Selección de gremios y modelado de idoneidad del hábitat para la comunidad de peces en el alto Cabriel

Abstract

This study is focussed on two sections of Cabriel River, corresponding to Boniches and El Cañizar, both municipalities situated in the province of Cuenca.

In this two river sections, the determination of fish species and the number of individuals was done by diving counts in each mesohabitat. All these species are endemic except the gudgeon, an invasive specie that could affect other species populations. The main interest of the study is focused on jucar nase because it is an endangered specie whose habits and habitat requirements are not well known.

The species are divided in large and small sizes, with the exception of the gudgeon (Gobio lozanoi). The other species are trout (Salmo trutta), barbels (Luciobarbus guiraonis), chunks (Squalius pyrenaicus) and jucar nase (Parachondrostoma arrigonis).

Also, hidromorfolgical and habitat variables of each section were estimated, as water speed, depth, proportion of fine, medium and coarse substrates, and variables related to refuge, as submerged vegetation, shade and undercut banks.

The main goal of the study is relate the species of the upper Cabriel with habitat characteristics at mesohabitat scale. These relationships will be used to group species in guilds with the same habitat requirements and, after that, these guilds will be modelled to obtain their habitat suitability.

This goal will be accomplished trough an exploratory analysis (variables and species relationships), a classification method (guilds) and a modelling method (habitat suitability).

The explorative analysis will be done with Canonical Correspondence Analysis (CCA), which is an ordination method that relates (linearly) variables with species to obtain their dependences. It will be done with abundance (individuals), density (individuals/m2) and presence/absence data.

Once species tendencies are clear, it will be applied a classification method, the Cluster, to determine the number of guilds and their composition.

Finally, it will proceed to model each guild with artificial neural networks, a method inspired in the conexion between neurons, which will show the habitat suitability of each fish guild.

The pretension of the study is to know more about the preferences of each endemic specie to apply better management measures and to avoid their disappearance, with special attention on Jucar nase, because this fish species is critically endangered.

Este estudio se centra en dos tramos altos del río Cabriel que se corresponden con Boniches y El Cañizar, ambos municipios situados en la provincia de Cuenca.

En estos dos tramos del río se realizaron conteos por buceo para determinar el numero de individuos de cada especie que había en cada mesohábitat. Todas las especies que se encontraron son endémicas excepto el gobio, una especie invasora que podría afectar a las poblaciones de las demás especies. El principal interés recae sobre la loina, ya que se trata de una especie endémica en peligro de extinción de la que no se conoce mucho sobre sus costumbres y requerimientos del hábitat.

Las especies se dividen en tallas adulta y alevín, a excepción del gobio (Gobio lozanoi). Se trata de truchas (Salmo trutta), barbos (Luciobarbus guiraonis), cachos (Squalius pyrenaicus) y loinas (Parachondrostoma arrigonis).

También se estimaron las variables hidromorfológicas y del hábitat de cada tramo, como la velocidad del agua, la profundidad, la proporción de sustratos finos, medios y gruesos, y variables relacionadas con el refugio, como la vegetación sumergida, la sombra o las cornisas de las orillas.

El principal objetivo del estudio es relacionar las especies presentes en la parte alta del río Cabriel con las características del hábitat a escala de mesohábitat. A partir de estas relaciones o preferencias del hábitat se pretende clasificarlas en grupos o gremios (guilds) con los mismos requerimientos y modelarlos para obtener la idoneidad del hábitat de cada uno de ellos.

Para ello, primero se hará un análisis exploratorio de los datos y después se agruparán las especies con los mismos requerimientos del hábitat. Por último, se procederá a la modelación de cada gremio.

El análisis exploratorio se llevará a cabo mediante Cannonical Correspondence Analisis (CCA), un método de ordenación que relaciona de forma lineal las variables del hábitat con las especies, para ver la dependencia de cada una de ellas, tanto en abundancia (individuos), como en densidades (individuos/m2) y presencia/ausencia.

Una vez claras las tendencias de las especies respecto al hábitat, se aplicará un método de clasificación, el Cluster, para determinar el número de guilds adecuado y las especies o diferentes tallas que los componen.

Con los guilds formados se procederá a hacer el modelo utilizando redes neuronales, un método inspirado en la interconexión de neuronas, que nos mostrará la idoneidad del hábitat de cada gremio.

Con estos análisis se pretende conocer más sobre las preferencias de las especies endémicas para poder tomar las adecuadas medidas de gestión y prevenir su desaparición, sobre todo de la loina, especie de gran interés debido al actual estado de sus poblaciones en declive.

[CA] El principal objectiu d’aquest estudi és analitzar les variables fonamentals de l’hàbitat per a determinar la idoneïtat de l’hàbitat de les espècies de l’alt Cabiel, a escala de mesohàbitat. Este estudi es centra en la part alta del riu Cabriel (Conca, Espanya), específicament en dos seccions on les unitats hidromorfològiques (HMU) o mesohàbitats es van emprar com unitats de mostra. Les HMU es classificaren en tolls, taules, runs, corrents i ràpids, on s’estimaren les variables de l’hàbitat i l’abundància d’espècies. Totes les espècies que es van trobar eren endèmiques (truites, barbs, madrilles bagres i madrilles del Xúquer) exceptuant el gobi (espècie invasora), però el principal interès recau sobre la madrilla del Xúquer (Parachondrostoma arrigonis), una espècie en perill d’extinció de la que no es coneix molt sobre els seus costums i requeriments de l’hàbitat. Per a aconseguir el nostre objectiu, primer es van analitzar les relacions entre les espècies i les característiques de l’hàbitat, mitjançant l’Anàlisi de Correspondències Canòniques (CCA). Després, es va aplicar un clúster per a crear grups o guilds basats en la selecció de l’hàbitat de cada espècie. Finalment, es va desenvolupar un model d’idoneïtat de l’hàbitat (model de densitat de peixos) mitjançant Xarxes Neuronals Artificials (ANN), i així determinar les variables crucials per a cadascun d’ells. L’anàlisi de sensibilitat, que determina la influència (positiva o negativa) de les variables crucials sobre la densitat de cada guild, es va fer amb diagrames de dependència parcial i els algoritmes de Garson i Olden. Es definiren tres guilds, formats per: 1- truites (grans i menudes); 2- madrilles del Xúquer (grans i menudes) i madrilla bagra menuda; 3- madrilla bagra adulta, barbs (grans i menuts) i gobis. Les variables obtingudes per a cadascun d’ells van ser (respectivament): 1- la superfície, l’amplària, el substrat mitjà i els rabeigs; 2- la profunditat i el substrat fi; 3- la superfície, el substrat fi i la densitat de roques. La superfície i l’amplària mostraren un efecte negatiu en la densitat del guild 1, mentre que la influència del substrat mitjà i dels rabeigs va ser positiva. Per al guild 2, va haver una influència positiva del substrat fi i una relació negativa amb la profunditat, amb l’òptim entre 1-1.5 m. Els resultats per al guild 3 van ser menys concloents, però pareix que la densitat augmenta amb la superfície i el substrat fi, mentre que la influència de la densitat de roques es negativa. Es pot concloure que este estudi d’investigació podria ser decisiu per a aplicar millors mesures de gestió i orientar els esforços per a la conservació en un futur proper, tenint en compte que l’abundància d’una espècie en un cert hàbitat està associada amb altres espècies del mateix guild. En este sentit, es pot contribuir a la millora de la gestió i evitar el declivi o l’extinció d’espècies amenaçades.