Research Paper

Phytoplankton functional group classifications as a tool for biomonitoring shallow lakes: a case study

Les groupes fonctionnels du phytoplancton en tant qu'outils de biosurveillance des lacs urbains : une étude de cas

¹ Instituto del Conurbano, Universidad Nacional de General Sarmiento, Juan María Gutiérrez 1150, Los Polvorines CP B1613, Buenos Aires, Argentina
² Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Buenos Aires, Argentina
³ Instituto Multidisciplinario sobre Ecosistemas y Desarrollo Sustentable, Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina
⁴ Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina

^* Corresponding author: lallende@campus.ungs.edu.ar

Abstract

We assessed changes in phytoplankton community structure in relation to environmental variables in an urban eutrophic shallow lake (Lake Lugano, Argentina) throughout one year following two classification systems according to the morpho-functional groups (MFG) approach and morphologically based functional groups (MBFG). We aimed to compare the different approaches and find a simple tool to biomonitor urban freshwaters regarding their phytoplankton structure. Values of transparency, nutrients and chlorophyll a concentrations confirmed the eutrophic/hypertrophic conditions of the lake. The potentially toxic Cyanobacteria Planktothrix agardhii representing MFG 5a and MBFG III was generally dominant and reached bloom densities (>62,000 ind ml⁻¹). The multivariate analyses performed showed similar and overlapping results considering both approaches. Nutrients and transparency were the main environmental variables explaining the variance encountered. We conclude that MBFG classification was an adequate, easy-to-handle method for monitoring Lake Lugano. The functional approaches applied enabled the follow-up of potentially toxic Cyanobacteria in Lake Lugano. Further studies should include the estimation of cyanobacteria-derived toxin concentrations in water. We consider that the applicability of the MBFG approach deserves to be further explored as a promising tool for biomonitoring different types of urban water bodies.

Résumé

Nous avons évalué les changements dans la structure de la communauté phytoplanctonique par rapport aux variables environnementales dans un lac peu profond eutrophique urbain (lac Lugano, Argentine) tout au long d'une année selon deux systèmes de classification ; l'approche morpho-functional groups (MFG) et morphologically based functional groups (MBFG). Nous avons cherché à comparer les différentes approches et à trouver un outil simple pour surveiller les eaux douces urbaines en ce qui concerne leur structure phytoplanctonique. Les valeurs de transparence, de nutriments et de concentrations de chlorophylle a ont confirmé les conditions eutrophiques/hypertrophiques du lac. Les cyanobactéries Planktothrix agardhii potentiellement toxiques représentant MFG 5a et MBFG III étaient généralement dominantes et ont atteint des densités d'efflorescence (>62,000 ind ml⁻¹). Les analyses multivariées effectuées ont donné des résultats similaires, se chevauchant pour les deux approches. Les nutriments et la transparence étaient les principales variables environnementales expliquant la variance rencontrée. Nous concluons que la classification MBFG était une méthode adéquate et facile à utiliser pour la surveillance du lac de Lugano. Les approches fonctionnelles appliquées ont permis le suivi des cyanobactéries potentiellement toxiques dans le lac de Lugano. D'autres études devraient inclure l'estimation des concentrations de toxines dérivées de cyanobactéries dans l'eau. Nous estimons que l'applicabilité de l'approche MBFG mérite d'être étudiée plus avant en tant qu'outil prometteur pour la biosurveillance de différents types de masses d'eau urbaines.