Publication Date:
2024-05-21
Description:
Streams are ecosystems closely dependent to their adjacent ecotones, representing important water recharge sources for drainage networks and playing a central role in global nutrient cycling. The primary source of energy in streams comes from allochthonous material originating from riparian vegetation, which becomes available through processing performed by aquatic organisms. Modifications in the composition of the adjacent vegetation, which can be natural or due to land use and occupation, may alter the ecosystem functioning. Despite their critical role in preserving biodiversity, riparian ecosystems face continuous alteration or even removal. Anthropogenic activities, such as excessive use of pesticides and fertilizers in rural areas, and catchment imperviousness in urban areas, for example, negatively affect water quality, leading to contamination and disruptions in the food chain. Studies predominantly focus on densely forested riparian zones, composed mainly of trees, but natural riparian zones with herbaceous or shrubby vegetation have effects less explored when compared to woody vegetation. These include differences in channel stability and morphology, because woody vegetation is more suitable for stabilization of stream banks than herbaceous vegetation. These differences are particularly relevant for organisms like aquatic insects, that play a fundamental role in energy transfer to higher trophic levels and are widely used as bioindicators, given their sensitivity to environmental changes. Metrics such as richness and abundance are commonly used to estimate levels of biodiversity, but for a comprehensive understanding of the role of such species in ecosystem functioning, it is essential to also consider functional diversity. In this context, the following aspects were assessed: i) the effect of sub-basin riparian vegetation stratum (tree x shrub) on the composition and beta-diversity of aquatic insects in tropical streams and ii) the relationship between different levels of anthropogenic intensification and taxonomic and functional indices of aquatic insects, as well as their relationship with environmental variables. The study concluded that functional diversity was more sensitive than taxonomic diversity to changes related to land use and cover in riparian vegetation. Vegetation stratum (tree and shrub) significantly altered total functional diversity, while anthropogenic intensification significantly reduced all functional indices analysed and only one taxonomic index. The results obtained and analysed contributed to an analytical understanding of the functioning of tropical aquatic ecosystems. Furthermore, the study provides valuable parameters and insights for future predictions and mitigation strategies in environments affected by human activities.
Description:
Riachos são ecossistemas estritamente dependentes dos seus ecótonos adjacentes, representando importantes fontes de recarga de água para redes de drenagem e desempenhando um papel central no ciclo global de nutrientes. A principal fonte de energia dos riachos é proveniente do material alóctone da vegetação ripária, que se torna disponível através do processamento pelos organismos aquáticos. Modificações na composição da vegetação adjacente, que podem ser naturais ou decorrentes do uso e cobertura da terra, podem alterar as funções ecossistêmicas. Apesar do seu papel fundamental na preservação da biodiversidade, os riachos são continuamente alterados ou até mesmo removidos. As atividades antrópicas, como o uso excessivo de pesticidas e fertilizantes nas zonas rurais, e a impermeabilização do solo em áreas urbanas, por exemplo, possuem um impacto negativo na qualidade da água, levando à contaminação e a perturbações na cadeia alimentar. Os estudos são predominantemente realizados nas zonas ripárias altamente florestadas, compostas principalmente por árvores de grande porte, mas as zonas ripárias naturais com vegetação herbácea ou arbustiva têm efeitos menos explorados quando comparadas com a vegetação arbórea. Entre os efeitos, incluem diferenças na estabilidade e morfologia do canal, porque a vegetação arbórea é mais adequada para a estabilização das margens do que a vegetação herbácea. Estas diferenças são particularmente relevantes para organismos como os insetos aquáticos, que desempenham um papel fundamental na transferência de energia para níveis tróficos superiores e são amplamente utilizados como bioindicadores, dada a sua sensibilidade às alterações ambientais. Métricas como riqueza e abundância são comumente utilizadas para estimar níveis de biodiversidade, mas para uma compreensão abrangente do papel dessas espécies no funcionamento do ecossistema, é essencial considerar também a diversidade funcional. Neste contexto, avaliou-se os seguintes aspectos: i) o efeito do estrato de vegetação ripária (arbóreo x arbustivo) da sub-bacia sobre a composição e diversidade beta de insetos aquáticos em riachos tropicais e ii) a relação entre a intensificação antrópica e as variáveis ambientais com índices taxonômicos e funcionais de insetos aquáticos. O estudo constatou que a diversidade funcional foi mais sensível às mudanças relacionadas com o uso e cobertura da terra na vegetação ripária. O estrato da vegetação (arbóreo e arbustivo) alterou significativamente a diversidade funcional total, enquanto a intensificação antrópica reduziu significativamente todos os índices funcionais analisados e apenas um taxonômico. Os resultados obtidos e analisados contribuíram para uma compreensão analítica do funcionamento dos ecossistemas aquáticos tropicais, destacando os efeitos do uso e cobertura da terra na diversidade funcional dos insetos aquáticos, em dois hotspots da biodiversidade. Outrossim, o estudo indica parâmetros e informações valiosas para futuras previsões e estratégias de mitigação em ambientes afetados por atividades humanas.
Description:
PhD
Keywords:
Insetos aquáticos de água doce
;
Ecologia de riachos
;
Diversidade funcional e taxonômica
;
Bioindicadores ambientais
;
Uso e cobertura da terra
;
Vegetação ripária
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Ações naturais e antrópicas
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ASFA_2015::F::Freshwater ecology
;
ASFA_2015::I::Insects (aquatic)
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ASFA_2015::S::Streams
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ASFA_2015::E::Ecology
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ASFA_2015::B::Biodiversity
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ASFA_2015::B::Bioindicators
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ASFA_2015::L::Land use
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ASFA_2015::R::Riparian vegetation
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ASFA_2015::H::Human impact
Repository Name:
AquaDocs
Type:
Thesis/Dissertation
Format:
79pp.
Permalink
