Efeitos da cobertura vegetal ripária sobre o metabolismo e biodiversidade de córregos de mata atlântica na bacia do Rio Guapiaçú, RJ

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva Junior, Eduardo Francisco da
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/4949
Resumo: Land cover changes cause physical alterations in lotic ecosystems, as reductions in shading and input of allochthonous organic matter, eutrophication and pollutants inputs. These modifications simultaneously influence both; community composition and ecosystem process, compromising ecosystems function and its capacity of to provide ecosystem services (e.g. nutrient cycling, supply of water and products derived from biodiversity). Ecosystem metabolic process (Gross Primary Production (GPP); and Ecosystem Respiration (ER)), are very important aspects to study when assessing the influence of riparian vegetation on stream ecosystems, since these rates are strongly influenced by shading, nutrient concentration, and input of allochthonous organic matter and also affects biodiversity. Tropical areas face high deforestation rates, while the regeneration capacity of tropical forests is smaller compared to temperate ones. This thesis presents descriptive studies evaluating influences of riparian deforestation and related changes in abiotic template in stream metabolism, macroinvertebrates diversity and distribution and abundance of freshwater decapods in Guapiaçu River catchment, RJ, as well as a literature review of studies about the impacts of land use in stream metabolism. The review of literature shows that urban and agricultural land use increases metabolic rates in streams, what was usually attributed to shading reduction and specially to the increase in nutrients concentrations, which can stimulate both GGP and ER. It was also verified that there is a large scarcity of studies about this theme in tropical forest ecosystems and just one study was found to streams in this biome. The studies conducted in Guapiaçú River catchment show that both GPP and ER of streams in Atlantic Rainforest are positively related to riparian deforestation increase. A path analysis model developed to describe the cascade effects linking riparian deforestation to metabolic alterations and biodiversity changes indicated that reduction in shading and increases in ammonium concentration led to a reduction in oxygen daily minimum saturation. This was in part caused by increase of oxygen consumption, as consequence of increased in PPB and R rates, this last one strongly influenced by ammonium concentrations. This reduction on oxygen saturation was the mainly variable related to macroinvertebrates biodiversity reduction, which was also negatively affected by shading reduction. Freshwater decapods were few abundant in the studied catchment and occurred primarily in highly shaded small streams with abundance of leaf litter substrates. We registered the occurrence of amphidromous species, what indicates the maintenance of relative ecosystem connectivity along streams and rivers in the studied catchment, since these organisms uses all stretches during their life cycles. This species can be locally extinct due the construction of a dam in lower Guapiaçú River (in progress), thus we recommended that mitigation actions (e.g. constructions of artificial passages) should be applied
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These modifications simultaneously influence both; community composition and ecosystem process, compromising ecosystems function and its capacity of to provide ecosystem services (e.g. nutrient cycling, supply of water and products derived from biodiversity). Ecosystem metabolic process (Gross Primary Production (GPP); and Ecosystem Respiration (ER)), are very important aspects to study when assessing the influence of riparian vegetation on stream ecosystems, since these rates are strongly influenced by shading, nutrient concentration, and input of allochthonous organic matter and also affects biodiversity. Tropical areas face high deforestation rates, while the regeneration capacity of tropical forests is smaller compared to temperate ones. This thesis presents descriptive studies evaluating influences of riparian deforestation and related changes in abiotic template in stream metabolism, macroinvertebrates diversity and distribution and abundance of freshwater decapods in Guapiaçu River catchment, RJ, as well as a literature review of studies about the impacts of land use in stream metabolism. The review of literature shows that urban and agricultural land use increases metabolic rates in streams, what was usually attributed to shading reduction and specially to the increase in nutrients concentrations, which can stimulate both GGP and ER. It was also verified that there is a large scarcity of studies about this theme in tropical forest ecosystems and just one study was found to streams in this biome. The studies conducted in Guapiaçú River catchment show that both GPP and ER of streams in Atlantic Rainforest are positively related to riparian deforestation increase. A path analysis model developed to describe the cascade effects linking riparian deforestation to metabolic alterations and biodiversity changes indicated that reduction in shading and increases in ammonium concentration led to a reduction in oxygen daily minimum saturation. This was in part caused by increase of oxygen consumption, as consequence of increased in PPB and R rates, this last one strongly influenced by ammonium concentrations. This reduction on oxygen saturation was the mainly variable related to macroinvertebrates biodiversity reduction, which was also negatively affected by shading reduction. Freshwater decapods were few abundant in the studied catchment and occurred primarily in highly shaded small streams with abundance of leaf litter substrates. We registered the occurrence of amphidromous species, what indicates the maintenance of relative ecosystem connectivity along streams and rivers in the studied catchment, since these organisms uses all stretches during their life cycles. This species can be locally extinct due the construction of a dam in lower Guapiaçú River (in progress), thus we recommended that mitigation actions (e.g. constructions of artificial passages) should be appliedAlterações no uso e cobertura do solo causam modificações físicas em ecossistemas lóticos, como diminuição do sombreamento e entrada de matéria orgânica alóctone, enriquecimento trófico e entrada de poluentes. Estas modificações influenciam simultaneamente a composição da comunidade e os processos ecossistêmicos, o que compromete o funcionamento destes ecossistemas e sua capacidade de fornecer serviços ambientais (e.g. ciclagem de nutrientes, fornecimento de água e bens de consumo). Processos metabólicos ecossistêmicos (Produção Primária Bruta (PPB); e Respiração (R)) são de aspectos de grande interesse em estudos sobre a influência da vegetação ripária para ecossistemas de córregos, pois as taxas metabólicas são fortemente reguladas por variáveis como luminosidade, concentração de nutrientes e entrada de matéria orgânica alóctone, além de afetarem a biodiversidade. Em regiões tropicais as taxas de desmatamento são elevadas, enquanto a capacidade de regeneração das florestas é menor comparada a florestas temperadas. Esta tese apresentada estudos descritivos sobre o impacto do desmatamento ripário e consequentes mudanças na configuração física dos córregos sobre o metabolismo, estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos e distribuição e abundância de crustáceos decápodas na bacia do Rio Guapiaçú, RJ, bem como trabalhos de revisão bibliográfica sobre os efeitos do uso do solo no metabolismo de córregos. O estudo de revisão da bibliografia mostra que o uso do solo em diversas escalas geográficas eleva as taxas metabólicas de córregos, o que geralmente foi atribuído ao aumento na luminosidade e especialmente na concentração de nutrientes que estimula tanto a PPB quanto a R. É evidenciada uma grande escassez de estudos sobre o tema em córregos tropicais com apenas um estudo encontrado para córregos de Mata Atlântica. O estudo na Bacia do rio Guapiaçú demostra que as taxas metabólicas de córregos de Mata Atlântica são positivamente relacionadas ao aumento do desmatamento ripário. Um modelo e análise de caminhos, criado para descrever a cascata de efeitos que liga o aumento de desmatamento às alterações metabólicas e aos impactos na biodiversidade indicou que a redução no sombreamento e o aumento na concentração de amônio levaram à redução da saturação mínima de oxigênio. Isso foi causado principalmente pelo aumento no consumo de oxigênio, como consequência do aumento nas taxas de PPB e R, esta última fortemente influenciada pela concentração de amônio na água. Essa queda na saturação de oxigênio foi a principal variável influenciando a redução na diversidade de macroinvertebrados aquáticos, que também foram afetados diretamente pela redução no sombreamento. Crustáceos decápodas (camarões a caranguejos) foram pouco abundantes em córregos da bacia, ocorrendo primariamente em córregos de menor porte, fortemente sombreados e com abundância de substratos de folhiço alóctone. Foi registrada a ocorrência de espécies anfídromas, indicando relativa conectividade ecológica na bacia, uma vez que esses organismos utilizam todos os trechos ao longo do ciclo de vida. Estas espécies podem ser localmente extintas com a construção de uma represa no baixo curso do Rio Guapiaçú (em andamento), assim é recomendado que medidas mitigatórias (construção de passagens artificiais) sejam aplicadas.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2020-11-08T17:28:26Z No. of bitstreams: 1 Eduardo Francisco Silva Junior_PPGEE.pdf: 2855675 bytes, checksum: dfc44ed2037df482059fa1e7b4798a55 (MD5)Made available in DSpace on 2020-11-08T17:28:26Z (GMT). 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