Acta Limnologica Brasiliensia
https://actalb.org/article/doi/10.1590/S2179-975X0723
Acta Limnologica Brasiliensia
Original Article

Community assessment of benthic macroinvertebrates in fishponds in the presence and absence of fish

Avaliação da comunidade de macroinvertebrados em viveiros escavados na presença e ausência de peixes

Mariana Silveira Guerra Moura e Silva; Alfredo José Barreto Luiz; Marcos Eliseu Losekann; Hamilton Hisano

http://dx.doi.org/10.1590/S2179-975X0723 Acta Limnol. Bras. (Online), vol.35, e12, 2023
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Abstract

Abstract:

Aim: In the present study, the structure of the benthic invertebrates in ponds in the presence and absence of Nile tilapia was evaluated.

Methods: The benthic macroinvertebrates and physicochemical parameters were analyzed for a period of eight weeks, every 15 days, in two ponds (one with fish and the other without fish). Benthic invertebrates were sampled with artificial substrate samplers, made with cheap and common materials, like expanded clay, loofah leaves and gravel.

Results: With the exception of turbidity, the other physical and chemical variables of water quality were within the ideal limits for tilapia farming. Despite that, there was a significant difference for all physical-chemical parameters monitored, and the average turbidity was much higher in pond with fish. The use of artificial substrate samplers for biomonitoring was effective in the colonization of several taxa in a short period of time (15 days). For benthic community metrics, organism richness, diversity and evenness were significantly higher in the pond without fish. On the other hand, the dominance of Chironomidae and the abundance of Glossiphonidae were much higher in the pond with fish. For Chironomidae, this family was dominant in both treatments, but reached a higher frequency in the pond with fish (98.49%) than in pond without fish (92.87%). The presence of sensitive families, like Leptoceridae (Order Trichoptera), was higher in the pond with no fish, as well as the metric of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera families (% EPT).

Conclusions: The presence of fish altered the macrobenthic community, since metrics of richness and diversity presented lower values in pond with fish.
 

Keywords

artificial substrate, biomonitoring, Brazil, fishponds, Nile tilapia

Resumo

Resumo:

Objetivo: No presente estudo, avaliou-se a estrutura de invertebrados bentônicos em viveiros escavados na presença e ausência de tilápia do Nilo.

Métodos: Os macroinvertebrados bentônicos e os parâmetros físico-químicos foram analisados por um período de oito semanas, a cada 15 dias, em dois viveiros (um com peixes e outro sem peixes). Os invertebrados bentônicos foram coletados com amostradores de substrato artificial, feitos com materiais baratos e comuns, tais como argila expandida, folhas de taboa e brita.

Resultados: Com exceção da turbidez, as demais variáveis físicas e químicas da qualidade da água estiveram dentro dos limites ideais para o cultivo de tilápia. Apesar disso, houve diferença significativa para todos os parâmetros físico-químicos monitorados, sendo que a turbidez média foi bem maior no tanque com peixes. Para as métricas dos macroinvertebrados bentônicos, riqueza, diversidade e uniformidade de organismos foram significativamente maiores no tanque sem peixes. Por outro lado, a dominância de Chironomidae e a abundância de Glossiphonidae foram muito maiores no tanque com peixes. Para Chironomidae, esta família foi dominante em ambos os tratamentos, mas atingiu maior frequência no viveiro com peixes (98,49%) do que no viveiro sem peixes (92,87%). A presença de famílias sensíveis, como Leptoceridae (Ordem Trichoptera), foi maior no viveiro sem peixes, assim como a métrica das famílias Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera (% EPT).

Conclusões: O uso de amostradores de substrato artificial para biomonitoramento mostrou-se eficaz na colonização de diversos táxons em um curto período de tempo (15 dias). Por fim, a presença de peixes alterou a comunidade macrobentônica, já que as métricas de riqueza e diversidade apresentaram valores mais baixos no viveiro escavado com peixes.
 

Palavras-chave

substrato artificial, biomonitoramento, Brasil, viveiros, tilápia do Nilo

Referencias

Akamagwuna, F.C., Mensah, P.K., Nnadozie, C.F., & Odume, O.N., 2019. Evaluating the responses of taxa in the orders Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera (EPT) to sediment stress in the Tsitsa River and its tributaries, Eastern Cape, South Africa. Environ. Monit. Assess. 191(11), 664. PMid:31650234. http://dx.doi.org/10.1007/s10661-019-7846-9.

Arias, M., Scalise, A., Solis, M., Paracampo, A., Indaco, M., Fanelli, S., Mugni, H., & Bonetto, C., 2020. Horticulture affects macroinvertebrate assemblages in adjacent streams (Buenos Aires, Argentina). Knowl. Manag. Aquat. Ecosyst. 421(421), 5. http://dx.doi.org/10.1051/kmae/2019048.

Atanackovic, A.D., Zorić, K.S., Tomović, J.M., Vasiljević, B.M., & Paunović, M.M., 2020. Distributional patterns of aquatic Oligochaeta communities (Annelida: Clitellata) in running waters in Serbia. Arch. Biol. Sci. 72(3), 359-372. http://dx.doi.org/10.2298/ABS200303030A.

Barbour, M.T., Gerritsen, J., Snyder, B.D., & Stribling, J.B., 1999. Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadable rivers: periphyton, benthic macroinvertebrates and fish (2nd ed.). Washington DC: U.S. Environmental Protection Agency.

Barcellos, L.J.G., 2022. Manual de boas práticas na criação de peixes de cultivo. Brasília: MAPA/SDI.

Bazzanti, M., Della Bella, V., & Grezzi, F., 2009. Functional characteristics of macroinvertebrate communities in Mediterranean ponds (Central Italy): influence of water permanence and mesohabitat type. Int. J. Lim. 45(1), 29-39. http://dx.doi.org/10.1051/limn/09005.

Bertoncin, A.P.S., Tramonte, R.P., Pinha, G.D., Gentilin-Avanci, C., Oliveira, M.V.C., & Mormul, R.P., 2022. On the significance of wetlands: three decades of aquatic macroinvertebrate monitoring programs in a Neotropical floodplain. Acta Limnol. Bras. 34, e10. http://dx.doi.org/10.1590/s2179-975x4721.

Boyd, C.E., & Tucker, C.S., 1998. Pond aquaculture water quality management. Boston: Kluwer Academic Publishers. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4615-5407-3.

Boyd, C.E., D’Abramo, L.R., Glencross, B.D., Huyben, D.C., Juarez, L.M., Lockwood, G.S., McNevin, A.A., Tacon, A.G.J., Teletchea, F., Tomasso Junior, J.R., Tucker, C.S., & Valenti, W.C., 2020. Achieving sustainable aquaculture: historical and current perspectives and future needs and challenges. J. World Aquacult. Soc. 51(3), 578-633. http://dx.doi.org/10.1111/jwas.12714.

Braccia, A., Eggert, S.L., & King, N., 2014. Macroinvertebrate colonization dynamics on artificial substrates along an algal resource gradient. Hydrobiologia 727(1), 1-18. http://dx.doi.org/10.1007/s10750-013-1779-z.

Bueno, G.W., Ostrensky, A., Canzi, C., de Matos, F.T., & Roubach, R., 2015. Implementation of aquaculture parks in Federal Government waters in Brazil. Rev. Aquacult. 7(1), 1-12. http://dx.doi.org/10.1111/raq.12045.

Carvalho, E.M., & Uieda, V.S., 2004. Colonização por macroinvertebrados bentônicos em substrato artificial e natural em um riacho da serra de Itatinga, São Paulo, Brasil. Rev. Bras. Zool. 21(2), 287-293. http://dx.doi.org/10.1590/S0101-81752004000200021.

Conselho Nacional do Meio Ambiente, 18 mar. 2005. Resolução n. 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providencias. Diário Oficial da União, Brasília, DF, Seção 1, p. 58.

Covich, A.P., Palmer, M.A., & Crowl, T.A., 1999. The role of benthic invertebrate species in freshwater ecosystems: zoobenthic species influence energy flows and nutrient cycling. Bioscience 49(2), 119-127. http://dx.doi.org/10.2307/1313537.

Egessa, R., Pabire, G.W., & Ocaya, H., 2018. Benthic macroinvertebrate community structure in Napoleon Gulf, Lake Victoria: effects of cage aquaculture in Eutrophic Lake. Environ. Monit. Assess. 190(3), 112. PMid:29396600. http://dx.doi.org/10.1007/s10661-018-6498-5.

Fonseca-Gessner, A.A., & Guereschi, R.M., 2000. Macroinvertebrados bentônicos na avaliação da qualidade da água de três córregos na Estação Ecológica de Jataí, Luiz Antonio, SP, Brasil. In: Santos, J.E., & Pires, J.S.R., eds. Estudos integrados em ecossistemas: Estação Ecológica de Jataí. São Carlos: Rima, pp 707-731.

Food and Agriculture Organization - FAO, 1995. Code of conduct for responsible fisheries. Rome: FAO. Retrieved in 2022, Oct 18, from https://nicholasinstitute.duke.edu/sites/default/files/coral-reef-policies/FAO_CCRF.pdf

Food and Agriculture Organization - FAO, 2022. Fisheries and Aquaculture. Rome: FAO. Retrieved in 2022, Oct 18, from https://www.fao.org/fishery/en/countrysector/br/en

Hellawell, J.M., 1986. Biological indicators of freshwater pollution and environmental management. London: Elsevier. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-009-4315-5.

Henriques de Oliveira, C., 2002. Macroinvertebrados associados à Typha domingensis Pers (Typhaceae) em duas lagoas no litoral norte fluminense e sua utilização em programas de biomonitoramento [Master dissertation in Ecology]. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Hoess, R., & Geist, J., 2021. Effect of fish pond drainage on turbidity, suspended solids, fine sediment deposition and nutrient concentration in receiving pearl mussel streams. Environ. Pollut. 274, 116520. http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2021.116520.

Kochersberger, J.P., Burton Junior, G.A., & Custer, K.W., 2012. Short-term macroinvertebrate recruitment and sediment accumulation: a novel field chamber approach. Environ. Toxicol. Chem. 31(5), 1098-1106. PMid:22447442. http://dx.doi.org/10.1002/etc.1784.

Kubitza, F., 2012. Recria e engorda de tilápias em viveiros escavados. Jundiaí: Acqua Imagem.

Liess, M., & von der Ohe, P.C., 2005. Analyzing effects of pesticides on invertebrate communities in streams. Environ. Toxicol. Chem. 24(4), 954-965. PMid:15839571. http://dx.doi.org/10.1897/03-652.1.

Loke, L.H.L., Clews, E., Low, E., Belle, C.C., Todd, P.A., Eikaas, H.S., & Ng, P.K.L., 2010. Methods for sampling benthic macroinvertebrates in tropical lentic systems. Aquat. Biol. 10(2), 119-130. http://dx.doi.org/10.3354/ab00274.

Miller, S.A., & Crowl, T.A., 2006. Effects of common carp (Cyprinus carpio) on macrophytes and invertebrate communities in a shallow lake. Freshw. Biol. 51(1), 85-94. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2427.2005.01477.x.

Minoo, C.M., Ngugi, C.C., Oyoo-Okoth, E., Muthumbi, A., Sigana, D., Mulwa, R., & Chemoiwa, E.J., 2016. Monitoring the effects of aquaculture effluents on benthic macroinvertebrate populations and functional feeding responses in a Tropical Highland Headwater Stream (Kenya). Aquat. Ecosyst. Health Manage. 19(4), 431-440. http://dx.doi.org/10.1080/14634988.2016.1258896.

Modde, T., & Drewes, H.G., 1990. Comparison of biotic index values for invertebrate collections from natural and artificial substrates. Freshw. Biol. 23(2), 171-180. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2427.1990.tb00262.x.

Montagna, P.A. 2014. Using SAS to manage biological species data and calculate diversity indices. In: South Central SAS Users Group Educational Forum. Dallas: SCSUG. Retrieved in 2022, July 7, from http://www.scsug.org/wp-content/uploads/2015/10/Montagna-Using-SAS-to-Manage-Biological-Species-Data-and-Calculate-Diversity-Indices.pdf

Moura e Silva, M.S.G., Graciano, T.S., Losekann, M.E., & Luiz, A.J.B., 2016. Assessment of benthic macroinvertebrates at Nile tilapia production using artificial substrate samplers. Braz. J. Biol. 76(3), 735-742. http://dx.doi.org/10.1590/1519-6984.02815.

Moura e Silva, M.S.G., Rosa, A.J.M., Ruocco, A.M.C., Dias, E.S., & Kobayashi, J.T., 2021. Metodologia de biomonitoramento aplicada a reservatórios com tanques-rede de piscicultura (Serie Documentos 128). Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente.

Mugnai, R., Nessimian, J.L., & Baptista, D.F., 2010. Manual de identificação de Macroinvertebrados Aquáticos do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro: Technical Books Editora.

Nimer, E., 1989. Climatologia no Brasil. Rio de Janeiro: IBGE, 421 p.

Queiroz, J.F., & Rotta, M.A., 2016. Boas práticas de manejo para piscicultura em tanques-rede. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente. (Circular Técnica Embrapa, No. 26).

Queiroz, J.F., Silveira, M.P., Sitton, M., Marigo, A.L.S., Zambon, G.V., Silva, J.R., Carvalho, M.P., & Ribacinko, D.B., 2007. Coletor de macroinvertebrados bentônicos com substrato artificial para monitoramento da qualidade de água em viveiros de produção de tilápia (Circular Técnica 16). Jaguariúna, SP: Embrapa Meio Ambiente.

Rosenberg, D.M., & Resh, V.H., 1993. Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates. New York: Chapman and Hall, Inc.

SAS Institute INC. (2013). SAS/STAT® 9.4 User’s Guide. Cary, NC: SAS Institute Inc. Simone, L.R.L., 2006. Land and freshwater mollusks of Brazil. São Paulo: EGB.

Simone, L.R.L., 2006. Land and freshwater molluscs of Brazil. São Paulo: Fapesp, 390 p.

Solimini, A.G., Ruggiero, A., Bernardini, V., & Carchini, G., 2003. Temporal pattern of macroinvertebrate diversity and production in a new man-made shallow lake. Hydrobiologia 506-509(1-3), 373-379. http://dx.doi.org/10.1023/B:HYDR.0000008548.59202.bb.

Stephens, W.W., & Farris, J.L., 2004. Instream community assessment of aquaculture effluents. Aquaculture 231(1-4), 149-162. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2003.08.009.

Suren, A.M., 1994. Macroinvertebrate communities of streams in western Nepal: effects of altitude and land use. Freshw. Biol. 32(2), 323-336. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2427.1994.tb01129.x.

Trivinho-Strixino, S., & Strixino, G., 1995. Larvas de Chironomidae (Diptera) do Estado de São Paulo: guia de identificação e diagnose dos gêneros. São Carlos: PPG-ERN, UFSCar.

Trombeta, T.D., Bueno, G.W., & de Mattos, B.O., 2017. Análise econômica da produção de tilápia em viveiros escavados no distrito federal, 2016. Informacoes Economicas SP 47(2), 42-49.

Tucker, C.S., & Hargreaves, J.A., eds., 2009. Environmental best management practices for aquaculture. Baton Rouge: John Wiley & Sons.

Valenti, W.C., Barros, H.P., Moraes-Valenti, P., Bueno, G.W., & Cavalli, R.O., 2021. Aquaculture in Brazil: past, present and future. Aquacult. Rep. 19, 100611. http://dx.doi.org/10.1016/j.aqrep.2021.100611.

Van de Meutter, F., Stoks, R., & De Meester, L., 2005. The effect of turbidity state and microhabitat on macroinvertebrate assemblages: a pilot study of six shallow lakes. Hydrobiologia 542(1), 379-390. http://dx.doi.org/10.1007/s10750-005-4941-4.

Yoonja, K., Hyun-Jung, K., & Moon, C.H., 2021. Eutrophication driven by aquaculture fish farms controls phytoplankton and dinoflagellate cyst abundance in the Southern Coastal waters of Korea. J. Mar. Sci. Eng. 9(4), 362. http://dx.doi.org/10.3390/jmse9040362.
 

Submitted date:
24/01/2023

Accepted date:
30/05/2023

Publication date:
19/07/2023

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