The Impact of Sediment Pollution on Biodiversity in Lake Tanganyika

Authors


Abstract

We investigated the impact of excess sediment pollution on the biodiversity of Lake Tanganyika, Africa. The lake’s basin is undergoing deforestation at an alarming rate; rapid erosion as a consequence of this deforestation is resulting in the discharge of large volumes of sediment into normally clear-water littoral and sublittoral environments. We determined species richness patterns among ostracodes, fish, and diatoms for undisturbed, moderately disturbed, and highly disturbed areas to see if there is a consistent pattern of lower species richness in disturbed areas. Ostracodes are significantly less diverse in highly disturbed sites than in less disturbed ones for both soft and hard substrate littoral environments, with reductions in species richness ranging from 40% to 62%. Species richness patterns for profundal ostracodes show smaller differences between low- and high disturbance environments (7–32%) that are not statistically significant. Fish census data show a similar pattern to ostracodes, although the sample sizes are too small to be analyzed statistically. For the four water depths where comparative transects were made, species richness was between 35% and 65% lower at high disturbance sites than at low disturbance sites. Diatoms showed only minor and statistically insignificant reductions in species richness between low and high disturbance sites (15–20%). Ostracodes and fish may be more affected by sedimentation because they are mostly endemic and may require clearwater habitats, whereas the benthic diatom species in the lake are largely cosmopolitan and in many cases also occur in turbid affluent rivers (such as the Ruzizi). Fossil and sedimentological data from short cores are required to confirm whether the low diversity observed at high disturbance sites is a consequence of increasing sedimentation rates through time. Our results have implications for establishing and managing underwater reserves in Lake Tanganyika. They suggest that lake margins adjacent to small, erosion-resistant watersheds will be most easily protected in the event of deforestation. Conversely, lake reserves established adjacent to large and/or easily eroded watersheds should incorporate those adjacent areas as part of the reserve to prevent subsequent sedimentation damage to the reserve ecosystems.

Abstract

Nosotros investigamos el impacto del exceso de contaminación sedimentaria sobre la biodiversidad del lago Tanganyika, en Africa. La cuenca del lago Tanganyika está sufriendo deforestación a una tasa alarmante; la rápida erosión como consecuencia de esta deforestación está resultando en una descarga de grandes volúmenes de sedimento en aguas normalmente cristalinas del ambiente litoral y sublitoral. Nosotros determinamos patrones de riqueza de especies entre ostracodos, peces y diatomeas de áreas sin perturbar, moderadamente perturbadas y altamante perturbadas, para observar si existe un patrón consistent de baja riqueza de especies en áreas perturbadas.

Los ostracodos son significativamente menos diversos en sitios con alta perturbación que en sitios con baja perturbación, tanto para sustratos blandos como para sustratos duros, los ambientes litorales presentan reducciones en la riqueza de especies que varían entre el 40 y el 62 por ciento. Los patrones de riqueza de especies para ostracodos de profundidad muestran menores reducciones en ambientes con alta perturbación que en ambientes poco perturbados (7–32%), estas diferencias no son significativas.

Si bien los tamaños muestrales son muy pequeños como para ser analizados estadísticamente, los datos censales de peces muestran un patrón similar al de los ostracodos. Para las cuatro profundidades a las cuales se realizaron las transectas comparativas, la riqueza de especies fue un 35–65% más baja en sitios con alta perturbación que en sitios con baja perturbación. Las diatomeas solo mostraron reducciones menores y no significativas estadísticamente entre sitios con alta y baja perturbación (15–20%). Los ostracodos y peces podrian ser más afectados por la sedimentación porque son principalmente endémicos y requerirían hábitats de aguas cristalinas, mientras que las especies de diatomeas bentónicas del lago son bastante cosmopolitas y en muchos casos estan presentes también en afluentes turbios (por ejemplo el Ruzizi). Se necesitan datos fósiles y sedimentológicos obtenidos con barrenos cortos para confirmar si las bajas diversidades observadas en los sitios con altas perturbaciones se han desarrollado como consecuencia del incremento en las tasas de sedimentación a lo largo del tiempo. Nuestros resultados tienen implicaciones de manejo para establecer reservas subacuáticas en el lago Tanganyika. Ellos sugieren que los márgenes de los lagos adyacentes a pequeñas cuencas hidrográficas resistentes a la erosión serán protegidos más facilmente en caso de deforestación. En forma opuesta, las reservas del lago establecidas en forma adyacente a grandes cuencas hidrográficas que podrían o no ser facilmente erosionables, deberían incorporor aquellas áreas adjacentes como parte de la reserva para prevenir daños a la reserva por sedimentaciones subsecuentes.

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