Parameters structuring macrophyte communities in rivers and lakes – results from a case study in North-Central Poland

Paramètres structurant les communautés de macrophytes dans les rivières et les lacs – résultats d’une étude de cas dans le Centre-Nord de la Pologne

⁽¹⁾ Poznań University of Life Sciences, Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland
⁽²⁾ University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Department of Botany and Nature Protection, Olsztyn-Kortowo, Poland
⁽³⁾ Institute of Environmental Protection-National Research Institute, Warsaw, Poland
⁽⁴⁾ Norwegian Institute for Water Research, Oslo, Norway

^⋆ Corresponding author: kszoszk@up.poznan.pl

Received: 11 February 2014
Revised: 18 June 2014
Accepted: 6 November 2014

Abstract

We analysed macrophyte species composition and abundance, water chemistry and hydromorphological parameters of all major river stretches and lakes in the catchment of the lowland river Wel, Poland. We studied (i) which hydromorphological and physico-chemical factors best explained macrophyte species composition, (ii) if environmental factors structuring macrophyte communities were different between rivers and lakes; and (iii) if macrophyte indices developed to indicate eutrophication correlated with nutrient concentrations. Based on two-way indicator species analysis, correlation analysis and canonical correspondence analysis, we found that river substrate was most important in structuring macrophyte species composition and abundance in rivers, while water quality parameters were most important in lakes; species richness and diversity were correlated with river size and substrate type in rivers, but not in lakes; the relative abundance of macrophyte growth forms was best explained by total organic carbon and Secchi depth in lakes, but it was not correlated with any of the water chemical or hydromorphological parameters in rivers. Irrespective of which factors best explained macrophyte community composition, macrophyte metrics developed to indicate ecological status responded most strongly to total phosphorus concentrations, both in rivers and lakes. We conclude that macrophyte metrics are valuable tools for ecological status assessment also in ecosystems where parameters other than nutrients shape macrophyte community composition.

Résumé

Nous avons analysé la composition spécifique et l’abondance de macrophytes, la chimie de l’eau et les paramètres hydromorphologiques de tous les principaux tronçons des rivières et les lacs du bassin versant de la rivière de plaine Wel, en Pologne. Nous avons étudié, (i) les facteurs hydromorphologiques et physico-chimiques qui expliquent le mieux la composition des espèces de macrophytes, (ii) si les facteurs environnementaux structurant les communautés de macrophytes étaient différents entre les rivières et les lacs, et (iii) si les indices macrophytiques développés pour indiquer l’eutrophisation sont corrélés avec les concentrations de nutriments. Basée sur l’analyse des espèces indicatrices, l’analyse de corrélation et l’analyse de correspondance canonique, nous avons trouvé que le substrat de la rivière était plus important dans la structuration de la composition des espèces de macrophytes et leur abondance dans les rivières, tandis que les paramètres de qualité de l’eau étaient les plus importants dans les lacs; la richesse en espèces et la diversité sont corrélées avec la taille de la rivière et le type de substrat dans les rivières, mais pas dans les lacs; l’abondance relative des formes de croissance de macrophytes a été mieux expliquée par le carbone organique total et la profondeur de Secchi dans les lacs, mais elle n’était corrélée avec aucun des paramètres hydromorphologiques ou chimiques de l’eau dans les rivières. Indépendamment des facteurs expliquant le mieux la composition des communautés de macrophytes, les métriques macrophytes développées pour indiquer l’état écologique ont répondu le plus fortement aux concentrations de phosphore total, à la fois dans les rivières et les lacs. Nous concluons que les métriques macrophytes sont des outils précieux pour l’évaluation de l’état écologique aussi dans les écosystèmes où des paramètres, autres que les nutriments structurent la composition des communautés de macrophytes.