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Keywords:

  • biodiversity indices;
  • macroinvertebrates;
  • pollution;
  • stream;
  • water quality

Abstract

Prudent management of lotic systems requires information on their ecological status that can be estimated by monitoring water quality and biodiversity attributes. To understand environmental conditions in Gatharaini drainage basin in Central Kenya, a study was carried out to establish the relationship between water quality and macroinvertebrate assemblages between the months of March and September 1996. Six sampling sites, each 25 m long were selected along a 24-km stretch of the stream, which drained land under agricultural, residential and industrial use. Water physico-chemical data was explored using multivariate analysis of Principal Component Analysis to detect environmental trends downstream. Both macroinvertebrates and water physico-chemical data of suggested trends were analysed for variations and correlations. Temperatures and invertebrate densities changed significantly between the dry and wet season (P < 0.01) but the fluctuations were not evident downstream. Water physico-chemical characteristics (total dissolved solids (TDS), pH, turbidity, dissolved oxygen) and biodiversity indices (species richness, diversity, dominance, evenness) changed markedly downstream (P < 0.01). Biodiversity indices correlated inversely with TDS, pH and turbidity but positively with dissolved O2. It was evident macroinvertebrate assemblages changed significantly downstream as opposed to functional feeding groups. Diptera was important in most sites whilst Oligochaeta dominance increased downstream corresponding to the deterioration in water quality. Collectors/browsers were the dominant functional feeding groups at most sites. This study showed that significant changes in aquatic macroinvertebrate assemblages were primarily due to water quality rather than prevailing climatic conditions.

Résumé

Une gestion prudente des systèmes lotiques exige une bonne connaissance de leur statut écologique, lequel peut être évalué en contrôlant la qualité de l'eau et des caractéristiques en matière de biodiversité. Pour bien comprendre les conditions environnementales du bassin de Gatharaini, au centre du Kenya, on y a mené de mars à septembre 1996 une étude pour connaître la relation entre la qualité de l'eau et les assemblages de macro-invertébrés. On a choisi six sites d’échantillonnage de 25 m de long chacun, sur une bande de 24 km de long du cours d‘eau qui arrose des zones agricoles, résidentielles et industrielles. Les qualités physico-chimiques de l'eau ont étéétudiées par des analyses multivariées de l'Analyse du Composant Principal pour déceler les tendances environnementales en aval. Les macro-invertébrés, tout comme les qualités physico-chimiques des tendances de l'eau, ont été analysés pour leurs variations et corrélations. La température et la densité des invertébrés changeaient significativement entre la saison sèche et la saison des pluies (P < 0,01), mais les fluctuations n’étaient pas èvidentes en aval. Les caractéristiques physico-chimiques de l'eau (total des solides dissous - TDS, pH, turbidité, oxygène dissous) et les indices de biodiversité (richesse en espèces, diversité, dominance, régularité) changeaient sensiblement (P < 0,01) en descendant le courant. Les indices de biodiversitéétaient en corrélation inverse avec le TDS, le pH et la turbidité, mais en corrélation positive avec l'O2dissous. Il était évident que les assemblages de macro-invertébrés changeaient de façon significative en descendant le courant contrairement aux groupes fonctionnels d'alimentation. Les diptères étaient importants sur la plupart des sites tandis que la dominance des oligochètes augmentait en descendant, ce qui correspondait à la détérioration de la qualité de l'eau. Les collecteurs/brouteurs constituaient les groupes d'alimentation dominants sur la plupart des sites. Cette étude a montré que les changements significatifs dans les assemblages de macro-invertébrés aquatiques étaient dus plutôt à la qualité de l'eau qu'aux conditions climatiques.