Biodiversity of benthic invertebrates in regulated and unregulated lakes

Abstract

Menneskelige påvirkninger på økosystemer, særlig endring i arealbruk og tilknyttet habitatødeleggelse og fragmentering, er i ferd med å skape globale tap i biodiversitet. Ferskvannssystemer er spesielt utsatt, siden de har et ettertraktet potensiale for utbygging av vannkraft. Brorparten av forskning på effekten av vannkraft på ferskvannssystemer er viet til elvesystemer, og det finnes mindre kjennskap om hvordan innsjøer og tilknyttede bunndyr påvirkes av vannkraft. I lys av dette er det et behov for mer forskning på hvordan innsjøer påvirkes for å fremme bærekraftig utvikling og bruk av ferskvannssystemer.

Målet med denne studien var å undersøke hvordan vannkraft påvirker bunndyrsamfunn i innsjøer, med et særlig fokus på ordenene Ephemeroptera, Plecoptera og Trichoptera (EPT-arter). Dette ble gjort med et kontroll-inngrep-studie (Control-impact design). EPT-artene ble valgt på grunn av deres ømfintlighet for miljøpåvirkninger og fordi de regnes som indikatorarter. Bunndyr ble samlet med ''sparkeprøver'' i seks innsjøer, der tre av innsjøene var påvirket av vannkraftsregulering og tre innsjøer var upåvirket av vannkraftsregulering. Artsrikheten, abundansen og Simpsonindeksen ble brukt som biodiversitetsmetrikker for å sammenligne påvirkede innsjøer med upåvirkede innsjøer. I tillegg ble det laget artsabundansfordelinger for begge innsjøgruppene. Sparkeprøver fra både vår og høst 2023 ble brukt for å gi et bredere tidsperspektiv på analysene av biodiversitetsmetrikkene, og for å undersøke utskiftningen av arter (temporal species turnover). Analysene ble ble brukt for å undersøke om og hvordan EPT-samfunn i innsjøer påvirkes av vannkraftregulering.

Som del av studien ble det oppdaget at abundansen av EPT-arter i innsjøer påvirket av vannkraft er signifikant lavere enn i upåvirkede innsjøer. Det ble derimot ikke funnet en signifikant påvirkning på hverken artsrikheten eller Simpsonindeksen som følge av vannkraftpåvirkning. Artssammensetningen i regulerte innsjøer så ut til å være mer ustabil, som vist av den økte utskiftningen av arter fra vår til høst i regulerte innsjøer sammenlignet med uregulerte innsjøer. Det ble også oppdaget en signifikant interaksjon mellom reguleringstatus og endring i årstid, hvilket impliserer at økningen i abundans fra vår til høst er lavere i regulerte innsjøer enn i uregulerte innsjøer. Resultatene tyder på at vannkraftregulering er en forstyrrende faktor for bunndyr i innsjøer, men at effekten ikke kommer til syne i alle mål.

Anthropogenic influences on ecosystems, in particular changes in area usage and associated habitat destruction and fragmentation, are causing global losses in biodiversity. Freshwater ecosystems are under great pressure because of their potential for hydroelectric power production. Most research has been devoted to the effect of hydropower development on riverine systems, and less is known about the effects on lakes and in particular their benthic invertebrates. Therefore, more research on lake impact is needed to further sustainable developments of freshwater systems.

The goal of this study was to investigate the impact of hydropower on lacustrine benthic invertebrate communities, focusing on insects in the orders Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera (EPT species). This was done by using a control-impact design. EPT species were chosen due to their susceptibility to environmental stressors and role as indicator species. Benthic invertebrates were gathered by ''kick-sampling'' in six lakes, three lakes impacted by hydropower, and three control lakes without hydropower regulation.

The species richness, abundance and Simpson index were the biodiversity metrics used to compare the composition of EPT taxa in the impact and control lakes. In addition, species abundance distributions were made for control and impact lakes. Samples from both spring and fall 2023 were used to provide a temporal aspect to the analysis, both for the described biodiversity measures, but also through a temporal species turnover plot. These analyses were used to establish if and how EPT communities in lakes are impacted by hydropower operations.