Ecological Integrity Impairment and Habitat Fragmentation for Neotropical Macroinvertebrate Communities in an Agricultural Stream

Abstract

The Volcán River watershed in the south Pacific of Costa Rica comprises forests, small urban settlements, cattle fields, and intensive agriculture (mostly pineapple and sugarcane). The ecological integrity and quality of its waters was assessed from 2011–2013 and 2018–2019 by means of physical–chemical parameters (pH, conductivity, temperature, DO, DBO, nitrate, total phosphorus, and pesticide residues) and benthic macroinvertebrate (MI) sampling in eight sites (Volcán, Cañas, and Ángel Rivers, and Peje and Maura streams), resulting in high ecological integrity in all sites except the Peje stream, which is polluted with nitrates and pesticides. Only in this stream was there a marked seasonal variation in the abundance of 16 MI families including Leptohyphidae, Leptophlebiidae, Philopotamidae, Glossossomatidae, and Corydalidae, among others, whose presence was limited exclusively to the dry season (December to April), disappearing from the stream in the rainy season, with corresponding peaks in nitrate (max 20.3 mg/L) and pesticides (mainly herbicides and organophosphate insecticides). The characteristics of the watershed, with large areas of forest and excellent water quality, allow for the re-colonization of organisms into the Peje stream; however, those organisms are incapable of development and growth, providing evidence of a contaminant-driven habitat fragmentation in this stream during the rainy season.La cuenca del río Volcán en el Pacífico sur de Costa Rica comprende bosques, pequeñas asentamientos urbanos, campos ganaderos y agricultura intensiva (principalmente piña y caña de azúcar). El La integridad ecológica y la calidad de sus aguas se evaluaron entre 2011 y 2013 y entre 2018 y 2019 mediante de parámetros físico-químicos (pH, conductividad, temperatura, OD, DBO, nitrato, fósforo total, y residuos de pesticidas) y muestreo de macroinvertebrados bentónicos (MI) en ocho sitios (Volcán, Cañas, y Ángel, y los arroyos Peje y Maura), lo que resulta en una alta integridad ecológica en todos los sitios excepto el arroyo Peje, que está contaminado con nitratos y pesticidas. Sólo en esta corriente había una marcada variación estacional en la abundancia de 16 familias MI, incluidas Leptohyphidae, Leptophlebiidae, Philopotamidae, Glossossomatidae y Corydalidae, entre otras, cuya presencia se limitó exclusivamente a la estación seca (diciembre a abril), desapareciendo del arroyo en el temporada de lluvias, con picos correspondientes de nitrato (máximo 20,3 mg/L) y pesticidas (principalmente herbicidas). e insecticidas organofosforados). Las características de la cuenca, con grandes áreas de bosque y excelente calidad del agua, permiten la recolonización de organismos al arroyo Peje; sin embargo, esos Los organismos son incapaces de desarrollarse y crecer, lo que proporciona evidencia de una existencia impulsada por contaminantes. Fragmentación del hábitat en este arroyo durante la temporada de lluvias.