Land-use effects on aquatic macroinvertebrate diversity in subtropical highland grasslands streams

• Autores: Jean Carlo Bacca, Emanuel Rampanelli Cararo, Cássia Alves Lima-Rezende, Renato Tavares Martins, Luiz Eduardo Macedo Reis, Jacir Dal Magro, Renan de Souza Rezende
• Localización: Limnetica, ISSN 0213-8409, Vol. 42, Nº. 2, 2023, págs. 215-231
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efeito do uso da terra na diversidade de macroinvertebrados aquáticos em riachos de campos de altitude subtropical
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• Resumen
  • English

    Knowledge of the frequency and occurrence of macroinvertebrates throughout landscapes may clarify the effects of anthropic impacts on aquatic systems and help guide conservation actions for watersheds. We evaluated macroinvertebrate α and β diversity in streams in four different subtropical phytophysiognomies: highland grasslands with arboreal riparian vegetation, highland grasslands without arboreal riparian vegetation, mixed ombrophilous forest and silviculture. We also evaluated how environmental factors influence α diversity. We sampled macroinvertebrate communities (by Surber sampler), litter input (bynets) and physicochemical variables of the water (by multiparameter and chemical analysis) at 10 sites in riparian zones of a highland system. A total of 2124 individuals were sampled representing 41 taxa, with high α and β diversity in mixed ombrophilous forest. The results indicate that environmental heterogeneity increases food resource availability, as well as macroinvertebrate diversity. Furthermore, the β diversity was found to increase with distance among the unconnected streams. Areas of silviculture had the highest density values among the sampled areas due high organic material stock in the soil. Therefore, higher leaf litter input may decrease the toxicity effect of secondary compounds released by leaf plant decomposition compared to environments with low systemic leaf litter input, such as highland grasslands. The presence of arboreal riparian vegetation drives canopy openness, water temperature, dissolved oxygen, and orthophosphate in streams, which control the frequency and occurrence of benthic macroinvertebrates. Homogeneous systems, as naturally observed in highland grasslands, plus high canopy openness decrease macroinvertebrate richness and density. The naturally low richness of highland grasslands, although with endemic species, may be an important guideline for legislation on anthropic impacts, management, and conservation of streams in this specific subtropical zone.

  • português

    Conhecer a frequência e ocorrência de macroinvertebrados nas paisagens pode esclarecer os efeitos dos impactos antrópicos nos sistemas aquáticos e orientar ações de conservação de bacias hidrográficas. Avaliamos a diversidade de macroinvertebrados α e β em riachos de quatro diferentes fitofisionomias subtropicais: campos com mata riparia arbórea, campos sem mata riparia arbórea, floresta ombrófila mista e silvicultura. Também avaliamos como os fatores ambientais influenciam a diversidade α. Amostramos comunidades de macroinvertebrados (por amostrador Surber), entrada de serapilheira (por redes) e variáveis físico-químicas da água (por análise multiparamétrica e química) em 10 locais em zonas ribeirinhas de um sistema de terras altas. Um total de 2124 indivíduos foram coletados, divididos entre 41 táxons, apresentando maior diversidade α e β em áreas da floresta ombrófila mista, pela maior heterogeneidade ambiental e disponibilidade de recursos alimentares. Os resultados indicam que a heterogeneidade ambiental aumenta a disponibilidade de recursos alimentares, bem como a diversidade de macroinvertebrados. Além disso, a diversidade β aumentou com a distância entre os córregos não conectados. As áreas de silvicultura apresentaram os maiores valores de densidade entre as áreas amostradas devido ao alto estoque de matéria orgânica no solo. Portanto, maior aporte de serapilheira pode diminuir o efeito de toxicidade de compostos secundários liberados pela decomposição de detritos foliares, em comparação com ambientes com baixo aporte de serapilheira no sistema, como campos de altitude. A presença de vegetação ciliar arbórea determina a abertura do dossel, temperatura da água, oxigênio dissolvido e ortofosfato nos riachos, que controlam a frequência e ocorrência de macroinvertebrados bentônicos. Sistemas homogêneos, como naturalmente observados em campos de altitude, somados a alta abertura do dossel diminuem a riqueza e densidade de macroinvertebrados. A riqueza naturalmente baixa de campos de altitude, embora com espécies endêmicas, pode ser uma importante diretriz para a legislação sobre impactos antrópicos, manejo e conservação de riachos nesta zona subtropical específica.