Dinâmica de componentes químicos vegetais e fauna associada ao processo de decomposição de espécies arbóreas em um riacho do norte do Rio Grande do Sul, Brasil

The present study aimed at evaluating the concentrations of chemistry compounds in leaf-litter during the breakdown process, and the colonization of Sebastiania commersoniana (Baill.) Smith and Downs and Eucalyptus grandis Hill ex Maiden for aquatic invertebrates, as well as verifying the influence of breakdown process in native and exotic species of the aquatic fauna. There were incubated 28 litterbags in a first order stream in Erechim, RS, Brazil. After 1, 3, 7, 15, 30, 45 e 60 days of breakdown, we determined polyphenols contends, nitrogen e total phosphorous of the leaf-litter remanecent material. The colonizing fauna of the leaf-litter was quantified in the same periods. The results showed no significant difference in the leaf-litter compounds liberation. Breakdown of E. grandis was slower than S. commersoniana. The contents of polyphenols showed more importance for the colonization of the S. commersoniana. The more slowly liberation of compounds by E. grandis leaves is probably due to more difficulty in fragmenting the organic debris. The aquatic invertebrates that colonized the E. grandis debris showed that their presence or absence was more associated with the nitrogen concentrations. Key words: leaf-litter, macroinvertebrates, Sebastiania commersoniana, Eucalyptus grandis.O presente estudo teve como objetivo acompanhar as concentrações de componentes químicos vegetais durante o processo de decomposição, avaliar a colonização do detrito foliar de Sebastiania commersoniana (Baill.) Smith e Downs e Eucalyptus grandis Hill ex Maiden por invertebrados aquáticos e verificar a influência do processo de decomposição de espécies nativas e exóticas sobre a fauna aquática. Foram incubados 28 pacotes de folhas em um córrego de primeira ordem no município de Erechim, RS. Após 1, 3, 7, 15, 30, 45 e 60 dias de decomposição foram avaliados os teores de polifenóis, nitrogênio e fósforo total do material vegetal remanescente. A fauna colonizadora do detrito foi quantificada nos mesmos períodos. Os resultados mostram que não houve diferença significativa na liberação dos compostos nas espécies analisadas. E. grandis apresentou uma taxa de decomposição mais lenta que S. commersoniana. A rápida liberação de polifenóis das folhas de S. commersoniana, mostrou ser mais importante para a colonização dos organismos. A liberação mais lenta desses compostos das folhas de E. grandis pode provocar maior dificuldade em fragmentar o detrito orgânico. Os invertebrados aquáticos que colonizaram o detrito de E. grandis demonstram ter sua presença ou ausência mais associadas às concentrações de nitrogênio. Palavras-Chave: detrito vegetal, macroinvertebrados, Sebastiania commersoniana, Eucalyptus grandis

FERRAMENTAS ESTATISTICAS PARA ANALISES DE DADOS PROVENIENTES DE BIOMONITORAMENTO

Apart from multimetric indices and predictive models, there are statistical methods that can be employed in biomonitoring or bioassessment studies. In this revision we emphasized the need for planning researches beforehand and discussed issues to this regard: clear definition of objectives, correct making of replications, simplification of data sets (through using genus/family, binary presence/absence results, ignoring uncommon species), standardization of sampling procedures, transformation and standardization of data. Moreover, we presented a brief overview of univariate and multivariate statistical analyses, based on the identification of traits of variables, like number, type (if response or predictor variable) and nature (categorical or quantitative variables). During the description of univariate analyses, we presented examples of the use of blocks and covariates and highlight the relevance of interacting explanatory variables. In the multivariate analyses, we considered the objectives and logics driving ordination and classification analyses and distance-based MANOVA.Além de índices multimétricos e modelos preditivos, diversos métodos estatísticos podem ser empregados em programas de biomonitoramento ou bioavaliação. Nesta revisão enfatizamos a necessidade de planejamento do estudo e abordamos diversos tópicos que podem ser úteis neste planejamento. Tais tópicos incluem a definição de objetivos e replicação adequada, simplificação do conjunto de dados (uso de gênero/família, dados presença/ausência, remoção de espécies raras), padronização do esforço amostral, transformação/padronização dos dados e breve descrição de analises estatísticas univariadas e multivariadas. A descrição das analises e feita com auxilio da identificação do numero, tipo (resposta, explanatória) e natureza (categórica, quantitativa) das variáveis. Nas analises univariadas, sao fornecidos exemplos que ilustram o uso de blocos e covariáveis bem como ressaltam a importância de interações entre variáveis explanatórias. Nas analises multivariadas são abordados os objetivos e lógicas de analise de ordenações, classificações e MANOVA baseadas em distância

Mudanças químicas dos detritos foliares durante a decomposição afetam os invertebrados associados em um riacho subtropical

Objetivos: nosso objetivo foi avaliar o efeito de mudanças na composição química dos detritos foliares durante a decomposição sobre os invertebrados associados. Métodos: avaliamos a composição química dos detritos foliares (de duas espécies arbóreas, Sebastiania brasiliensis e Campomanesia xanthocarpa) e a densidade de invertebrados durante a decomposição (em quatro tempos de incubação; 3, 7, 14 e 22 dias) em um riacho subtropical. Realizamos análises de regressão linear múltipla para avaliar a relação entre a densidade de invertebrados e as mudanças na composição química dos detritos foliares durante a decomposição. Resultados: a densidade de invertebrados foi relacionada com a composição química dos detritos foliares. Houve uma correlação positiva de K (β = 3.48) e uma negativa de C:N (β = -0.34), polifenóis (β = -0.16), Ca (β = -2.98) e Mg (β = -2.58) com a densidade total de invertebrados. A densidade de invertebrados nos detritos foliares alcançou 38 ± 9 e 192 ± 31 indivíduos por grama de massa seca durante os primeiros três e sete dias de incubação, diminuindo no 14° (117 ± 18) e então aumentando no 22° dia (270 ± 41). Conclusões: concluímos que as mudanças na química dos detritos foliares em decomposição afetam o processo de colonização por invertebrados. Essa conclusão reforça a importância do entendimento da dinâmica de energia e de nutrientes e sua associação com as comunidades biológicas em ecossistemas ripários tropicais.Aims: our objective was assess the effects of leaf chemical change during breakdown on the associated invertebrates. Methods: we evaluate the chemical composition of leaves (of two tree species; Sebastiania brasiliensis and Campomanesia xanthocarpa) and the density of invertebrates during leaf breakdown (on four incubation times; 3, 7, 14 and 22 days) in a subtropical stream. Linear multiple regression analysis were performed to evaluate the relationship between invertebrate density and changes in leaf chemical during breakdown. Results: density of invertebrates was related to the chemical composition of leaves. There was a positive correlation of K (β = 3.48) and a negative of C:N (β = -0.34), polyphenols (β = -0.16), Ca (β = -2.98) and Mg (β = -2.58) with the total density of invertebrates. Density of invertebrates on leaves reached 38 ± 9 and 192 ± 31 individuals g-1 leaf DM during the first 3 and 7 days of incubation, had decreased by the 14th day (117 ± 18) and then increased after 22 days (270 ± 41). Conclusions: we conclude that changes in the chemistry of decomposing leaves affect invertebrate colonization process. This conclusion reinforce the importance of understand the dynamic of energy and nutrients and its association with the biological communities of tropical riparian ecosystems

Colonização de invertebrados durante a decomposição de diferentes detritos vegetais em um riacho subtropical

The riparian vegetation is extremely important in maintaining the energy flow in headwaters streams. Thus, the decomposition process is fundamental and depends of biotic and abiotic factors. Leaf decomposition in a water system is influenced by the chemical characteristics of plant species and the fauna composition. The aim of this study was to evaluate the composition (taxonomic and functional) of the fauna of aquatic invertebrates on leaves of Cupania vernalis (Sapindaceae) and Eucalyptus grandis (Myrtaceae) during decomposition in a subtropical stream. Senescent leaves of both species were incubated in stream and were taken after seven, 14 and 21 days for analysis of invertebrate fauna associated. The decomposition rates were similar between the two species. However, the richness and organisms density was slightly higher in C. vernalis, and presents continuous increase over time. The results demonstrated the importance of plant origin in the constitution of the riparian zone of streams. The chemical characteristics of vegetation were fundamental in changing the functional composition of aquatic fauna associated with detritus.A vegetação ripária é de extrema relevância na manutenção do fluxo energético em riachos de cabeceira. Nestes ambientes, o processo de decomposição é fundamental e depende de fatores bióticos e abióticos. A decomposição das folhas em um sistema hídrico é influenciada pelas características físicas e químicas das espécies vegetais e pela composição da fauna de fragmentadores e decompositores que colonizam os detritos. O objetivo deste estudo foi avaliar a composição (taxonômica e funcional) da fauna de invertebrados aquáticos em folhas de Cupania vernalis (Sapindaceae) e Eucalyptus grandis (Myrtaceae) durante a decomposição em um riacho subtropical. Folhas senescentes das duas espécies foram incubadas no riacho e retiradas após sete, 14 e 21 dias para análise dos invertebrados associados. Os coeficientes de decomposição foram semelhantes entre as duas espécies. No entanto, a densidade e riqueza foram levemente superiores em C. vernalis, além de apresentar constante aumento ao longo do tempo. Os resultados demonstraram a importância da origem vegetal na constituição da zona ripária dos riachos. As características químicas da vegetação foram fundamentais para alterar a composição funcional da fauna aquática associada ao detrito.

Plant litter dynamics in the forest-stream interface: Precipitation is a major control across tropical biomes

Riparian plant litter is a major energy source for forested streams across the world and its decomposition has repercussions on nutrient cycling, food webs and ecosystem functioning. However, we know little about plant litter dynamics in tropical streams, even though the tropics occupy 40% of the Earth's land surface. Here we investigated spatial and temporal (along a year cycle) patterns of litter inputs and storage in multiple streams of three tropical biomes in Brazil (Atlantic forest, Amazon forest and Cerrado savanna), predicting major differences among biomes in relation to temperature and precipitation regimes. Precipitation explained most of litter inputs and storage, which were generally higher in more humid biomes (litterfall: 384, 422 and 308 g m-2 y-1, storage: 55, 113 and 38 g m-2, on average in Atlantic forest, Amazon and Cerrado, respectively). Temporal dynamics varied across biomes in relation to precipitation and temperature, with uniform litter inputs but seasonal storage in Atlantic forest streams, seasonal inputs in Amazon and Cerrado streams, and aseasonal storage in Amazon streams. Our findings suggest that litter dynamics vary greatly within the tropics, but point to the major role of precipitation, which contrasts with the main influence of temperature in temperate areas. © 2017 The Author(s)

Partitioning diversity of aquatic insects in streams of the Southern Brazil

O presente estudo teve por objetivo principal avaliar a distribuição espacial de insetos aquáticos (Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera; EPT) em riachos do Sul do Brasil. Para tanto, foram realizados diferentes estudos com objetivos específicos direcionados a (i) avaliar o efeito de fatores ambientais e espaciais sobre a distribuição dos organismos, (ii) verificar as escalas heirárquicas onde ocorreram maior variação da comunidade (diversidade beta), (iii) testar a existência de relação entre a composição de espécies e diferentes distâncias espaciais e (iv) avaliar a importância da inclusão de espécies raras na diversidade beta de insetos aquáticos. No primeiro estudo, realizado em Maquiné-RS, observei que os preditores ambientais possuem maior importância na explicação da diversidade beta das comunidades do que a distância entre os trechos . No segundo estudo, em São José dos Ausentes–RS, particionei a diversidade em múltiplas escalas. A partição aditiva utilizada demonstrou que as escalas maiores (riachos e microbacias) foram as de maior importância para estruturação da comunidade. No último estudo, utilizei um método de decomposição da variância da comunidade em múltiplas escalas espaciais utilizando uma matriz biológica contendo toda a fauna de EPT coletada e outra matriz com exclusão das espécies raras. Neste estudo foi possível observar que a variação existente nas escalas de corredeiras, riachos e microbacias foi baixa. A exclusão das morfo-espécies raras não afetou esta variação, demonstrando que em estudos de distribuição espacial, o esforço pode ser direcionado às espécies comuns. Assim, considerando a importância que pequenos riachos possuem em termos de bacias hidrográficas a manutenção da heterogeneidade destas bacias em múltiplas escalas espaciais poderá contribuir para o incremento da biodiversidade aquática.The present study aimed at assessing the spatial distribution of aquatic insects (Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera; EPT) in streams of the Southern Brazil. Three studies have been conducted with specific objectives at (i) to evaluate the effect of environmental and spatial factors on organisms distribution, (ii) to verify the hierarchical scales where the highest community variation (beta diversity) was found, (iii) to test the existence of a relationship between species composition and different spatial distances and (iv) to evaluate the importance of including rare species in beta diversity of aquatic insects. In the first study, conducted in Maquiné-RS, I noticed that the environmental predictors are more important in explaining the beta diversity of the communities than the distance between the sites. In the second study in São José dos Ausentes-RS, I partitioned the diversity at multiple scales. The additive partitioning used showed that the larger scales (streams and microbasins) were the most important for community structure. In the last study I used a method of community variance decomposition at multiple spatial scales using a biological full matrix EPT fauna and another array without rare species. In this study I observed that the variation in the riffles, streams and microbasin scales was low. The exclusion of rare morphospecies did not affect this variation, showing that in studies of spatial distribution, the effort can be directed to the common species. Thus, considering the importance that the small streams have in hidrographic basins, in terms of maintaining the heterogeneity of these basins at multiple spatial scales, they may contribute to the increase of aquatic biodiversity

Partitioning diversity of aquatic insects in streams of the Southern Brazil

O presente estudo teve por objetivo principal avaliar a distribuição espacial de insetos aquáticos (Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera; EPT) em riachos do Sul do Brasil. Para tanto, foram realizados diferentes estudos com objetivos específicos direcionados a (i) avaliar o efeito de fatores ambientais e espaciais sobre a distribuição dos organismos, (ii) verificar as escalas heirárquicas onde ocorreram maior variação da comunidade (diversidade beta), (iii) testar a existência de relação entre a composição de espécies e diferentes distâncias espaciais e (iv) avaliar a importância da inclusão de espécies raras na diversidade beta de insetos aquáticos. No primeiro estudo, realizado em Maquiné-RS, observei que os preditores ambientais possuem maior importância na explicação da diversidade beta das comunidades do que a distância entre os trechos . No segundo estudo, em São José dos Ausentes–RS, particionei a diversidade em múltiplas escalas. A partição aditiva utilizada demonstrou que as escalas maiores (riachos e microbacias) foram as de maior importância para estruturação da comunidade. No último estudo, utilizei um método de decomposição da variância da comunidade em múltiplas escalas espaciais utilizando uma matriz biológica contendo toda a fauna de EPT coletada e outra matriz com exclusão das espécies raras. Neste estudo foi possível observar que a variação existente nas escalas de corredeiras, riachos e microbacias foi baixa. A exclusão das morfo-espécies raras não afetou esta variação, demonstrando que em estudos de distribuição espacial, o esforço pode ser direcionado às espécies comuns. Assim, considerando a importância que pequenos riachos possuem em termos de bacias hidrográficas a manutenção da heterogeneidade destas bacias em múltiplas escalas espaciais poderá contribuir para o incremento da biodiversidade aquática.The present study aimed at assessing the spatial distribution of aquatic insects (Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera; EPT) in streams of the Southern Brazil. Three studies have been conducted with specific objectives at (i) to evaluate the effect of environmental and spatial factors on organisms distribution, (ii) to verify the hierarchical scales where the highest community variation (beta diversity) was found, (iii) to test the existence of a relationship between species composition and different spatial distances and (iv) to evaluate the importance of including rare species in beta diversity of aquatic insects. In the first study, conducted in Maquiné-RS, I noticed that the environmental predictors are more important in explaining the beta diversity of the communities than the distance between the sites. In the second study in São José dos Ausentes-RS, I partitioned the diversity at multiple scales. The additive partitioning used showed that the larger scales (streams and microbasins) were the most important for community structure. In the last study I used a method of community variance decomposition at multiple spatial scales using a biological full matrix EPT fauna and another array without rare species. In this study I observed that the variation in the riffles, streams and microbasin scales was low. The exclusion of rare morphospecies did not affect this variation, showing that in studies of spatial distribution, the effort can be directed to the common species. Thus, considering the importance that the small streams have in hidrographic basins, in terms of maintaining the heterogeneity of these basins at multiple spatial scales, they may contribute to the increase of aquatic biodiversity