Praderas de la fanerógama Cymodocea nodosa en Canarias: importancia, tendencias e impactos

1

Fernando Tuya, Grupo en Biodiversidad y Conservación ‘Ciencia compartida’, enero 2013 Bioges

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• (1) Introducción general a las fanerógamas marinas y C. nodosa, en particular, en Canarias

• (2) ¿Por qué son importantes?

• (3) Tendencias: ¿Han disminuido los sebadales en Gran Canaria?

• (4) Afecciones (impactos) sobre C. nodosa

• (5) Cambios en los ‘servicios ecosistémicos’

• (6) Algunas soluciones a su conservación

2

Estructura de la charla

• Pertenecen al grupo de las angiospermas, = plantas superiores con tejidos vegetativos diferenciados: raíces, tallo rizomatoso y hojas

• Plantas clonales = “céspedes”, como “campo de fútbol” bajo el agua; individuo = parches

3

(1) Descripción general fanerógamas marinas

• Sexualmente: flores ♀♂→ polen → frutos → semillas → dispersión → plántulas

• Asexualmente: propagación vegetativa de haces → propagación de clones

4

Existen 72 especies (12 géneros, 4 familias y 2 órdenes)

3 especies en Canarias “estrictamente marinas”:

5

Diversidad de angiospermas marinas

Cymodocea nodosa Halophila decipiens Nanozostera noltii

“especie de interés especial para los ecosistemas canarios”

“especie en peligro de extinción”

Figuras de protección (Catálogo de especies protegidas de Canarias)

“especie sensible a la alteración del hábitat” → “de interés especial para los ecosistemas canarios” (famosa “descatalogación” 2010)

Condiciones para el asentamiento de praderas

• Sustratos blandos donde les sea posible enterrar sus raíces y rizomas, y donde la competencia con otros macrófitos por el sustrato es mucho menor

• Zonas “protegidas” del oleaje→ ‘bajo’ hidrodinamismo

• Luz: fotosíntesis

• Nutrientes: absorción por hojas y sobre todo raíces

6

7 Seba “Cymodocea nodosa”

8

.....

9 Risco Verde, Arinaga, Gran Canaria

Distribución

• Distribución geográfica: Mediterráneo, costa atlántica del norte desde el S de Iberia hasta Senegal; Madeira y Canarias

• Distribución en Canarias: Todas las islas, si bien las praderas son reducidas en las islas occidentales, principalmente en las costas este, sudeste y sur

• Distribución batimétrica: entre los 2 y los 35 m de profundidad. En Lobos y Arinaga: charcos intermareales

10

Estacionalidad en su ‘vitalidad’

11

Tuya et al. 2006. Cien. Mar. 32

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Especie muy ‘mediática’… ‘ los sebadales’

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El Gobierno permitirá enterrar los sebadales de Granadilla

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Rechazo a la descataloyación del sebadal de Granadilla

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(2) ¿Pq son importantes las praderas de Cymodocea nodosa?

• Refugio y alimento para flora y fauna, p.e. zonas de cría y alevinaje de peces

• Producción Primaria: aumentan la disponibilidad de O2 (fotosíntesis); sumidero de C, subsidio de C a otros hábitats) • Estabilización sedimentaria (protección de la costa) • Reciclaje de nutrientes; aumento de la calidad del agua (p.e. reducción de turbidez)

--

15

16

Familia Especie F A T min max

Atherinidae Atherina aff. presbyter* 1.19 2.30 ± 0.01 2.16 ± 0.01 1.6 3.5

Aulostomidae Aulostomus strigosus 1.19 0.01 ± 2.30 49.00 ± 0.00 49 49

Bothidae Bothus podas* 13.10 0.26 ± 0.01 9.36 ± 0.24 4.8 13

Dasyatidae Dasyatis pastinaca* 2.38 0.02 ± 0.15 35.00 ± 0.77 30 40

Gobiesocidae Opeatogenys cadenati 1.19 0.02 ± 0.09 1.00 ± 0.00 1 1

Gobiidae Gobius niger 16.67 0.60 ± 0.03 4.03 ± 0.20 1.9 8.7

Haemulidae Parapristipoma octolineatum* 1.19 0.07 ± 0.04 7.43 ± 0.06 6.9 8.1

Pomadasys incisus* 1.19 0.01 ± 0.02 11.00 ± 0.00 11 11

Labridae Coris julis 5.95 0.08 ± 0.14 7.96 ± 0.48 1.5 14

Symphodus mediterraneus 3.57 0.08 ± 8.73 3.00 ± 0.13 1.7 5.1

Symphodus trutta* 29.76 1.90 ± 0.61 6.29 ± 0.31 1 13.5

Thalassoma pavo* 2.38 0.04 ± 0.21 15.30 ± 0.32 13.3 18.6

Xyrichtys novacula* 17.86 0.24 ± 0.01 13.70 ± 0.28 10.2 19

Monacanthidae Stephanolepis hispidus* 22.62 0.37 ± 1.48 5.20 ± 0.31 1 10.3

Mullidae Mullus surmuletus* 57.14 7.10 ± 0.02 6.03 ± 0.20 2.3 14.7

Ophicthidae Myrichthys pardalis 1.19 0.02 ± 0.11 47.50 ± 0.39 45 50

Pomacentridae Abudefduf luridus 1.19 0.01 ± 0.02 6.00 ± 0.00 6 6

Scaridae Sparisoma cretense* 28.57 0.90 ± 0.02 8.16 ± 0.43 1 17.2

Scorpaenidae Scorpaena maderensis 1.19 0.01 ± 0.69 15.00 ± 0.00 15 15

Scorpaena porcus* 5.95 0.06 ± 1.96 22.20 ± 0.40 18 28

Serranidae Serranus atricauda* 3.57 0.04 ± 0.30 12.23 ± 0.26 10.8 15

Serranus cabrilla* 5.95 0.07 ± 0.07 11.67 ± 0.45 6.5 15.5

Serranus scriba* 7.14 0.08 ± 0.01 12.80 ± 0.29 8 15.7

Sparidae Boops boops* 4.76 0.23 ± 0.01 8.05 ± 0.10 6.6 9.6

Dentex dentex* 13.10 0.37 ± 0.03 5.78 ± 0.32 2.3 13.2

Diplodus annularis* 66.67 30.49 ± 0.02 3.00 ± 0.22 1 15

Diplodus vulgaris* 25.00 2.00 ± 0.03 7.25 ± 0.14 2.5 10.1

Lithognathus mormyrus* 1.19 0.01 ± 0.03 12.00 ± 0.00 12 12

Oblada melanura* 2.38 0.02 ± 0.28 1.60 ± 0.09 1 2.2

Pagellus acarne* 8.33 1.06 ± 0.07 7.01 ± 0.17 3 13.1

Pagellus erythrinus* 9.52 2.42 ± 7.53 4.96 ± 0.10 3.1 11

Pagrus pagrus* 15.48 0.80 ± 0.01 8.54 ± 0.15 4.3 13

Spondyliosoma cantharus* 64.29 34.90 ± 0.11 5.13 ± 0.15 1.5 12.2

Squatinidae Squatina squatina* 1.19 0.01 ± 0.06 24.30 ± 0.00 24.3 24.3

Syngnathidae Nerophis ophidion 32.14 0.56 ± 0.55 16.61 ± 0.38 1.9 22

Syngnathus acus 17.86 0.27 ± 0.08 9.55 ± 0.72 2.1 21

Syngnathus typhle 89.29 7.70 ± 0.87 8.15 ± 0.51 1.9 24.9

Synodontidae Synodus saurus* 11.90 0.23 ± 0.09 14.29 ± 1.00 2 28.5

Synodus synodus* 5.95 0.11 ± 0.06 15.73 ± 0.34 12.4 21

Tetraodontidae Canthigaster capistrata 2.38 0.04 ± 0.03 8.90 ± 0.31 6.2 11.9

Sphoeroides marmoratus 26.19 0.32 ± 0.01 9.63 ± 0.55 1.3 17

Uranoscopidae Uranoscopus scaber 1.19 0.01 ± 0.06 33.50 ± 0.00 33.5 33.5

Espino, Tuya et al. 2011, Cien. Mar. 37

Riqueza de especies ícticas: ‘Efecto guardería’

43 especies, 18 interés pes., 14 reclutan como alevines

‘Efecto guardería’

17 Espino, Tuya et al. 2011, Cien. Mar. 37

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Cymodocea nodosa: hábitat para epifauna

18 Gartner, Tuya et al. (2013), J. Exp. Mar. Biol. Ecol 439

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g) Cymodocea nodosa ~ decapoddensity

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40h) Cymodocea nodosa ~ gastropod density

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d) Amphibolis grifithii ~ gastropod density

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• Zonas ZEC (antiguos LICs). Figura europea para la protección de determinados hábitats(Red Natura 2000).

• 8 ZECs por “sebadales”

• “Sebadales de Playa del Inglés”; “Franja marina de Mogán”, “Playa del Cabrón”, “Güi-güi”, “Antequera”, “Sebadales de La Graciosa”, “Sebadales de Guasimeta”, “Sebadales de Corralejo”

19

Protección: normativa europea

(3) ¿Han disminuido los sebadales en Gran canaria?

3 comparativas

20

• Diferencias en densidad, biomasa y longitud de hoja de C. nodosa de 5 praderas entre los 90s y 2011 • Diferencias en densidad, cobertura y longitud de hoja de C. nodosa de 19 praderas entre los 2003 y 2012 • Diferencias en la cobertura (área) de C. nodosa en Gran Canaria entre los 80s, 2003 y 2011

11

21 Tuya et al. 2013, Aq. Bot (in press)

(i) Diferencias en densidad, biomasa y longitud de hoja de C. nodosa de 5 praderas entre los 90s y 2011

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(ii) Diferencias en densidad, cobertura y longitud de hoja de C. nodosa en 19 praderas entre 2003 y 2012

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Sebadal Maspalomas

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Sebadal El Cochino

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Sebadal Juncalillo Sur

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2003 2012

Sebadal de Gando

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12 en regresión

7 estables (5 dentro de algún ENP)

(iii) Cambios históricos en la cobertura de C. nodosa en Gran Canaria

• Comparativa entre 2011 y cartografías anteriores disponibles (1980s, 2003, 2006); Martínez & Haroun (datos no publicados); tesina Martínez - ACCEDA

25

26

Franja marina de las Palmas de Gran Canaria

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31

Juncalillo del Sur

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32

ZEC Sebadales del Inglés (Bahía Feliz-San Agustín)

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33

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ZEC Sebadales del Inglés (Playa del Inglés)

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34

ZEC Franja marina de Mogán

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_ S.t imet ri. _ ZEC

35

¿Conclusiones de estos 3 estudios?

(i) Tendencia regresiva, menos acusada en ENP (ZECs)

(ii) Aumento de la presencia del alga verde C. prolifera

Verano 2011 + Invierno 2011

36

Interacciones entre C. nodosa y C. prolifera

?

37

OPEN él ACCE55 Fr .. ly IVlilabla onlina ~ PLOS one

A Meta-Analysis of Seaweed Impacts on Seagrasses: Generalities and Knowledge Gaps Mads S. Thomsen 1

.2 *, Thomas Wernberg 1 .2.3, Aschwin H. Engelen 4

, Fernando Tuya2. 5, Mat A.

Vanderklift 6, Marianne Holmer7

, Karen J. McGlathery8 , Francisco Arenas9, Jonne Kotta 1 0 , Brian R.

Silliman 11

1 Ocean~ Institute aOO School of Plant Biology, Univer" ty of Westem Au<;tralia, Crawley, We<;tem Australia, Australia, 2 Centre for Marine Ecosystems Re.¡eard'l, Edith

Cowan University, Joondalup, Westem Australia, Australia, 3 Australian Institute of Marine Sdence, Crawley, We<;tem Australia, Au<;tralia, 4 Centro de Ciencias do Mar do

Algarve, Universidade do Algarve, Faro, Portuga~ S Biodiversity aOO Environrr.ental Ma""')err.ent Centre, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Las Palmas, Canary

IslaOOs, Spaio, 6 lile Commonweakh Scientific and IOOustrial Research Organi ... tion Marine and Atmospheric Rf'search, Wembley, Westem Au<;tralia, Austlillia, 7 1n<;titute

of Biology, Univer" ty of Soutllem Denmark, Odeme, Denmao1<, 8 Department of Environmental Sdences, University of Virginia, (ha~ottesville, Virginia, United SUtes of Arr.erica, 9 Llboratory of Coastal Biodiversity, Centro Interdi~ciplinar de Investigacao Marinha e Amblenta~ University of Porto, Porto, Portuga~ 10 Estonian Marine

In<;titute, University of lartu, lallinn, Estonia, 11 Department of Biology, University of Florida, Gainesville, Florida, United States of Amerita

Abstract

Seagrasses are important habitat·forrners and ecosystem engin eers that are under threat from bloom-forming seaweeds. These seaweeds have been suggested to outcompete the seagrasses. particularly when facilitated by eutrophication. causinQ reqime shifts wh ere Qreen meadows and clear waters are replaced with unstable sediments. turbid waters. hvpoxia.

38

16 praderas de GC; Tuya et al. 2013, Aq. Bot (in press)

Correlativamente

120 -N • 100 E o • Winter 2011 -o o Summer 2011

en Summer 2011 ; Y = 55.68 -0.71x; R2=0.29, p= 0.02 - 80 en - --- Winter 2011 ; Y = 25.99 -0.27x; R2 =0.11, p=0.08

en ca 60 E

o _o

• O

.-.c 40 -ª • O

I'a O CI) O 20 "'O O t::

O •

~------ --------- O • 0---- -

• • • -O

o 20 40 60 80

c. prolifera biomass (g m-2)

100% 50% 0%

Cymodocea nodosa

Caulerpa prolifera

39

Experimentalmente

40 Tuya et al. 2013, Aq. Bot (in press)

"

~- 25

a (a) Shoot density T

E ~ 20 ~

M C! " e .!!l " o

b T b

T o ..c en

N , E

a (b) Total biomass T

~ ~

M C)

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E ~

T j ..c -el c: CI>

...J

100% 50% 0%

(4) Afecciones (impactos) sobre praderas de C. nodosa

41

•• •

1 ........ "'1., ~ ..

,

'\--. "'-l-_.In<ILISIJIoIoo

" twnidoodopb_do ... doou)

Impactos antrópicos

• Obras marítimas: destrucción directa del hábitat, pero

además pueden causar: • Cambios en la dinámica sedimentaria: enterramiento • ↑ Turbidez del agua y reducción lumínica, además

causados por otras afeccciones: • Jaulas de engorde de acuicultura: eutrofización • Vertidos de aguas residuales: eutrofización • Vertidos de salmuera: acidificación + toxicidad de

productos asociados (2-metil sulfito) • Fondeos de embarcaciones • Cambio global: calentamiento del agua/introducción de

especies exóticas

42

• Tormentas/temporales/mar de fondo

• Escorrentías

• Herbivoría

• Competencia con otros vegetales (siempre bajo escenarios ambientales “naturales”

43

Impactos naturales

Impactos antrópicos sobre C. nodosa en Canarias

• Obras marítimas: destrucción directa del hábitat (Tuya et

al. 2003, J Coast. Cons.) • Jaulas de engorde de acuicultura (Vergara et al. 2005) • Vertidos de salmuera (proyecto Venturi; ITC, Portillo et

al. 2012) • (i) Vertidos de aguas residuales: eutrofización • (ii) Cambios en la dinámica sedimentaria: enterramiento CYMOESTRES (MICINI, 2011) – efecto de estos 2

estresores locales sobre el bienestar de la planta

44

Analizar la respuesta de C. nodosa y su biota a distintos escenarios de cargas de nutrientes en la columna de agua, determinando si las respuestas pueden estar moduladas por la conexión clonal de la planta; mecanismo que podría amortiguar el impacto de estresores ambientales sobre la planta.

Respuestas fisiológicas

Respuestas morfológicas

Respuestas ecológicas de la biota asociada

45

(i) Respuesta de C. nodosa y su biota a cambios en las cargas de nutrientes: ¿modula la conexión clonal las respuestas?

Tratamientos experimentales: cargas de nutrientes

++NiPi: Oscomocote© (n=8) (‛large’)

+NiPi : Oscomocote © (n=8) (‛moderate’)

‛Placebos’ (n=8) (‛ambient’)

46

Eficacia del enriquecimiento

47

Promedios de 3 días (inmediatamente previo al reemplazo de nutrientes)

2.5

- Phosphates "'f""" Nitrates • 2.0

el E ---s::::: 1.5

O .-+' ca s...

1.0 +' s::::: Q) O s::::: O 0.5

U

0.0 --'---------

Ambient Moderate Large

Efecto de la conexión clonal de la planta

- Conexión Clonal + Conexión Clonal 48

49

- Conexión Clonal + Conexión Clonal

++NiPi +NiPi ++NiPi +NiPi Placebo Placebo

Distribución de parcelas experimentales

Evolución en el tiempo

++NiPi

‛Placebo’

t0 t= 2 meses t= 4 meses

50

Respuestas morfológicas

La conexión clonal modula las respuestas morfológicas ante distintos escenarios de

cargas de nutrientes

51

Caída de la biomasa foliar/densidad de haces

con la eutrofización fue más acentuada donde se cortó la conexión clonal

C. nodosa empleó las reservas energéticas de haces adyacentes para enfrentarse al stress

Tuya et al. (Mar. Ecol. Prog. Ser. submitted)

Respuestas fisiológicas: metabolismo del N y P

52 Tuya et al. (Mar. Ecol. Prog. Ser. submitted)

3,0 ~----------------~

(AJ % Below-ground N

~2,5

cft. 2,0 ~ -<: el) 1 ,5 -<: O U 1,0

Z

0,5

0,0 "-----0,10

~0,08

e ;¡¡¿ 0,06 ~ -<:

'" 1: 0,04

O u n.. 0,02

0,00

(C) % Below-ground P

T

T

Ambient Moderate

(B) % Above-ground N

(O) Above-ground P

T tL ¡."

.........

Large Ambient Moderate ~-----~

_ - Clonallnt.

= + Clonal Int.

~

-" Large

Epífitos

53

(A) Epiphytes

Large - Clonal Integration Large + Clonal IntegrationModerate - Clonal IntegrationModerate + Clonal IntegrationAmbient - Clonal IntegrationAmbient + Clonal Integration

reducción en la cantidad de luz q llega

al aparato fotosintético de la planta

.... • el IJ)

J!! >­..c: Q. 'o. Q)

el -'O <O O

CJ .. >­

..c: Q.

1.4

(A) Epiphytic biomass 1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 rl Q. W 16 ,---------------------------------------

14

<O 12 )(

S 10 ... O ... Q) .c E :J Z

8

6

4

2

(B) Epiphytic richness

o ~-----

Ambient Moderate Large

- -Clonal Integration = + Clonal Integration

•

• O

... 'V

• O

'V 'V • 0 • ., .,

• O • O 'V O • • •

O O

O O

54

Respuestas fisiológicas: contenido en azúcares solubles (no estructurales)

Reducción foliar (ergo superficie fotosintética) con la fertilización - R>PP - plantas exhaustas (no pueden hacer frente a la demanda energética) - caída en el contenido de azúcares solubles en C. nodosa; mucho más acusada cuando se elimina la conexión clonal

Tuya et al. (Mar. Ecol. Prog. Ser. submitted)

“Grazing”

55

Ambient

Large

Tuya et al. (Mar. Ecol. Prog. Ser. submitted)

Epifauna

56

(B) Epifauna

Large - Clonal Integration Large + Clonal IntegrationModerate - Clonal IntegrationModerate + Clonal IntegrationAmbient - Clonal IntegrationAmbient + Clonal Integration

(A) Total abundance

Ind

(0.0

4 m

-2)

0

2

4

6

8

10

12

(B) Species richness

Ambient Moderate Large

Spec

ies

(0.0

4 m

-2)

0

1

2

3

4

5

6

7

- Clonal Integration + Clonal Integration

o

1::

• • o

• o

• " • o

•

o

• "

• • •

A ,5. ~ -:-~., .-", ,.:.~. .. .--, , _oO· ':-. . ~ • • ---~

~

57

Eutrofización

Epífitos

+ +

+

Herbivoría

+ ↓ sup.

fotosintética (plantas exhaustas)

+

58

(ii) Respuesta de C. nodosa a cambios en la sedimentación: ¿modula la conexión clonal las respuestas?

Analizar la respuesta de C. nodosa ante distintos escenarios de

sedimentación, determinando si las respuestas pueden estar moduladas por la conexión clonal de la planta.

59

Tratamientos experimentales: cargas sedimentarias (4 meses)

‛Placebos’ (n=8) (‛ambient’)

‛24 cm’ (n=8) (‛High’)

‛8 cm’ (n=8) (‛High’)

Efecto de la conexión clonal de la planta

- Conexión Clonal + Conexión Clonal 60

61 Tuya et al. 2013, J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 439

Respuestas morfológicas

Q) r:::: (,) Q)

"C -O O

..1:: U)

~

(A) + Clonal Integration 100 r~::====I~",;-_.J

80

60

40

20 ~============;===========~ 100 -k----~-----"T--

80

60

40 ___ Ambient

-O- Moderate -....- High

(B) - Clonal Integration

20 ~====~~~--~------~----~ 5 10 15

Time (weeks)

12

10

~

.~ 8

o u 2l • g

.J:;

'" 4

,

4

3

2

1

o

(A) Shoot densily

a

a ~ A A

b

(C) Above-ground biomass

A A A

a T

b

b

(E) Internodallength b

b ~

A A

a

60

" " .. 40

5 U ~ 30

~ E ~ 20 Z

10

1.4

1.2

1.0

0.8

o .•

o .•

0.2

0.0

60

o

o

o

o

o

o

(B) Number of leaves

A a A A

a

b

(O) Below-ground biomass a

a

A A a A

(F) leaves length

A A a

ab

b

Ambient Moderale High Control Ambient Moderate High

- - Clonallntegration = + Clonallntegration

Control

62

(5) ¿erosión en los ‘servicios ecosistémicos’?

63

• Producción primaria/sumidero de C • Estabilización sedimentaria • Efecto guardería para reclutas de peces • Hábitat para peces adultos • Hábitat para epifauna

• Modificación del flujo hidrodinámico • Flujos de C en redes tróficas • Calidad del agua

EU-BEST Call (outermost

regions): 2013-2015

64

65

0

20

40

60

80

100

120

Site 1(15m) Site2 (10m) Site3(5m)

Seba

Caulerpa

0

50

100

150

200

250

300

Caulerpal-1 Caulerpal-2 Sebadal-1 sebadal-2

Algunos datos…

• Estabilización sedimentaria (retención de sedimentos)

• Producción primaria (capacidad de fijación de C)

66

• Hábitat para epifauna

Soluciones a su conservación

• Adecuados planes de gestión costera - Leyes vigentes (figuras de protección)

• Sensibilización y educación ciudadana (difusión – descarga de pdf, “Sebadales de Canarias” como ejemplo)

• Mayor I+D+i: monitoreo, impactos y:

• Restauración del hábitat (muy incipiente aún in situ)

www.sebadales.org

68

Divulgación y educación ambiental

Gracias

69