Research Paper

Development of fauna of water beetles (Coleoptera) in waters bodies of a river valley – habitat factors, landscape and geomorphology

Développement de la faune de coléoptères aquatiques (Coleoptera) dans les eaux d'une vallée – facteurs de l'habitat, paysage et géomorphologie

¹ Department of Ecology and Environmental Protection, University of Warmia and Mazury, Łódzki Square 3, 10-727 Olsztyn, Poland
² Department of Zoology, Maria Curie-Skłodowska University, Akademicka 19, 20-033 Lublin, Poland
³ Department of Invertebrate Zoology and Limnology, Institute for Research on Biodiversity, Faculty of Biology, University of Szczecin, Wąska 13, 71-415 Szczecin, Poland
⁴ Department of Zoology, Animal Ecology and Wildlife Management, University of Life Sciences, Akademicka Str. 13, 20-033 Lublin, Poland
⁵ Department of Plant Taxonomy and Phytogeography, Institute for Research on Biodiversity, Faculty of Biology, University of Szczecin, Wąska Str. 13, 71-415 Szczecin, Poland

^⁎ Corresponding author: joanna.pakulnicka@uwm.edu.pl

Abstract

The goal of the study was to identify the beetle fauna of a small lowland river valley against its spatial arrangement and the directions of beetle migrations between habitats, as well as to determine which environmental factors affect the characteristics of water beetle populations in a river valley's lentic water bodies. The field studies were carried out in various types of water bodies. 112 species of beetles with various ecological characteristics were identified. It was demonstrated that the diversity of water bodies in the valley is conducive to high local species richness. At the same time, the observed high degree of faunistic individualism may be regarded as a sign of poor symmetry in the directions of fauna propagation, particularly that of stagnobionts. The authors argue that high individualism is the consequence of poor hydrological contact between the water bodies due to topography and rare instances of high tide in the river, which, in turn, is the reason for active overflights remaining the main mean of migration between those water bodies. The factors restricting migration of fauna between the water bodies include certain landscape characteristics of the catchment which form topographical obstacles, mainly numerous and dense forest areas. The character of fauna in the respective types of water bodies is affected also by internal environmental factors, particularly the degree to which they are overgrown with macrophytes, type of bottom, type of mineral and organic matter as well as physical parameters of water, such as saturation, pH, temperature and biological oxygen demand.

Résumé

Le but de l'étude était d'identifier la faune de coléoptères d'une petite vallée d'une rivière de plaine en fonction de son paysage et des directions des migrations des coléoptères entre les habitats, ainsi que pour déterminer quels facteurs environnementaux influent sur les caractéristiques des populations de coléoptères aquatiques dans les plans d'eau d'une vallée. Les études sur le terrain ont été effectuées dans divers types de masses d'eau. 112 espèces de coléoptères avec diverses caractéristiques écologiques ont été identifiées. Il a été démontré que la diversité des masses d'eau dans la vallée est propice à la haute richesse des espèces locales. Dans le même temps, le degré élevé observé de l'hétérogénéité faunistique peut être considéré comme un signe de mauvaise symétrie dans les directions de propagation de la faune, en particulier celle des stagnobiontes. Les auteurs soutiennent que la forte hétérogénéité est la conséquence d'un mauvais contact hydrologique entre les masses d'eau en raison de la topographie et de rares inondations de la rivière, ce qui, à son tour, est la raison pour laquelle les survols actifs restent le principal moyen de migration entre ces masses d'eau. Les facteurs limitant la migration de la faune entre les masses d'eau comprennent certaines caractéristiques du paysage du bassin versant qui forment de nombreux obstacles topographiques et les zones forestières denses. Le caractère de la faune dans les différentes masses d'eau est affecté aussi par des facteurs environnementaux internes, en particulier le degré auquel elles sont envahies par les macrophytes, le type de fond, le type de matières minérales et organiques ainsi que des paramètres physiques de l'eau, tels que l'oxygénation, le pH, la température et la DBO5.