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Effects of land uses and climate variability on the water quality of Mediterranean rivers: towards a regional vision of global change

This work investigated the effect of global change phenomena, particularly land use and climatic changes, on water quality patterns in Mediterranean rivers. A hybrid process-based and statistical model (SPARROW) was applied to a largely disturbed Mediterranean basin (NE Spain) to estimate annual nitrate 2/2 and phosphate loads. The model emphasized the contribution of in-stream processes in nutrient retention and the inter-annual effects of hydrological variability on nutrient export. Dynamic Factor Analysis (DFA) was used to detect common patterns at the basin scale. The application of complementary methods allowed the detection of signatures of environmental change on water quality patterns in three Mediterranean basins. The spatio-temporal variability of nitrate concentration made a clear distinction among sites that had a relationship with hydrology and sites where other processes (e.g. phenology-related) prevailed. Conversely, the variability of phosphate concentration was more complex and some sites were underrepresented by the extracted common patterns.

Este trabajo busc贸 investigar el efecto del cambio global, particularmente los cambios de usos de suelo y clim谩ticos, en los patrones de cualidad del agua en r铆os mediterr谩neos. Un modelo estad铆stico-mecanicista fue aplicado a una cuenca Mediterr谩nea para estimar cargas anuales de nitrato y fosfato. El modelo hizo 茅nfasis en la contribuci贸n de los procesos de r铆o en la retenci贸n de nutrientes y en los efectos de la variabilidad hidrol贸gica en la exportaci贸n de nutrientes. El an谩lisis factorial din谩mico y m茅todos complementarios permitieron la detecci贸n y atribuci贸n de cambios ambientales en patrones de calidad del agua en tres cuencas mediterr谩neas. La variabilidad espacio-temporal de la concentraci贸n de nitratos hizo una clara distinci贸n entre sitios que ten铆an una relaci贸n con la hidrolog铆a y sitios donde procesos fenol贸gicos prevalecieron. Por el contrario, la variabilidad de la concentraci贸n de fosfato fue m谩s compleja y algunos sitios fueron insuficientemente representados por los patrones extra铆dos.

Universitat de Girona

Manager: Sabater, Sergi
Marc茅 Romero, Rafael
Other contributions: Universitat de Girona. Departament de Ci猫ncies Ambientals
Author: Aguilera Becker, Rosana
Date: 2015 March 10
Abstract: This work investigated the effect of global change phenomena, particularly land use and climatic changes, on water quality patterns in Mediterranean rivers. A hybrid process-based and statistical model (SPARROW) was applied to a largely disturbed Mediterranean basin (NE Spain) to estimate annual nitrate 2/2 and phosphate loads. The model emphasized the contribution of in-stream processes in nutrient retention and the inter-annual effects of hydrological variability on nutrient export. Dynamic Factor Analysis (DFA) was used to detect common patterns at the basin scale. The application of complementary methods allowed the detection of signatures of environmental change on water quality patterns in three Mediterranean basins. The spatio-temporal variability of nitrate concentration made a clear distinction among sites that had a relationship with hydrology and sites where other processes (e.g. phenology-related) prevailed. Conversely, the variability of phosphate concentration was more complex and some sites were underrepresented by the extracted common patterns.
Este trabajo busc贸 investigar el efecto del cambio global, particularmente los cambios de usos de suelo y clim谩ticos, en los patrones de cualidad del agua en r铆os mediterr谩neos. Un modelo estad铆stico-mecanicista fue aplicado a una cuenca Mediterr谩nea para estimar cargas anuales de nitrato y fosfato. El modelo hizo 茅nfasis en la contribuci贸n de los procesos de r铆o en la retenci贸n de nutrientes y en los efectos de la variabilidad hidrol贸gica en la exportaci贸n de nutrientes. El an谩lisis factorial din谩mico y m茅todos complementarios permitieron la detecci贸n y atribuci贸n de cambios ambientales en patrones de calidad del agua en tres cuencas mediterr谩neas. La variabilidad espacio-temporal de la concentraci贸n de nitratos hizo una clara distinci贸n entre sitios que ten铆an una relaci贸n con la hidrolog铆a y sitios donde procesos fenol贸gicos prevalecieron. Por el contrario, la variabilidad de la concentraci贸n de fosfato fue m谩s compleja y algunos sitios fueron insuficientemente representados por los patrones extra铆dos.
Format: application/pdf
Document access: http://hdl.handle.net/10803/286633
Language: eng
Publisher: Universitat de Girona
Rights: ADVERTIMENT. L鈥檃cc茅s als continguts d鈥檃questa tesi doctoral i la seva utilitzaci贸 ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, aix铆 com en activitats o materials d鈥檌nvestigaci贸 i doc猫ncia en els termes establerts a l鈥檃rt. 32 del Text Ref贸s de la Llei de Propietat Intel路lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l鈥檃utoritzaci贸 pr猫via i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilitzaci贸 dels seus continguts caldr脿 indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el t铆tol de la tesi doctoral. No s鈥檃utoritza la seva reproducci贸 o altres formes d鈥檈xplotaci贸 efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicaci贸 p煤blica des d鈥檜n lloc ali猫 al servei TDX. Tampoc s鈥檃utoritza la presentaci贸 del seu contingut en una finestra o marc ali猫 a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i 铆ndexs.
Subject: Ci猫ncies del medi ambient
Title: Effects of land uses and climate variability on the water quality of Mediterranean rivers: towards a regional vision of global change
Type: doctoralThesis
Repository: TDX

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