ABSTRACT
As agricultural land use and climate change continue to pose increasing threats to biodiversity in sub-Saharan Africa, efforts are being made to identify areas where trade-offs between future agricultural development and terrestrial biodiversity conservation are expected to be greatest. However, little research so far has focused on freshwater biodiversity conservation in the context of agricultural development in sub-Saharan Africa. We aimed to identify lakes and lake areas where freshwater biodiversity is most likely to be affected by eutrophication and Harmful Algal Blooms (i.e., when algae multiply to the extent that they have toxic effects on people and freshwater fauna), some of the most important emerging threats to freshwater ecosystems worldwide, especially with the onset of climate change. Using novel remote-sensing techniques, we identified lakes that demonstrated high biodiversity and algal bloom levels. We calculated the richness of freshwater species and the normalized difference chlorophyll index (NDCI) to prioritize lakes in Ghana, Ethiopia, Zambia, and bordering countries, of high priority for conservation. We identified 169 priority lakes and lake areas for conservation, based on high levels of biodiversity exposed to potentially harmful algal blooms. Zambia had the most lakes identified as conservation priorities (76% of its small lakes and five 100-km2 areas in large lakes). Many of the conservation priority lakes and lake areas identified in this study were in transboundary watersheds; thus, collaborative water resource management and conservation at the watershed scale is needed. The use of remote-sensing tools to prioritize freshwater systems for conservation according to algal-bloom risk is vital in remote, undersampled world regions, especially given the increasing threat posed to freshwater biodiversity by rapidly expanding agriculture and climate change.
Priorización de la Conservación en los Lagos Sub-Saharianos con base en Medidas de Biodiversidad de Aguas Dulces y Floración de Algas Resumen Conforme el cambio climático y el uso de suelo para cultivos siguen representando amenazas crecientes para la biodiversidad en la región sub-sahariana de África, se están realizando esfuerzos para identificar las áreas en donde se espera que sucedan las mayores compensaciones entre el desarrollo agrícola venidero y la conservación de la biodiversidad terrestre. Sin embargo, pocas investigaciones se han centrado en la conservación de la biodiversidad de aguas dulces dentro del contexto del desarrollo agrícola en esta región de África. Nos enfocamos en localizar las áreas en donde sea más probable que la biodiversidad de aguas dulces se vea afectada por la eutrofización y las floraciones de algas (es decir, cuando las algas se multiplican a tal grado que tienen efectos tóxicos sobre las personas y la fauna de agua dulce), dos de las amenazas emergentes más importantes para los ecosistemas de agua dulce en todo el mundo debido al cambio climático. Mediante técnicas novedosas de teledetección identificamos los lagos que se traslapaban con áreas de gran biodiversidad y floraciones de algas. Calculamos la riqueza de especies de agua dulce y el índice de diferencia normalizada de clorofila (IDNC) para identificar los lagos de suma importancia para la conservación en Ghana, Etiopía, Zambia y sus países fronterizos. Identificamos 169 áreas prioritarias para la conservación con base en los niveles elevados de biodiversidad expuestos a las floraciones de algas potencialmente dañinas. Zambia tuvo la mayor cantidad de lagos identificados como prioridades de conservación (76% de sus lagos pequeños y cinco áreas de 100 km2 en los grandes lagos). Las amenazas para la biodiversidad de agua dulce estuvieron presentes a nivel de cuenca, con frecuencia con una extensión más allá de las fronteras políticas de un país; por lo tanto, se requiere que el manejo de recursos hídricos y la conservación sean esfuerzos colaborativos a nivel de cuenca. El uso de herramientas de teledetección para priorizar la conservación de los sistemas de agua dulce de acuerdo con el riesgo de floración de algas es vital en las regiones remotas y poco muestreadas del mundo, especialmente debido a la amenaza creciente que representan el cambio climático y la expansión agrícola para la biodiversidad de agua dulce.
