Basado en datos de campo simultáneos con sobrevuelo de Landsat en seis fechas diferentes, desarrollamos un modelo lineal robusto para predecir fracciones subpixel de cobertura de agua. El modelo se aplicó a una serie temporal de 174 imágenes de Landsat TM y ETM+ para reconstruir el régimen de inundación de un sistema de pequeños estanques temporales y estudiar sus cambios espaciotemporales en un período de 23 años. Intentamos diferenciar las fluctuaciones naturales de las tendencias en variables hidrológicas (es decir, acortamiento del hidroperíodo) que pueden amenazar la preservación del sistema. Aunque los datos de teledetección de resolución media rara vez se han aplicado al monitoreo de humedales de pequeño tamaño, este estudio evidencia su utilidad para entender la hidrología de los estanques temporales a escala local. Mostramos que los estanques temporales en el Parque Nacional de Doñana constituyen un sistema grande y heterogéneo con alta variabilidad intra e interanual. También evidenciamos que el valor de conservación de este ecosistema está amenazado por la tendencia observada a hidroperíodos anuales más cortos en los últimos años, probablemente debido a la explotación de acuíferos. Este sistema de estanques temporales merece atención especial por la alta densidad y heterogeneidad de estanques naturales, poco comunes en Europa. Por esta razón, las decisiones de gestión para evitar su destrucción o degradación son críticas.