Integrated sustainability assessment in a complex social-ecological system on the Mediterranean coast through inter and transdisciplinary research applied to the Mar Menor case (Región de Murcia, Spain)

El objetivo general de esta tesis es analizar y evaluar la sostenibilidad en el sistema socio-ecológico del Mar Menor (SSEMM) (SE, España) mediante un enfoque metodológico integral, sistémico y participativo, para atender las problématicas que lo amenazan, apoyar los procesos de toma de decisión y contribuir en su gestión y transición hacia la sostenibilidad. Con esta finalidad se desarrolló un modelo cualitativo integral e interdisciplinar, como base para elaborar un diagnóstico sintético del SSEMM. Este modelo contribuyó a comprender las interrelaciones ambientales y socioecológicas que afectan al estado de este sistema socioecológico. Para completar este diagnóstico con una óptica de trabajo transdisciplinar se realizó una encuesta a la comunidad local y se llevaron a cabo entrevistas a los actores implicados en el SSEMM, con el fin de conocer sus valoraciones y preferencias. Distintos análisis estadísticos de los resultados obtenidos arrojaron luz sobre sus percepciones en relación a las presiones y los impactos de los principales cambios de uso del suelo y las posibles medidas a adoptar para mejorar la situación actual de degradación ambiental y, específicamente para recuperar el estado ecológico de la laguna del Mar Menor. Fruto de este trabajo inter y transdisciplinar, se definieron los objetivos específicos de sostenibilidad para el SSEMM y se desarrolló un sistema de indicadores en base a un enfoque sistémico, en el que participaron un conjunto de expertos de distintas disciplinas. El sistema de indicadores y sus resultados constituyen una herramienta de interés para la evaluación de los avances y retrocesos hacia los objetivos definidos y para actualizar el diagnóstico de la sostenibilidad del Mar Menor. Posteriormente, se propuso entender la configuración de la gobernanza en el SSEMM y analizar las respuestas o soluciones propuestas públicamente por los grupos de actores implicados en su gestión. Los resultados de esta tesis revelan que el SSEMM se sitúa en un momento avanzado de la fase de aceptación y formulación de un consenso en el diagnóstico del problema y sus causas (fase aún no culminada), pero todavía existe desacuerdo en torno a las medidas de gestión a aplicar. Tanto la comunidad local encuestada, como los actores y expertos entrevistados coinciden con el diagnóstico que la comunidad científica ha venido realizando en las últimas décadas. Estos grupos perciben una crisis ecológica, apuntando a la agricultura como la causa principal del deterioro de la laguna del Mar Menor. Esta crisis, a su vez, acarrea impactos sociales y económicos importantes para la población del SSEMM. El problema es fundamentalmente de gestión, de gobernabilidad del SSEMM, con políticas poco eficaces, eficientes y coherentes y formas de hacer política poco informadas, participadas y transparentes, lo que ha conducido a la situación actual en la que se encuentra el SSEMM. Estos resultados permiten concluir que para hacer frente a la situación de degradación ambiental del SSEMM es necesario un enfoque más integrador que tenga en cuenta la complejidad del sistema, la pluralidad del conocimiento y la participación activa de la ciudadanía, como esta tesis propone.The general objective of this thesis is to analyze and evaluate sustainability in the socio-ecological system of the Mar Menor (SESMM) (SE, Spain) through an integral, systemic and participatory methodological approach, to address the problems that threaten it, support the decision-making processes and contribute to its management and transition towards sustainability. For this purpose, an integral and interdisciplinary qualitative model was developed, as a basis for preparing a synthetic diagnosis of the SESMM. This model contributed to understanding the environmental and socio-ecological interrelationships that affect the state of this socio-ecological system. To complete this diagnosis with a transdisciplinary work perspective, a survey was carried out with the local community and interviews were carried out with the stakeholders involved in the SESMM, in order to know their evaluations and preferences. Different statistical analyzes of the results showed their perceptions in relation to the pressures and impacts of the main land use changes and pointed to the possible measures to be taken to improve the current situation of environmental degradation and, specifically to recover the ecological status of the Mar Menor lagoon. As a result of this inter and transdisciplinary work, the specific sustainability objectives for the SESMM were defined and a system of indicators was developed based on a systemic approach, in which a group of experts from different disciplines participated. The system of indicators and its results is a useful tool for evaluating progress and setbacks towards the defined objectives and for updating the diagnosis of the sustainability of the Mar Menor. Subsequently, after conducting the diagnosis, it was proposed to understand the configuration of governance in the SESMM and analyze the responses or solutions publicly proposed by the groups of stakeholders involved in its management. The results of this thesis reveal that the SESMM is at an advanced stage in the phase of acceptance and formulation of a consensus in the diagnosis of the problem and its causes (phase not yet completed), but there is still disagreement regarding the measures of management to apply. Both the local community surveyed, as well as the stakeholders and experts interviewed, coincide with the diagnosis that the scientific community has been making in recent decades. These groups perceive an ecological crisis, pointing to agriculture as the main cause of the deterioration of the Mar Menor lagoon. This crisis, in turn, has important social and economic impacts for the population of the SESMM. The problem is fundamentally of management, of governance of the SESMM, with ineffective, inefficient and incoherent policies and ways of doing politics that are poorly informed, with poor participation and transparency, which has led to the current situation in the SESMM. These results allow the conclusions of this thesis, that to face the situation of environmental degradation of the SESMM, it is necessary to have a more integrative approach that takes into account the complexity of the system, the plurality of knowledge and the active participation of citizens

Climate Change in Spain and its implications for sustainability

El aumento de la temperatura del aire en superficie que se ha producido en las últimas décadas tiene importantes implicaciones para la sostenibilidad, dado que puede dar lugar a impactos perjudiciales sobre la mayor parte de los sectores socioeconómicos y sobre el equilibrio de los ecosistemas. En el presente trabajo se analiza la desviación de la temperatura media anual del aire en superficie, así como las desviaciones de las temperaturas máxima media anual y mínima media anual, para cada año desde 1931 hasta 2007 en España, en relación con la media de sus valores en el período 1961-1990. En España se ha producido un ligero calentamiento hasta finales de los cuarenta, y un enfriamiento posterior hasta el inicio de los setenta. A partir de principios de los años setenta se produce una tendencia al calentamiento que persiste hasta el presente, especialmente acusada en los primeros años de la década de los setenta y finales de los noventa.The increase in surface air temperature that has taken place in the last decades has important implications for sustainability, given its negative impacts on both economic sectors and biodiversity. In the present work we analyse the mean annual temperature anomalies from 1931 to 2008 in Spain, comparing them with the temperature averages between 1961 and 1990. The results show that Spain has a warming tendency from the early seventies up to the present.Peer Reviewe

Modelling the effects of land use change on the nutrient dynamics in a coastal agricultural watershed: the Mar Menor case (Southeastern Spain)

Se ha elaborado un enfoque integrado de modelización de la dinámica hidrológica de una cuenca agrícola, la cuenca de la laguna costera del Mar Menor (Sudeste de España), para analizar los efectos de los cambios de uso a medio y largo plazo sobre los flujos de nutrientes que alcanzan la laguna y sus humedales periféricos. Se ha elaborado un modelo socioambiental sin dimensión espacial explícita que presta especial atención a los factores socio-económicos y los cambios de uso. Se presentan también los resultados preliminares de la aplicación al Mar Menor del modelo ELM (Ecological Landscape Modeling), un modelo hidroecológico con dimensión espacial explícita, como mejora de la modelización hidrológica de la cuenca. Los resultados del modelo integrado (1970-2012) muestran el significativo incremento de la entrada de nutrientes en la laguna del Mar Menor, la existencia de grandes fluctuaciones interanuales y el papel de los humedales en la retención de una parte de tales nutrientes. Se ha aplicado el modelo para analizar los efectos previsibles de distintas medidas de gestión orientadas a reducir la exportación de nutrientes a la laguna del Mar Menor, en particular la reutilización de drenajes agrícolas y la recuperación de humedales. Los resultados de la simulación de tales medidas señalan que la recuperación de humedales es más eficaz que la reutilización de drenajes, consiguiendo una reducción más significativa de los nutrientes que finalmente alcanzan el Mar Menor.An integrated modelling approach on the nutrient dynamics has been developed for its application in the agricultural watershed of the Mar Menor coastal lagoon (South-eastern Spain), in order to analyse the long-term effects of land-use change on the nutrients inputs into the lagoon and associated wetlands. A lumped dynamic model has been developed which focuses on the socio-economic factors and land-use changes and their effects on the watershed-scale nutrient flows. In addition, a preliminary application of the ELM (Ecological Landscape Model), an eco-hydrological spatial dynamic model, has been carried out as an ongoing improvement of the hydrological modelling module. Simulation results for the 1970-2012 period showed a noticeable increase in nutrient inflows into the Mar Menor lagoon, highlighting the high inter-annual variability and the role of associated wetlands to remove part of the nutrients. The modeling approach was applied to explore the potential effects of several management measures aiming at reducing the export of nutrients from the agricultural fields into the Mar Menor lagoon, particularly studying measures to reuse agricultural leakages and plans for wetlands restoration. Results showed that wetlands restoration achieves a higher reduction in the inflow of nutrients into the lagoon, doubling those achieved by reusing agricultural leakages.El presente trabajo ha sido parcialmente financiado con el contrato: “Modelización integrada para la gestión sostenible del Mar Menor”, elaborado para TRAGSA (2011-2012)

Procesos de sostenibilidad en España: implicaciones territoriales y urbanas

La ocupación del suelo es una de las variables clave para medir con rigor la sostenibilidad. España tiene todavía uno de los territorios más diversos y, excepcionalmente valiosos de Europa. La calidad de vida actual y de las generaciones futuras, la utilización de los recursos naturales, la biodiversidad, y los propios sectores productivos están determinados por esta ocupación del suelo. Por todo ello, el análisis de los cambios de ocupación es clave para conocer el estado actual y las tendencias en los procesos de sostenibilidad en España. El objetivo de este artículo es describir las consecuencias sociales, económicas y ambientales de los cambios de uso del suelo en España

El cambio climático en España y sus implicaciones para la sostenibilidad

The increase in surface air temperature that has taken place in the last decades has important implications for sustainability, given its negative impacts on both economic sectors and biodiversity. In the present work we analyse the mean annual temperature anomalies from 1931 to 2008 in Spain, comparing them with the temperature averages between 1961 and 1990. The results show that Spain has a warming tendency from the early seventies up to the present

Mar Menor: una laguna singular y sensible. Evaluación científica de su estado.

Este libro recopila las aportaciones que equipos de investigación de la Universidad de Murcia, Universidad Politécnica de Cartagena, Instituto Geológico-Minero de España, Universidad de Alicante, el Instituto Español de Oceanografía y otros organismos hicieron en las Jornadas Científicas del Mar Menor, celebradas en diciembre de 2014.La información recogida en este libro se estructura en dos grandes bloques, uno de Biología y Ecología del Mar Menor (capítulos 1 al 8) y otro de Condiciones fisicoquímicas e impacto de actividades humanas en la laguna (capítulos 9 al 14). El primer bloque resume buena parte de los estudios ecológicos realizados en el Mar Menor, que han servido para mejorar su conocimiento y también para cambiar antiguas asunciones sobre la naturaleza y el funcionamiento de estos ecosistemas lagunares (Capítulo 1). El segundo capítulo muestra que esta laguna alberga en zonas someras de su perímetro hábitats fundamentales para mantener y conservar tanto especies migratorias como residentes, que es necesario conocer para paliar el impacto de las actividades humanas que les afectan. En este sentido la reducción de la carga de nutrientes y contaminantes orgánicos e inorgánicos que fluyen hacia el Mar Menor puede ayudar a preservar la laguna en mejores condiciones, bien sea tratando las escorrentías (plantas de tratamiento, humedales artificiales u otras técnicas) y recuperar este agua para uso agrícola o evitar su descarga en la laguna (Capítulo 3). Estas actuaciones serán clave para la conservación de especies emblemáticas como el caballito de mar (Capítulo 4) y reducir el impacto de las proliferaciones masivas de medusas que se producen en la laguna desde 1993 (Capítulo 5). En este mismo sentido los cambios acaecidos en la laguna han favorecido la incursión de invertebrados marinos alóctonos (Capítulo 6) y han afectado a la respuesta de la dinámica poblacional de las aves acuáticas a distintas escalas (Capítulo 7). Para completar este bloque se ofrece una perspectiva histórica de la importancia que ha tenido la investigación sobre acuicultura realizada en esta laguna, que ha servido de base para su gran desarrollo actual (Capítulo 8). El segundo bloque se inicia con una evaluación del origen y evolución del Mar Menor desde el punto de vista geológico, y evidencia su vulnerabilidad ante el deterioro que puede sufrir la desaparición de la barrera de cierre y/o su colmatación (Capítulo 9). En el Capítulo 10 se describe la relevancia que tiene la interacción de los acuíferos del Campo de Cartagena con la laguna, que se produce no sólo a nivel superficial sino también subterráneo. Esta interacción permite el acceso de nutrientes a la laguna, a pesar de la cierta capacidad de depuración de los humedales que le circundan, y también de metales traza por los aportes de residuos mineros (Capítulo 11). De hecho los metales traza están presentes en los sedimentos de la laguna, y su distribución se ha caracterizado en la columna sedimentaria relacionándola con la granulometría y el contenido de materia orgánica del sedimento (Capítulo 12). Posteriormente se describe la entrada de diversos contaminantes orgánicos, incluyendo pesticidas y fármacos a través de la rambla del Albujón, y su distribución estacional en agua y sedimento de la laguna (Capítulo 13). Este segundo bloque finaliza con el Capítulo 14 en el que se describe la bioacumulación de hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas y fármacos en moluscos y peces del Mar Menor, así como los efectos biológicos que la carga contaminante que accede a través de la rambla del Albujón produce en los organismos que allí habitan. El libro concluye con un breve epílogo redactado por los editores de este libro

Mar Menor: una laguna singular y sensible. Evaluación científica de su estado.

Este libro recopila las aportaciones que equipos de investigación de la Universidad de Murcia, Universidad Politécnica de Cartagena, Instituto Geológico-Minero de España, Universidad de Alicante, el Instituto Español de Oceanografía y otros organismos hicieron en las Jornadas Científicas del Mar Menor, celebradas en diciembre de 2014.La información recogida en este libro se estructura en dos grandes bloques, uno de Biología y Ecología del Mar Menor (capítulos 1 al 8) y otro de Condiciones fisicoquímicas e impacto de actividades humanas en la laguna (capítulos 9 al 14). El primer bloque resume buena parte de los estudios ecológicos realizados en el Mar Menor, que han servido para mejorar su conocimiento y también para cambiar antiguas asunciones sobre la naturaleza y el funcionamiento de estos ecosistemas lagunares (Capítulo 1). El segundo capítulo muestra que esta laguna alberga en zonas someras de su perímetro hábitats fundamentales para mantener y conservar tanto especies migratorias como residentes, que es necesario conocer para paliar el impacto de las actividades humanas que les afectan. En este sentido la reducción de la carga de nutrientes y contaminantes orgánicos e inorgánicos que fluyen hacia el Mar Menor puede ayudar a preservar la laguna en mejores condiciones, bien sea tratando las escorrentías (plantas de tratamiento, humedales artificiales u otras técnicas) y recuperar este agua para uso agrícola o evitar su descarga en la laguna (Capítulo 3). Estas actuaciones serán clave para la conservación de especies emblemáticas como el caballito de mar (Capítulo 4) y reducir el impacto de las proliferaciones masivas de medusas que se producen en la laguna desde 1993 (Capítulo 5). En este mismo sentido los cambios acaecidos en la laguna han favorecido la incursión de invertebrados marinos alóctonos (Capítulo 6) y han afectado a la respuesta de la dinámica poblacional de las aves acuáticas a distintas escalas (Capítulo 7). Para completar este bloque se ofrece una perspectiva histórica de la importancia que ha tenido la investigación sobre acuicultura realizada en esta laguna, que ha servido de base para su gran desarrollo actual (Capítulo 8). El segundo bloque se inicia con una evaluación del origen y evolución del Mar Menor desde el punto de vista geológico, y evidencia su vulnerabilidad ante el deterioro que puede sufrir la desaparición de la barrera de cierre y/o su colmatación (Capítulo 9). En el Capítulo 10 se describe la relevancia que tiene la interacción de los acuíferos del Campo de Cartagena con la laguna, que se produce no sólo a nivel superficial sino también subterráneo. Esta interacción permite el acceso de nutrientes a la laguna, a pesar de la cierta capacidad de depuración de los humedales que le circundan, y también de metales traza por los aportes de residuos mineros (Capítulo 11). De hecho los metales traza están presentes en los sedimentos de la laguna, y su distribución se ha caracterizado en la columna sedimentaria relacionándola con la granulometría y el contenido de materia orgánica del sedimento (Capítulo 12). Posteriormente se describe la entrada de diversos contaminantes orgánicos, incluyendo pesticidas y fármacos a través de la rambla del Albujón, y su distribución estacional en agua y sedimento de la laguna (Capítulo 13). Este segundo bloque finaliza con el Capítulo 14 en el que se describe la bioacumulación de hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas y fármacos en moluscos y peces del Mar Menor, así como los efectos biológicos que la carga contaminante que accede a través de la rambla del Albujón produce en los organismos que allí habitan. El libro concluye con un breve epílogo redactado por los editores de este libro.Versión del edito

Environmental Scenario Analysis on Natural and Social-Ecological Systems: A Review of Methods, Approaches and Applications

Scenario analysis is a useful tool to facilitate discussions about the main trends of future change and to promote the understanding of global environmental changes implications on relevant aspects of sustainability. In this paper, we reviewed 294 articles published between 1995–2019, to evaluate the state of the art use of models and scenarios to investigate the effects of land use change and climate change on natural and social-ecological systems. Our review focuses on three issues. The first explores the extent to which the environmental dynamics of land use and climate change were jointly analyzed and the spatial scales associated with such integrated studies. The second explores the modelling methodologies and approaches used in the scenario analysis. The third explores the methods for developing or building scenarios. Results show that in most predictions there is little integration of key drivers of change. We find most forecasting studies use a sectoral modelling approach through dynamic spatially distributed models. Most articles do not apply a participatory approach in the development of scenarios. Based on this review, we conclude that there are some gaps in how scenario analysis on natural and social-ecological systems are conducted. These gaps pose a challenge for the use of models and scenarios as predictive tools in decision-making processes in the context of global change

Climate Change in Spain and its implications for sustainability

El aumento de la temperatura del aire en superficie que se ha producido en las últimas décadas tiene importantes implicaciones para la sostenibilidad, dado que puede dar lugar a impactos perjudiciales sobre la mayor parte de los sectores socioeconómicos y sobre el equilibrio de los ecosistemas. En el presente trabajo se analiza la desviación de la temperatura media anual del aire en superficie, así como las desviaciones de las temperaturas máxima media anual y mínima media anual, para cada año desde 1931 hasta 2007 en España, en relación con la media de sus valores en el período 1961-1990. En España se ha producido un ligero calentamiento hasta finales de los cuarenta, y un enfriamiento posterior hasta el inicio de los setenta. A partir de principios de los años setenta se produce una tendencia al calentamiento que persiste hasta el presente, especialmente acusada en los primeros años de la década de los setenta y finales de los noventa.The increase in surface air temperature that has taken place in the last decades has important implications for sustainability, given its negative impacts on both economic sectors and biodiversity. In the present work we analyse the mean annual temperature anomalies from 1931 to 2008 in Spain, comparing them with the temperature averages between 1961 and 1990. The results show that Spain has a warming tendency from the early seventies up to the present.Peer Reviewe