ekosistemetako materia organikoaren metatze etadeskonposizioan duen eragina aztertu genuen, aldagai hauek alderatuz bost errekatakopresetatik gorako eta beherako erreka-tarteetan, neguan eta udaberrian. Ur-detrakzioakez zion ur-kalitateari eragin, baina adierazgarriki murriztu zituen ubide hezearenzabalera eta uraren sakonera bi esperimentuetan, eta, neguan, baita materiaorganikoaren metaketa eta deskonposizioa ere. Orbel-poltsak kolonizatu zituztenzatitzaileen kopurua ere txikiagoa zen presen azpian. Emaitza hauek adierazten dute,sasoi batzuetan behintzat, ur-detrakzioak eragin garrantzitsuak izan ditzakeela materiaorganikoaren metaketan eta deskonposizioan. Honek, era berean, ibai-ekosistemenoinarri energetikoa kalte dezake.Aurreko ikerketa bentoseko deskonposiziora mugatu zenez eta ibaiak lehortu ahalaorganismo urtarrek babesa hiporreosean bilatzen dutenez, hiporreosekodeskonposizioaren garrantzi erlatiboa aztertu genuen, ibaien perimetro hezea txikitu etamateria organikoa sedimentu lehorretan pilatzen denean. Materia organikoarendeskonposizio-tasa mikrobiarrak eta guztizkoak neurtu genituen ubide hezeko eta guneparaflubialetako gainazalean eta azpi-geruzetan. Lurperatutako orbel-poltsa guztietakodeskonposizio-tasak ubide hezeko gainazalean neurtutakoen oso antzekoak ziren.Hortaz, emaitzek erakusten dute azpi-geruzetan deskonposizio-jarduera mantendaitekeela baita, ur-detrakzioak eragindako ibai-tarteetan gertatzen den bezala,bentoseko gainazala lehortzen denean ere.Bestalde, lehorteen intentsitatea eta maiztasuna areagotzeaz gain, ur-detrakzioaklehorte-uneak ere asalda ditzake eta honek eragin garrantzitsuak izan ditzake dinamikatenporal markatuak dituzten ibai-ekosistemetako komunitate eta prozesuetan. Hortaz,lehorteekin erlazionaturiko estres-mailak onddo urtarren jardueran eta deskonposiziomikrobiarrean duen eragina aztertu genuen, eta baita eragina estres-unearen araberakoaden ere. Laborategiko mikrokosmosetan ur-lasterrak, putzu isolatuak eta sedimentulehorrak birsortu genituen. Egoera hauek eta euren segida konbinatuz 9 tratamendusortu genituen (kontrolarekin 10), estres-mailan (txikia, ertaina, handia) eta estres-unean(hasieran, erdian, amaieran) desberdin zirenak, eta onddo urtarren biomasa,esporulazioa, arnasketa mikrobiarra eta haltz-hostoen deskonposizioa neurtu genituen.Aldagai desberdinek ez zioten era berean erantzun estres-mailari, ziurrenik estres-tartetxikiegia birsortu genuelako. Aitzitik, estresaren eragina sistematikoki kaltegarriagoazen deskonposizio-prozesuaren hasieran gertatzean, eta aldagai guztiak murriztu zituen.Beraz, emaitzek erakusten dute deskonposizioarekin erlazionaturiko aldagaietanlarriagoak direla estres goiztiarraren ondorioak eta iradokitzen dute estres-uneaestresaren intentsitatea eta iraupena bezain garrantzitsua izan daitekeela.Azkenik, aspaldi utzitako presa bat berrabiaraziz eta emariaren %90 deribazio-kanaleradesbideratuz, BACI (Before-After/Control-Impact) esperimentu bat burutu genuen urdetrakzioareneragina aztertzeko biofilmaren biomasan eta jardueran, mantenugaiatxikimenduan,eta materia organikoaren atxikimenduan eta deskonposizioan. Horrezgain, emaitzak azalera unitateko eta metro linealeko aztertu genituen, ur-detrakzioareneraginak neurtzeko modurik esanguratsuena zein den zehazteko. Azalera unitateko, urdetrakzioakbiofilmaren biomasa, jarduera entzimatikoa eta mantenugai-atxikimenduamurriztu zituen. Metro linealeko, berriz, ubide hezearen perimetroa txikitzearenondorioz, ur-detrakzioak adierazgarriki murriztu zituen aldagai guztiak, salbu klorofilakontzentrazioaeta orbel atxikimendua. Gure emaitzek iradokitzen dute ur-detrakzioakinpaktu garrantzitsuak dituela ibai-ekosistemen funtzionamenduan, bereziki perimetrohezea txikitzearekin erlazionatuta daudenak, ur-detrakzioaren ondorio unibertsala dena.Oro har, zenbait muga espazial eta tenporal alde batera utzita, tesi honetako emaitzekerakutsi dute Euskal Herriko detrakzio-jarduerek adierazgarriki murrizten dituztela ibaiekosistemetakohainbat prozesu esanguratsu. Hortaz, zalantzan jartzen dute emariekologikoen egokitasuna, gutxienez gure eskualdean, eta agerian uzten dute ikertzenjarraitzeko beharra, erantzunik gabe dirauten galderei erantzuteko, eta gizakiaren etaibai-ekosistem

The metabolic regimes of 356 rivers in the United States

A national-scale quantification of metabolic energy flow in streams and rivers can improve understanding of the temporal dynamics of in-stream activity, links between energy cycling and ecosystem services, and the effects of human activities on aquatic metabolism. The two dominant terms in aquatic metabolism, gross primary production (GPP) and aerobic respiration (ER), have recently become practical to estimate for many sites due to improved modeling approaches and the availability of requisite model inputs in public datasets. We assembled inputs from the U.S. Geological Survey and National Aeronautics and Space Administration for October 2007 to January 2017. We then ran models to estimate daily GPP, ER, and the gas exchange rate coefficient for 356 streams and rivers across the continental United States. We also gathered potential explanatory variables and spatial information for cross-referencing this dataset with other datasets of watershed characteristics. This dataset offers a first national assessment of many-day time series of metabolic rates for up to 9 years per site, with a total of 490,907 site-days of estimates.We thank Jill Baron and the USGS Powell Center for financial support for this collaborative effort (Powell Center Working Group title: "Continental-scale overview of stream primary productivity, its links to water quality, and consequences for aquatic carbon biogeochemistry"). Additional financial support came from the USGS NAWQA program and Office of Water Information. NSF grants DEB-1146283 and EF1442501 partially supported ROH. A post-doctoral grant from the Basque Government partially supported MA. NAG was supported by the U.S. Department of Energy's Office of Science, Biological and Environmental Research. Oak Ridge National Laboratory is managed by UT-Battelle, LLC, for the U.S. Department of Energy under contract DE-AC05-00OR22725. Leah Colasuonno provided expert logistical support of our working group meetings. The developers of USGS ScienceBase were very helpful both in hosting this dataset and in responding to our requests. Randy Hunt and Mike Fienen of the USGS Wisconsin Modeling Center graciously provided access to their HTCondor cluster. Mike Vlah provided detailed and insightful reviews of the data and metadata

Light and flow regimes regulate the metabolism of rivers

Mean annual temperature and mean annual precipitation drive much of the variation in productivity across Earth's terrestrial ecosystems but do not explain variation in gross primary productivity (GPP) or ecosystem respiration (ER) in flowing waters. We document substantial variation in the magnitude and seasonality of GPP and ER across 222 US rivers. In contrast to their terrestrial counterparts, most river ecosystems respire far more carbon than they fix and have less pronounced and consistent seasonality in their metabolic rates. We find that variation in annual solar energy inputs and stability of flows are the primary drivers of GPP and ER across rivers. A classification schema based on these drivers advances river science and informs management.We thank Ted Stets, Jordan Read, Tom Battin, Sophia Bonjour, Marina Palta, and members of the Duke River Center for their help in developing these ideas. This work was supported by grants from the NSF 1442439 (to E.S.B. and J.W.H.), 1834679 (to R.O.H.), 1442451 (to R.O.H.), 2019528 (to R.O.H. and J.R.B.), 1442140 (to M.C.), 1442451 (to A.M.H.), 1442467 (to E.H.S.), 1442522 (to N.B.G.), 1624807 (to N.B.G.), and US Geological Survey funding for the working group was supported by the John Wesley Power Center for Analysis and Synthesis. Phil Savoy contributed as a postdoc- toral associate at Duke University and as a postdoctoral associate (contractor) at the US Geological Survey

Effects of water abstraction on stream ecosystem functioning

133 p.Ur-detrakzioa mundu osoan zehar oso hedatuta dagoen jarduera da, handitzen jarraitzenduen ur-, jaki- eta energia-eskariari erantzuteko etorkizunean gehiago areagotzea esperodena. Ur-detrakzioak tarteko emari txikitzeak habitat lotikoen eskuragarritasunamurrizten du, uraren kalitatea andea dezake eta, ondorioz, ibaietako komunitateakkaltetu. Ur-detrakzioak ibaien funtzionamenduaren gainean dituen eraginei buruz,berriz, oso ezagumendu urria dugu, nahiz eta inpaktuak espero izatekoak diren,hidraulika, ubidearen morfologia eta biodibertsitatea estuki lotuta baitaude ibaiekosistemetangertatzen diren prozesuekin. Tesi honetan ur-detrakzioak ibaiekosistemenfuntzionamenduan duen eragina aztertu da, horretarako behaketa hutsetanoinarritutako lanak eta ekosistemen manipulazioak, laborategiko eta mendikoesperimentuak konbinatuz.Hasteko, ur-detrakzioak ibai-ekosistemetako materia organikoaren metatze etadeskonposizioan duen eragina aztertu genuen, aldagai hauek alderatuz bost errekatakopresetatik gorako eta beherako erreka-tarteetan, neguan eta udaberrian. Ur-detrakzioakez zion ur-kalitateari eragin, baina adierazgarriki murriztu zituen ubide hezearenzabalera eta uraren sakonera bi esperimentuetan, eta, neguan, baita materiaorganikoaren metaketa eta deskonposizioa ere. Orbel-poltsak kolonizatu zituztenzatitzaileen kopurua ere txikiagoa zen presen azpian. Emaitza hauek adierazten dute,sasoi batzuetan behintzat, ur-detrakzioak eragin garrantzitsuak izan ditzakeela materiaorganikoaren metaketan eta deskonposizioan. Honek, era berean, ibai-ekosistemenoinarri energetikoa kalte dezake.Aurreko ikerketa bentoseko deskonposiziora mugatu zenez eta ibaiak lehortu ahalaorganismo urtarrek babesa hiporreosean bilatzen dutenez, hiporreosekodeskonposizioaren garrantzi erlatiboa aztertu genuen, ibaien perimetro hezea txikitu etamateria organikoa sedimentu lehorretan pilatzen denean. Materia organikoarendeskonposizio-tasa mikrobiarrak eta guztizkoak neurtu genituen ubide hezeko eta guneparaflubialetako gainazalean eta azpi-geruzetan. Lurperatutako orbel-poltsa guztietakodeskonposizio-tasak ubide hezeko gainazalean neurtutakoen oso antzekoak ziren.Hortaz, emaitzek erakusten dute azpi-geruzetan deskonposizio-jarduera mantendaitekeela baita, ur-detrakzioak eragindako ibai-tarteetan gertatzen den bezala,bentoseko gainazala lehortzen denean ere.Bestalde, lehorteen intentsitatea eta maiztasuna areagotzeaz gain, ur-detrakzioaklehorte-uneak ere asalda ditzake eta honek eragin garrantzitsuak izan ditzake dinamikatenporal markatuak dituzten ibai-ekosistemetako komunitate eta prozesuetan. Hortaz,lehorteekin erlazionaturiko estres-mailak onddo urtarren jardueran eta deskonposiziomikrobiarrean duen eragina aztertu genuen, eta baita eragina estres-unearen araberakoaden ere. Laborategiko mikrokosmosetan ur-lasterrak, putzu isolatuak eta sedimentulehorrak birsortu genituen. Egoera hauek eta euren segida konbinatuz 9 tratamendusortu genituen (kontrolarekin 10), estres-mailan (txikia, ertaina, handia) eta estres-unean(hasieran, erdian, amaieran) desberdin zirenak, eta onddo urtarren biomasa,esporulazioa, arnasketa mikrobiarra eta haltz-hostoen deskonposizioa neurtu genituen.Aldagai desberdinek ez zioten era berean erantzun estres-mailari, ziurrenik estres-tartetxikiegia birsortu genuelako. Aitzitik, estresaren eragina sistematikoki kaltegarriagoazen deskonposizio-prozesuaren hasieran gertatzean, eta aldagai guztiak murriztu zituen.Beraz, emaitzek erakusten dute deskonposizioarekin erlazionaturiko aldagaietanlarriagoak direla estres goiztiarraren ondorioak eta iradokitzen dute estres-uneaestresaren intentsitatea eta iraupena bezain garrantzitsua izan daitekeela.Azkenik, aspaldi utzitako presa bat berrabiaraziz eta emariaren %90 deribazio-kanaleradesbideratuz, BACI (Before-After/Control-Impact) esperimentu bat burutu genuen urdetrakzioareneragina aztertzeko biofilmaren biomasan eta jardueran, mantenugaiatxikimenduan,eta materia organikoaren atxikimenduan eta deskonposizioan. Horrezgain, emaitzak azalera unitateko eta metro linealeko aztertu genituen, ur-detrakzioareneraginak neurtzeko modurik esanguratsuena zein den zehazteko. Azalera unitateko, urdetrakzioakbiofilmaren biomasa, jarduera entzimatikoa eta mantenugai-atxikimenduamurriztu zituen. Metro linealeko, berriz, ubide hezearen perimetroa txikitzearenondorioz, ur-detrakzioak adierazgarriki murriztu zituen aldagai guztiak, salbu klorofilakontzentrazioaeta orbel atxikimendua. Gure emaitzek iradokitzen dute ur-detrakzioakinpaktu garrantzitsuak dituela ibai-ekosistemen funtzionamenduan, bereziki perimetrohezea txikitzearekin erlazionatuta daudenak, ur-detrakzioaren ondorio unibertsala dena.Oro har, zenbait muga espazial eta tenporal alde batera utzita, tesi honetako emaitzekerakutsi dute Euskal Herriko detrakzio-jarduerek adierazgarriki murrizten dituztela ibaiekosistemetakohainbat prozesu esanguratsu. Hortaz, zalantzan jartzen dute emariekologikoen egokitasuna, gutxienez gure eskualdean, eta agerian uzten dute ikertzenjarraitzeko beharra, erantzunik gabe dirauten galderei erantzuteko, eta gizakiaren etaibai-ekosistem

Ikastorratza. e-Revista de didáctica

Resumen y palabras clave en euskera y españolEl agua es un recurso indispensable para la vida. Por ese motivo el ciclo del agua constituye uno de los ejes principales del currículo de la Educación Secundaria Obligatoria (ESO) dentro de las Ciencias Naturales. Sin embargo, el alumnado muestra grandes dificultades para su comprensión e integración. El análisis de dibujos es una herramienta muy utilizada para identificar errores conceptuales y las dificultades de aprendizaje para comprender contenidos científicos. En este estudio se identifican y se comparan las concepciones de estudiantes de 1ª y 3ª de ESO y de futuros profesores de la ESO acerca del ciclo del agua así como del ciclo urbano del agua, utilizando para ello el análisis de dibujos. Los resultados muestran que una buena parte del alumnado no comprende el ciclo del agua en toda su complejidad; menos aún el ciclo urbano del agua. No obstante, la comprensión del alumnado aumenta con la edad. En todo caso, es imprescindible desarrollar herramientas docentes eficaces que incluyan estrategias de integración del ciclo del agua en el territorio y en la propia ciudad más allá del mero ahorro de agua, y de ese modo el alumnado desarrolle posturas a favor del medio ambiente y un uso sostenible de los recursos naturales.ES