New approaches in modeling coastal lagoons affected by human activity to predict the evolution of their social and environmental setting

Abstract

Las lagunas costeras son ecosistemas que ofrecen gran cantidad de servicios, al ser cruciales para la biodiversidad y la economía local. Sin embargo, son altamente vulnerables debido a su complejidad ecológica y a la presión humana a la que se ven sometidas, agravada por el cambio climático. Este es el caso del Mar Menor, una de las lagunas costeras más grandes de Europa y que presenta una gran complejidad socioeconómica. Para gestionar y conservar adecuadamente estos ecosistemas, surge el proyecto SMARTLAGOON, cuyo objetivo es desarrollar un "gemelo digital" que permita modelizar y predecir los procesos socioambientales en tiempo real, facilitando la toma de decisiones informadas en las lagunas costeras. Esta tesis, enmarcada en dicho proyecto y presentada por compendio, se centra en desarrollar nuevos enfoques de modelización bajo escenarios de cambio climático. A lo largo de la investigación, que incluye tres artículos publicados y dos bajo revisión, se realizaron estudios en el Lago Erken, un ecosistema menos alterado y con un extenso historial de monitorización, para probar las metodologías propuestas antes de aplicarlas al Mar Menor, una zona mucho más compleja de modelizar. Es esta cuenca se realizaron predicciones de cambio climático combinando modelos hidrológicos, hidrodinámicos y ecológicos y se compraron distintos tipos de calibración. Con lo obtenido en estos estudios, se procedió a la modelización del Mar Menor y el Campo de Cartagena mediante la combinación de modelos SWAT+, GOTM y WET para mejorar la precisión de las simulaciones, con técnicas de calibración para ambientes con escasez de datos. Los resultados muestran que, en ambas zonas, el cambio climático afecta gravemente a los ecosistemas acuáticos, provocando alteraciones en la escorrentía y la entrada de nutrientes en la cuenca, así como fenómenos de estratificación, hipoxia y cambios en la calidad del agua en la laguna. Estos impactos afectan tanto a los servicios ecosistémicos como a la población local, y pueden ser especialmente graves en el Mar Menor, debido a la variedad de actividades humanas que dependen de este ecosistema.