Ecosystem services of runoff marshes in urban lowland basins: Proposals for their management and conservation

Abstract

The city of La Plata, Argentina, is situated in a low alluvial zone, with streams having insufficient drainage into the Río de la Plata estuary. In April 2013, a prodigious storm front caused unprecedented flooding in the city and environs that resulted in extensive loss of life and property, especially in the Del Gato stream basin. Through an analysis of water quality and the conditions of the habitat on the basis of the macroinvertebrates present as bioindicators of environmental quality, this work aims to contribute to a reevaluation of the role of the marshes adjacent to the stream as flood-alleviation elements, and then propose alternatives for flooding management in the basin. Consequently, quantitative seasonal samples of vegetation, sediments, and benthic organic matter were taken and limnologic parameters measured in three sectors of the basin having different land uses: rural, periurban, and urban-industrial. The macroinvertebrate assemblages, as analyzed through the application of ecological indices, exhibited a marked decline in richness and in the Pampean Biotic Index towards the low-lying basin. Principal-components analysis associated Site 1 with the dissolved-oxygen concentration, Site 2 with high nitrate values, and Site 3 with oxygen demands. Redundancy analysis indicated a positive relationship between Baetidae and Aeolosomatidae with the dissolved-oxygen concentration and between Enchytraeidae and Stratiomyidae with the conductivity. These marshes are fundamental in maintaining good environmental conditions and attenuating the effects of the flooding that is predicted to become increasingly catastrophic in this region as the climate changes.

La ville de La Plata, en Argentine, est située dans une zone alluvionnaire, avec des cours d'eau ayant un écoulement insuffisant dans l'estuaire du Río de la Plata. En avril 2013, un front de tempête exceptionnel a causé des inondations sans précédent dans la ville et dans les environs, qui a entraîné des pertes en vie humaine et en propriétés, en particulier dans le bassin de Del Gato. Grâce à une analyse de la qualité de l'eau et des conditions de l'habitat sur la base des macroinvertébrés présents en tant que bioindicateurs de la qualité de l'environnement, ce travail vise à contribuer à une réévaluation du rôle des marais adjacents à la rivière en tant qu'éléments d'atténuation des inondations et propose ensuite des solutions alternatives pour la gestion des inondations dans le bassin. Simultanément des échantillons saisonniers quantitatifs de végétation, de sédiments et de matières organiques benthiques ont été pris et des paramètres limnologiques mesurés dans trois secteurs du bassin ayant des utilisations de terres différentes : rurales, périurbaines et urbaines-industrielles. Les différences de macroinvertébrés, analysées par l'application d'indices écologiques, ont montré un déclin marqué de la richesse et de l'indice biotique Pampean vers l'aval. L'analyse en composantes principales associe le site 1 avec la concentration en oxygène dissous, le site 2 avec des valeurs élevées de nitrate et le site 3 avec des demandes en oxygène. L'analyse de redondance a indiqué une relation positive des Baetidae et Aeolosomatidae avec la concentration en oxygène dissous et des Enchytraeidae et Stratiomyidae avec la conductivité. Ces marais sont fondamentaux pour maintenir de bonnes conditions environnementales et atténuer les effets des inondations qui devraient devenir de plus en plus catastrophiques dans cette région à mesure que le climat change.