Initial development of a multi-metric index based on aquatic macroinvertebrates to assess streams condition in the Upper Isiboro-Sécure Basin, Bolivian Amazon

Abstract

We developed a preliminary macroinvertebrate-based multi-metric index to assess streams biotic condition in the Upper Isiboro-Sécure basin (Bolivia). To do so we used eight local habitat descriptors and twelve metrics describing the structure and function of macroinvertebrate assemblages from 38 reference and 29 disturbed sites. Stepwise multiple linear regression procedures were first applied using the reference data to elaborate models describing metrics response to natural environmental in the absence of any significant disturbance. In a second step we used residuals distribution of each of the twelve models to select the most effective metrics in discriminating between reference and disturbed sites. These metrics were: number of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera taxa (EPT), abundance of EPT, relative abundance of EPT, abundance of Chironomidae and relative abundance of Chironomidae. Finally, after converting residual values of these 5 remaining metrics into probabilities, we added values to obtain a final index score and interpreted this score as excellent, good, moderate, poor or very poor. Our final multi-metric index distinguished well between natural and humaninduced variation in biological condition and showed a significant negative response to a gradient of disturbances. This type of approach could be used in the near future to develop a nation wide index by increasing regional-scale monitoring.

Desenvolvimento De Índices Multimétricos Para Utilização Em Programas De Monitoramento Biológico Da Integridade De Ecossistemas Aquáticos

“…No entanto, a idéia se propagou também para diferentes ecossistemas, como lagos (Lyons et al 2000, Drake & Pereira 2003, recifes (Jameson et al 2001) e estuários (Puente et al 2008). A utilização de macroinvertebrados bentônicos para o desenvolvimento de índices é atualmente extremamente comum, especialmente para avaliação da integridade de rios e riachos (Barbour et al 1996, Klemm et al 2003, Böhmer et al 2004, Moya et al 2007. Além disso, outros organismos passaram a ser utilizados como bioindicadores para o desenvolvimento dos índices, como pássaros (Bryce et al 2002), anfíbios (Hughes et al 2004), macrófi tas aquáticas (Miller et al 2006), perifíton (Hill et al 2003) e fi toplâncton (Lacouture et al 2006).…”

“…É importante salientar que diversos trabalhos, principalmente nos trópicos, demonstraram que métricas referentes a grupamentos funcionais de macroinvertebrados podem falhar em detectar a perturbação humana (Thorne & Williams 1997, Moya et al 2007. Isso pode ser explicado pelo fato que macroinvertebrados em rios e riachos neotropicais apresentam tendências generalistas.…”

“…um bom índice multimétrico. No entanto, literatura mais recente sugere que testes complementares são necessários para aumentar a acurácia e a precisão dos índices, bem como para aumentar sua estabilidade espacial e temporal (Moya et al 2007, Whittier et al 2007. Sendo assim serão apresentados a seguir três testes complementares: (5) teste da estabilidade temporal das métricas; (6) teste da relação entre sinal e ruído (Signal-to-Noise) e (7) Correlação com gradientes naturais.…”

“…Sendo assim, é necessário muitas vezes avaliar se a métrica apresenta correlação com um gradiente natural e ajustá-la antes de analisar sua relação com o gradiente de impacto (Moya et al 2007). Isso normalmente não é realizado no desenvolvimento de índices multimétricos (Marques & Barbosa 2001, Silveira et al 2005, o que, apesar de não invalidar o índice desenvolvido, reduz a sua área de aplicação.…”

Use of the BEAST model for biomonitoring water quality in a neotropical basin

“…Biomonitoring programs typically compare the ecological conditions of assemblages from test sites against those from reference sites with minimal alterations (Statzner et al, 2001;Bailey et al, 2005). A predictive model was developed for such studies in the UK (Wright et al, 1984(Wright et al, , 1993, and later in Canada (Reynoldson et al, 1995), Australia (Smith et al, 1999), the United States , Portugal (Feio et al, 2007), and Bolivia (Moya et al, 2007).…”