Preserved or not preserved? How much the quality of a stream can improve in a conservation area, even when the spring is urbanized

Abstract

Rapid urbanization in Brazil has been dramatically deteriorating the water quality of streams and threatening aquatic ecosystem health. In this study, we aimed to address the question of how urbanization affects macroinvertebrate distribution patterns and the water quality of a strategic stream that runs from the city to an important conservation area. Environmental variables (spatial and temporal) and macroinvertebrate community (use of community deconstruction) data were collected on rainy and dry seasons of 2019 and 2020 at 10 sampling sites, of which four we categorized as impacted, three as altered and three as pristine, based on environment assessment protocols. We submitted the abundance and taxonomic richness data to a two-way ANOVA, then to a GLMMs. We also performed a nMDS to the macroinvertebrate community, followed by the ANOSIM and SIMPER test, respectively. The results of this study showed that impacted and altered streams had lower total richness and % Odonata, and higher % Chironomidae when compared to pristine streams. As expected Chironomidae had a positive relationship with total coliforms, and taxonomic richness and % EPT had a negative one, and % Odonata had a negative relationship with total dissolved nitrogen. Pristine stream community of benthic macroinvertebrates showed different composition between impacted and altered streams, however, communities of impacted and altered environments were generally similar. Our exploratory data showed that gathering collectors were representative in impacted and altered streams, and predators were representative in pristine areas. Moreover, our results suggest that urbanization resulted in less diverse and more tolerant stream macroinvertebrate assemblages. Keywords: Aquatic insects. Conservation. Biomonitoring. Urban stream. Domestic sewage. Ecological indicator. Pollution.

A rápida urbanização no Brasil tem deteriorado drasticamente a qualidade da água dos córregos e ameaçado a saúde do ecossistema aquático. Neste estudo, pretendemos abordar a questão de como a urbanização afeta os padrões de distribuição de macroinvertebrados e a qualidade da água de um córrego estratégico que vai da cidade à uma importante área de conservação. Variáveis ambientais (espaciais e temporais) e dados da comunidade de macroinvertebrados (uso de desconstrução de comunidade) foram coletados nas estações chuvosa e seca de 2019 e 2020 em 10 locais de amostragem, dos quais quatro foram categorizados como impactados, três como alterados e três como naturais, com base em protocolos de avaliação do ambiente. Submetemos os dados de abundância e riqueza taxonômica a uma ANOVA de duas vias e, em seguida, a um GLMMs. Também realizamos um nMDS para a comunidade de macroinvertebrados, seguido do teste ANOSIM e SIMPER, respectivamente. Os resultados deste estudo mostraram que córregos impactados e alterados apresentaram menor riqueza total e % Odonata, e maior % Chironomidae quando comparados com córregos naturais. Como esperado, Chironomidae teve uma relação positiva com coliformes totais, já a riqueza taxonômica e % EPT tiveram uma relação negativa, e % Odonata teve uma relação negativa com o nitrogênio total dissolvido. A comunidade de macroinvertebrados bentônicos em córregos naturais mostrou uma composição diferente dos córregos impactados e alterados, no entanto, as comunidades de ambientes impactados e alterados foram geralmente semelhantes. Nossos dados exploratórios mostraram que os coletores foram representativos em córregos impactados e alterados, e os predadores foram representativos em áreas naturais. Além disso, nossos resultados sugerem que a urbanização resultou em assembleias de macroinvertebrados de riachos menos diversificadas e mais tolerantes. Palavras-chave: Insetos aquáticos. Conservação. Biomonitoramento. Córrego urbano. Esgoto doméstico. Indicador ecológico. Poluição.