Research Paper

Do lake littoral benthic invertebrates respond differently to eutrophication, hydromorphological alteration, land use and fish stocking?

Est-ce que les invertébrés benthiques d'un littoral lacustre réagissent différemment à l'eutrophisation, la modification hydromorphologique, l'utilisation des terres et l'empoissonnement?

Institute for Water of the Republic of Slovenia, Dunajska cesta 156, 1121 Ljubljana, Slovenia

^⁎ Corresponding author: rebeka.siling@izvrs.si

Abstract

In order to provide adequate guidelines in freshwater management, managers need reliable bioindicators that can respond differently to varied stressors. Managers also have to consider hierarchical structure of environmental factors. Thus, our research aims to test the independence of taxa responses along environmental gradients and to examine in what order natural and anthropogenic factors constrain the structure of littoral benthic assemblages. The rank of explained variance of littoral benthic assemblage's variable group hierarchy was: land use > landscape characteristics > eutrophication > fish stocking > hydromorphological alteration. We determined nine gradients (two natural and seven stressor gradients), separated into five groups based on statistically significant differences in responsiveness of taxa. Apart from responsiveness to natural factors, littoral benthic invertebrates could be used as bioindicators for stressors reflecting urbanization, eutrophication, hydromorphological alteration and fish stocking. The taxonomical composition of littoral benthic invertebrates, especially when taxa with preference for certain relatively narrow environmental conditions along gradients are present, can be used to identify effects of key stressors. Our findings have profound implications for ecological assessment and management of lakes, as they indicate that benthic invertebrates can be used when the effects of multiple stressors need to be disentangled.

Résumé

Afin de fournir des lignes directrices adéquates en matière de gestion d'écosystèmes d'eau douce, les gestionnaires ont besoin de bioindicateurs fiables qui puissent répondre différemment à des facteurs de stress variés. Les gestionnaires ont également à considérer la structure hiérarchique des facteurs environnementaux. Ainsi, notre recherche vise à tester l'indépendance des réponses des taxons le long de gradients environnementaux et d'examiner dans quel ordre les facteurs naturels et anthropiques influent sur la structure des assemblages benthiques littoraux. L'ordre dans la variance expliquée du groupe des variables de l'assemblage benthique littoral était : l'utilisation des terres > les caractéristiques du paysage > l'eutrophisation > l'empoissonnement > l'altération hydromorphologique. Nous avons déterminé neuf gradients (deux naturels et sept gradients de stress), séparés en cinq groupes en fonction des différences statistiquement significatives dans la réactivité des taxons. En dehors de la réactivité à des facteurs naturels, les invertébrés benthiques du littoral pourraient être utilisés comme bioindicateurs pour les facteurs de stress reflétant l'urbanisation, l'eutrophisation, l'altération hydromorphologique et l'empoissonnement. La composition taxinomique des invertébrés benthiques littoraux, en particulier lorsque les taxons, avec une préférence pour certaines conditions environnementales relativement importante, sont présents le long des gradients, peut être utilisée pour identifier les effets des principaux facteurs de stress. Nos résultats ont des implications profondes pour l'évaluation et la gestion écologique des lacs, car ils indiquent que les invertébrés benthiques peuvent être utilisés lorsque les effets de multiples facteurs de stress doivent être dissociés.