Characterization of algae communities in spring-associated limestone habitats of Austria

• Main Author: Trobej, Manuela Nicole
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2015
• Subjects: 42.93 Limnologie; 42.92 Hydrobiologie; Quelle / Quellbach / Travertin / Tuff / Algen / Oocardium; spring / headwater / travertine / tufa / algae / Oocardium; Carbonic acid
• Online Access: http://othes.univie.ac.at/38499/

Tuffbäche bieten einzigartige hydro-chemische und geomorphologische Bedingungen, welche auch Organismengemeinschaften strukturieren. Tuff (Travertin) ist das Produkt der Kalkausfällung, welche durch Unterschiede im CO2-Partialdruck zwischen Wasser und der Atmosphäre hervorgerufen wird. Das Grundwasser ist mit CO2 angereichert, welches sich mit Wasser zur Kohlensäure verbindet. Diese schwache Säure löst Kalkstein auf. Kommt das Grundwasser an die Oberfläche, beginnt CO2 in die Atmosphäre auszugasen, wodurch als Nebeneffekt Kalk ausfällt. In dieser Studie wurden Algengemeinschaften an 14 Tuffbächen in Österreich im Frühling und Herbst 2014 hinsichtlich ihrer Artenzusammensetzung untersucht. Weiteres wurden einige Umweltparameter ermittelt. Typische quell-assoziierte Tuffarten konnten gefunden werden, wie zum Beispiel die Kieselalgen Delicata delicatula, Denticula tenuis, Encyonopsis microcephala, Cymbopleura austriaca, Encyonopsis cesati, Gomphonema lateripunctatum, Brachysira calcicola ssp. pfisteri und Oocardium stratum. Oocardium stratum ist eine sehr seltene Zieralge, welche ausschließlich in Tuffbächen anzutreffen ist. Sie bildet Kalkröhren aus, welche durch physiologische Aktivitäten verlängert werden. Oocardium stratum wurde an den vier bereits bekannten Standorten in Österreich identifiziert; weiters wurden für Österreich drei neue Standorte entdeckt. Multivariate statistische Analysen zeigten, dass es keine saisonale Variabilität in den Algengemeinschaften gibt. Es konnte jedoch ein geographisches Muster ermittelt werden. Eine Indikatorartanalyse konnte 22 Indikatorarten für sieben Taxagruppen identifizieren. Signifikante Umweltparameter für die Artenverteilung sind vom Menschen verursachte Veränderungen an den Standorten, der Gesamtphosphor, pH, Leitfähigkeit, die Hydrogenkarbonatkonzentration, der Langelier Sättigungsindex, die Lichtversorgung, die Chloridkonzentration und die Kalkfällungsrate. Oocardium stratum kommt bei intakten 68 Standorten mit niedrigen Phosphorwerten und hohen Kalkausfällungsraten vor. Im Großen und Ganzen wurden typische Algengemeinschaften gefunden und wichtige Umweltparameter für die Artenkomposition ermittelt. Spring-associated limestone habitats provide unique hydro-chemical and geomorphological conditions with specialized biological communities. Travertine is the product of calcium carbonate precipitation due to a difference in the CO2 partial pressure of the water and the atmosphere. The groundwater is highly enriched with CO2, which dissociates to carbonic acid. This weak acid is able to dissolve limestone. If the groundwater reaches the surface, the CO2 will outgas to the atmosphere and calcium carbonate will precipitate. In this study algae communities were investigated regarding their taxa composition at 14 headwater streams in spring and autumn 2014 in Austria. Furthermore some environmental parameters were determined. Typical spring-associated limestone taxa were investigated such as the diatoms Delicata delicatula, Denticula tenuis, Encyonopsis microcephala, Cymbopleura austriaca, Encyonopsis cesati, Gomphonema lateripunctatum, Brachysira calcicola ssp. pfisteri and the green alga Oocardium stratum. Oocardium stratum is a rare desmid occurring exclusively in travertine depositing headwaters. It builds calcareous tubes and is anchored with gelatinous stalks in these tubes. The tubes are extended through physiological activity. Four headwaters streams were known for the occurrence of Oocardium stratum and 3 new locations were discovered. Multivariate statistics did not reveal any seasonal difference between microphytobenthos communities. Instead, a geographical pattern was obtained resulting in 7 groups. An indicator species analysis identified 22 indicator species for these groups. Significant environmental parameters for taxa composition are anthropogenic alteration of the habitat, total phosphorous, pH, conductivity, bicarbonate concentration, Langelier saturation index, sky openness, chloride concentration and carbonate precipitation rate. Oocardium stratum occurs exclusively in intact headwaters with low anthropogenic disturbance and decreased total phosphorus amounts. Furthermore it exists at higher calcium carbonate precipitation rates. All in all 70 typical spring-associated limestone taxa were found and important environmental parameters for taxa composition were investigated.