Ecological responses of epilithic diatoms and aquatic macrophytes to fish farm pollution in a Spanish river

• Published in: Anales del Jardín Botánico de Madrid
• Main Authors: Camargo, Julio A., Jiménez, Alma
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Consejo Superior de Investigaciones Científicas 2007
• Subjects: Spanish river; fish farm pollution; diatom and macrophyte responses; río español; contaminación por piscifactoría; respuestas de diatomeas y macrófitas; Parma; Groenlandia
• Online Access: https://rjb.revistas.csic.es/index.php/rjb/article/view/177; https://doi.org/10.3989/ajbm.2007.v64.i2.177

We examined the ecological responses of epilithic diatoms and aquatic macrophytes to organic pollution and nutrient enrichment caused by a trout farm effluent in the upper Tajuña River (Guadalajara, Spain). Four sampling sites were selected over the study area: one site (S-1) placed upstream from the trout farm was used as a reference station; sampling sites S-2, S-3 and S-4 were set, respectively, about 10, 100 and 1000 metres downriver of the trout farm outlet. The river bottom was mainly stony with cobbles and pebbles at S-1, S-3 and S-4, but at S-2 it was covered by a thick layer of organic sediment. Although some macrophyte species (Apium nodiflorum, Groenlandia densa) were either absent or fewer downstream of the farm, abundance (% coverage) and diversity (number of species) for the aquatic macrophyte community as a whole increased. In contrast, epilithic diatoms were completely absent at S-2, and some species (Diploneis parma, Fragilaria ulna, Gomphonema angustatum, Nitzschia dissipata) were also absent at S-3 and S-4. Indeed, diatom diversity (number of species) was lower at S-3 and S-4 than at S-1. However, diatom abundance (cells/cm2) was higher at S-3 and S-4 than at S-1. Biological indices for diatoms (IBD, TDI) indicated a better water quality at S-1 than at S-3 and S-4, with a clear tendency to improve with distance from the fish farm. In contrast, biological indices of macrophytes (IM, IVAMG) indicated a similar water quality at S-1, S-3 and S-4, but with bad water quality at S-2. We conclude that epilithic diatoms may be more useful than aquatic macrophytes for biological monitoring of fish farm pollution in fluvial ecosystems. However, as historical and seasonal factors may be relevant to understanding the distribution, abundance and diversity of primary producers in running waters, further studies on long-term seasonal changes are needed to improve the use of macrophyte and diatom indices in assessing fish farm pollution. En este trabajo examinamos las respuestas ecológicas de las diatomeas epilíticas y los macrófitos acuáticos a la contaminación orgánica y por nutrientes producida por el vertido de una piscifactoría situada en el tramo alto del río Tajuña (Guadalajara, España). Se seleccionaron cuatro puntos de muestreo a lo largo del área de estudio: uno aguas arriba de la piscifactoría empleado como punto control (S-1); los puntos S-2, S-3 y S-4 se ubicaron a 10, 100 y 1000 m aguas abajo del punto de vertido, respectivamente. El lecho del río era principalmente rocoso, con guijarros y cantos rodados en S-1, S-3 y S-4, pero en S-2 estaba cubierto por una gruesa capa de sedimento orgánico. Pese a que algunas especies de macrófitos (Apium nodiflorum, Groenlandia densa) resultaron ausentes o vieron reducidas sus abundancias aguas abajo del vertido, la abundancia (% covertura) y la diversidad (número de especies) del total de la comunidad de macrófitos acuáticos aumentó. En oposición a esto, las diatomeas epilíticas desaparecieron completamente en S-2, y algunas especies (Diploneis parma, Fragilaria ulna, Gomphonema angustatum, Nitzschia dissipata) también resultaron ausentes en S-3 y S-4. De hecho, la diversidad de diatomeas (número de especies) fue menor en S-3 y S-4 que en S-1. No obstante, la abundancia de diatomeas (células/ cm2) fue superior en S-3 y S-4 que en S-1. Los índices biológicos de diatomeas (IBD, TDI) indicaron una mejor calidad del agua en S-1 que en S-3 y S-4, con una tendencia clara a mejorar con la distancia a la piscifactoría. En contraste, los índices biológicos de macrófitos (IM, IVAM-G) indicaron una calidad del agua similar en S-1, S-3 y S-4, pero con una mala calidad del agua en S-2. Es concluido que las diatomeas epilíticas pueden ser más útiles que los macrofitos acuáticos para la monitorización biológica de la contaminación causada por las piscifactorías en los ecosistemas fluviales. No obstante, debido a que factores históricos y estacionales pueden ser relevantes para entender la distribución, abundancia y diversidad de los productores primarios en las aguas corrientes, estudios posteriores son necesarios para mejorar el uso de los índices de diatomeas y macrófitos para valorar la contaminación producida por las piscifactorías.