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Previous issue date: 2013-05-20Headwater streams biodiversity is very important to the maintenance of the biological
integrity found in the whole hydrological basin. Therefore, understanding the processes
generating and/or influencing biodiversity in such environments may contribute to
future aquatic integrity monitoring programs and to the strategic planning for both
species and community conservation found within the every stream networks. The main
goals of the current study were to: i) identify landscape and spatial environmental
predictors responsible for the structure of aquatic insects communities (Trichoptera); ii)
identify which hierarchical scale within the hydrologic basins is responsible for the
highest biodiversity variation, what may provide subsidies for future studies and
planned conservation of lotic environments. In order to achieve such goals, we did
different studies with specific objectives directed to (i) measure the contribution of
environmental and spatial variables while determining species richness and composition
within Trichoptera communities, separately considering species with wide and narrow
spatial distribution; (ii) measure the influence of landscape attributes such as vegetation
cover in different spatial scales on species richness and bet diversity, as well on the
different trophic functional groups found within the Trichoptera community; (iii)
evaluate the effects of nested headwater streams community structure embedded within
superior hierarchical levels (e.g. microbasins, subbasins, and the whole catchment), as
well as the effects of the environmental and spatial predictors on alpha, beta and
gamaTrichoptera diversity considering different spatial scales. All studies were
performed with a set of biological data sampled in 48 headwater streams within two
hydrographic basins locate within the state of Goiás, Brazil, with different land use
regimes. Within those streams, local environmental variables (physical-chemical
variables and habtat integrity), landscape attributes (vegetation cover, and land use
classification), and also the biological data regarding the Trichoptera insects were
sampled. In the first study, we observed that compositional changes within the
Trichoptera communities was determined by local processes, especially for genus with
wider distribution, while the communities of those species with narrower distribution
were probably structured by other factors not measured here. This study reinforces that
the use of community deconstruction related to specific species attributes (e.g. spatial
distribution) contributes to a better comprehension of the processes determining the
metacommunities structure. In the second study, we verified that landscape attributes
within the hydrologic basin, such as vegetation quality around the streamlet and
vegetation cover up to 200m from the streamlet, are important predictors to the structure
and functioning of Trichoptera communities. In the third study, results indicate that the
variation in alpha, beta and gama diversities depend on the spatial scale considered and
that the environmental degradation affects distinctly such patterns. We were able to
verify that the structure of Trichoptera communities is determined by environmental
factors, mainly in the local scales, such as water physical-chemical parameters and
vegetation cover. Additionally, we observed that that the spatial scale within which the
diversity is maximized is on catchment scale, reinforcing the need to increase the spatial
scales considered in such studies in order to obtain a higher diversity for the Trichoptera
in headwater streams. Finally, these studies confirm the vulnerability of Trichoptera
communities to the variability on water quality and landscape changes, supporting the
use of these organisms as indicators and reinforcing the need of conservation strategies
which consider the aquatic diversity within each streamlet embedded in hydrologic
basin elsewhere.A diversidade biológica em riachos de cabeceira é muito importante para a manutenção
da integridade de toda a bacia hidrográfica. Então, entender os processos que geram
e/ou influenciam a diversidade nestes ambientes pode contribuir para futuros programas
de monitoramento da integridade aquática e para o planejamento estratégico para a
conservação de espécies e de comunidades das redes hidrográficas. O presente estudo
teve por objetivo principal identificar os preditores ambientais locais, de paisagem e
espaciais em múltiplas escalas responsáveis pela estruturação das comunidades de
insetos aquáticos (Trichoptera). Além disso, objetivou verificar a escala hierárquica de
bacias hidrográficas responsável pela maior variação da diversidade e desta forma,
subsidiar futuros estudos e planejamento para conservação de ambientes lóticos. Para
tanto, foramrealizados diferentes estudos com objetivos específicos direcionados
a(i)medir a contribuição relativa de variáveis ambientais e espaciais na determinação da
riqueza e composição taxonômica das comunidades de Trichoptera, considerando
separadamente os táxons com distribuição ampla e restrita em riachos de nascente do
bioma Cerrado, (ii)medir a influência dos atributos da paisagem como cobertura vegetal
em diferentes escalas espaciais sobre a riqueza e diversidade beta, bem como sobre
diferentes grupos tróficos funcionais da comunidade de Trichoptera, (iii) avaliar o efeito
da estrutura aninhada de pequenos riachos de cabeceira inseridos dentro de níveis
hierarquicamente superiores (microbacias, sub-bacias e bacias), bem como o efeito dos
preditores ambientais e espaciais na diversidade alfa, beta e gama de insetos aquáticos.
Todos os estudos foram realizados com o conjunto de dados amostrados em 48 riachos
de nascente em duas bacias hidrográficas em Goiás, Brasil, com padrões de uso do solo
distintos. Nestes riachos amostramos variáveis ambientais locais (físico-química e
integridade de habitat) e de paisagem (índice de cobertura vegetal e uso do solo), assim
como os insetos aquáticos da ordem Trichoptera.No primeiro estudo, observamos
queamudança na composição das comunidades de Trichoptera foi determinada por
processos locais, principalmente para os gêneros de distribuição mais ampla, enquanto
os restritos provavelmente foram estruturados por outros fatores aqui não investigados.
Este estudo reforça que o uso da abordagem de desconstrução da comunidade em
função dos atributos das espécies contribui para uma melhor compreensão dos
processos determinantes das metacomunidades. No segundo estudo, verificamos que as
características da paisagem dentro da bacia de drenagem, como qualidade da mata em
torno do riacho e da cobertura vegetal em escalas de até 200m do riacho, são
importantes preditores da estrutura e funcionamento das comunidades de Trichoptera.
No terceiro capítulo, os resultados indicam que a variação na diversidade alfa, beta e
gama é dependente da escala espacial, e que o grau de degradação regional afeta
distintamente estes padrões. Desta forma, podemos verificar que a estrutura das
comunidades de Trichoptera é determinada por fatores ambientais, principalmente, na
escala local, tanto as características da água como de cobertura vegetal. Além disso,
observamos que a escala espacial em que a diversidade é maximizada é na escala de
sub-bacia, reforçando a necessidade de ampliar as escalas espaciais para se obter a
maior diversidade deste grupo em riachos de cabeceira. Por fim, estes trabalhos
confirmam a vulnerabilidade das comunidades de Trichoptera à variações na qualidada
de água e de modificações na paisagem como intensificação do uso do solo, o que
suporta o uso destes como indicadores, além de reforçar a necessidade de estratégias
para conservação que considere a diversidade aquática em riachos pertencentes a redes
hidrográficas
