RELATIONSHIPS BETWEEN NUTRIENT ENRICHMENT AND THE PHYTOPLANKTON COMMUNITY AT AN ANDEAN OLIGOTROPHIC LAKE: A MULTIVARIATE ASSESSMENT

RELACIONES ENTRE EL ENRIQUECIMIENTO DE NUTRIENTES Y LA COMUNIDAD DE FITOPLANCTON EN UN LAGO OLIGOTRÓFICO ANDINO: UNA MIRADA MULTIVARIANTE

Francisco E. Fontúrbel[1] and Gabriel J. Castaño-Villa[2]

 Abstract

Phytoplankton is one of the groups most sensitive to eutrophic conditions, and its disturbance has a potential negative bottom-up effect on lentic ecosystems. In this research we used a multivariate statistics approach (Canonical Correspondence Analysis with a Monte Carlo permutational test) to assess the relationships between nutrient enrichment and the phytoplankton community diversity. Four locations with different levels of eutrophication were sampled at the Bolivian sector of Lake Titikaka. Phytoplankton richness ranged from eight to 16 genera, varying significantly among sites, and its diversity was significantly correlated to nitrogen, phosphorus, and pH (Monte Carlo test, p < 0.05). Phosphorus was determined to be the limiting nutrient in the ecosystem. Community structure assessment showed a non-aggregated distribution of genera among study sites, with few abundant genera, and a BDG analysis pointed to a log-series distribution, suggesting a non–fully random niche partition. The methodological approach used here allowed a rapid assessment of the nutrient enrichment effect considering phytoplankton and nutrients as a whole, which is a more powerful approach than studying single-nutrient or single-group relationships with univariate procedures.

Key words: Diversity, eutrophication, Titikaka Lake, water pollution.

 

Resumen

El fitoplancton es uno de los componentes más sensibles a las condiciones eutróficas, y su perturbación puede tener potenciales efectos negativos de tipo bottom-up en los ecosistemas lénticos. En este trabajo se empleó una aproximación estadística multivariante (Análisis de Correspondencia Canónica, con una prueba por permutaciones de Monte Carlo) para examinar las relaciones entre el enriquecimiento de nutrientes y la diversidad de la comunidad de fitoplancton. Se muestrearon cuatro localidades con distinto grado de eutrofización en el sector boliviano del lago Titikaka. La diversidad de fitoplancton encontrada varió entre ocho y 16 géneros, cambiando significativamente entre los sitios de muestreo, estando la diversidad del fitoplancton significativamente correlacionada con el nitrógeno, el fósforo y el pH (prueba de Monte Carlo, p < 0,05). El fósforo fue identificado como el nutriente limitante en el ecosistema. La evaluación de la estructura de la comunidad mostró una distribución no agregada, y el análisis BDG resultó en una distribución de serie logarítmica, sugiriendo la partición no aleatoria del nicho. La aproximación metodológica empleada aquí permitió una evaluación rápida del efecto del enriquecimiento de nutrientes, considerando al fitoplancton y los nutrientes como un todo, siendo esta aproximación más poderosa que estudiar relaciones individuales mediante técnicas univariadas.

Palabras clave: Contaminación hídrica, diversidad, eutrofización, lago Titikaka.