Assessment of Missouri River floodplain invertebrates during historic inundation: implications for river restoration

Évaluation des invertébrés de la plaine d’inondation de la rivière Missouri au cours d’une inondation historique : implications pour la restauration de la rivière

⁽¹⁾ Environmental Resources Section, U.S. Army Corps of Engineers, Kansas City, MO 64106, USA
⁽²⁾ Oklahoma State University, Department of Zoology, Stillwater, OK 74074, USA
⁽³⁾ Threatened and Endangered Species Section, U.S. Army Corps of Engineers, Yankton, SD, USA

^⋆ Corresponding author: Nathan.J.Gosch@usace.army.mil

Received: 25 July 2013
Revised: 24 October 2013
Accepted: 7 November 2013

Abstract

Floodplain connectivity is important to aquatic organisms in large rivers. Anthropogenic alterations regulating the Missouri River have limited connectivity and negatively affected native fauna. Determining the biological response to rare inundation events may be important when considering potential restoration options on a regulated river; thus, we assessed benthic invertebrate and zooplankton communities at three floodplain sites during a historic Missouri River high-water event. Chironomid larvae dominated during most sampling trips and densities were often highest during initial sampling trips with lower densities as high water persisted. Similar trends were evident for rotifer, cladoceran, and copepod densities. Nonmetric multidimensional scaling also showed relatively high dissimilarity of densities between early and late sampling trips for benthic invertebrate and zooplankton communities. As such, short-term inundation may be more beneficial to Missouri River benthic invertebrate (mainly chironomid larvae) and zooplankton production than more prolonged inundation lasting a month or more. Furthermore, restoration projects may be designed at elevations allowing more short-term inundation, which would likely benefit native fishes with additional spawning, nursery, and foraging habitat. Levee setbacks may be an effective restoration option for increasing the amount of habitat available for short-term inundation while potentially providing socioeconomic, flood-risk reduction benefits by enhancing flow conveyance.

Résumé

La connectivité de la plaine d’inondation est importante pour les organismes aquatiques dans les grandes rivières. Les modifications anthropogéniques de régulation de la rivière Missouri ont limité la connectivité et affecté négativement la faune indigène. Déterminer la réponse biologique à des événements d’inondation rares peut être important lors de l’examen des options de restauration possibles sur une rivière régulée; nous avons étudié les communautés d’invertébrés benthiques et de zooplancton sur trois sites d’une plaine d’inondation de la rivière Missouri au cours d’un événement historique d’inondation. Les larves de chironomes sont dominantes pendant la plupart des campagnes d’échantillonnage; les densités étaient souvent plus élevées au cours des campagnes d’échantillonnage initiales et plus faibles quand la submersion persiste. Des tendances similaires sont trouvées pour les densités de rotifères, cladocères, et copépodes. L’analyse multidimensionnelle non métrique a également montré une dissemblance relativement élevée des densités entre campagnes d’échantillonnage précoces et tardives pour les communautés d’invertébrés benthiques et de zooplancton. En tant que telle, l’inondation à court terme peut être plus bénéfique à la production d’invertébrés benthiques (principalement les larves de chironomes) et de zooplancton de la rivière Missouri que les inondations de plus longue durée, d’un mois ou plus. En outre, les projets de restauration peuvent être conçus à des altitudes permettant des inondations de plus courte durée, qui seraient susceptibles de bénéficier aux poissons indigènes avec un habitat supplémentaire de fraie, de nurserie et d’alimentation. La rupture de digue peut être une option de restauration efficace pour augmenter la quantité d’habitat disponible lors d’inondations de courte durée, tout en fournissant potentiellement des bénéfices socio-économiques de réduction des risques d’inondation en améliorant les écoulements.