Efeito da escala espacial e da cobertura ripária na decomposição de detritos em riachos

Abstract

A identificação de padrões espaciais e de fatores que controlam a decomposição foliar é fundamental para o entendimento do funcionamento de riachos em diferentes escalas espaciais. Além disso, a cobertura ripária de riachos pode influenciar a estrutura das comunidades e o funcionamento de ecossistemas. Nós examinamos como a cobertura ripária e a escalas espaciais afetam a decomposição foliar e as comunidades associadas em riachos. Para isso, avaliamos a variabilidade dos coeficientes de decomposição e de invertebrados fragmentadores e raspadores em riachos naturais florestados e não florestados em três escalas espaciais. Nosso desenho amostral abrangeu uma série de escalas hierárquicas em quatro microbacias, dois riachos em cada microbacia, dois trechos em cada riacho e 18 litter bags por trecho. A decomposição foliar foi de 1,4 a 5,5 vezes mais rápida nas microbacias florestadas do que nas não florestadas (média ± EP das duas microbacias florestadas, k total = 0,0174 ± 0,0015; k microbiano = 0,0050 ± 0,0001; k invertebrados = 0,0034 ± 0,0003; não florestadas, k total = 0,0052 ± 0,0005; k microbiano = 0,0036 ± 0,0001; k invertebrados = 0,0006 ± 0,0002). Por outro lado, a abundância de fragmentadores e a riqueza de táxons de fragmentadores e raspadores não diferiram entre as coberturas ripárias (florestadas × não florestadas; 13 ± 3 × 4 ± 1 organismos fragmentadores; 2 ± 0 × 1 ± 0 táxons de fragmentadores; 3 ± 0 × 2 ± 0 táxons de raspadores), enquanto a abundância de raspadores foi ~ 6 vezes maior nas microbacias não florestadas (15 ± 3 × 3 ± 0). Isso indica que riachos podem ter comunidades estruturalmente similares, mas com funcionamentos distintos em resposta à cobertura ripária. Observamos maior variabilidade nos coeficientes de decomposição entre trechos de riacho (4 – 15% do total) e entre litter bags (15 – 18%, menor unidade amostral) e a menor variabilidade na escala de microbacia (< 1%) e riacho (< 1 – 9%). A escala de trechos de riacho constituiu a maior fonte de variação da abundância de fragmentadores e raspadores (70 e 38% do total, respectivamente), enquanto a maior variabilidade na riqueza de táxons de fragmentadores e raspadores ocorreu entre riachos (43 e 27%) e entre litter bags (34 e 63%). Com isso, concluímos que a variabilidade na decomposição e nas comunidades associadas diminui com o aumento da escala espacial dentro de uma região climática e geológica. Uma implicação importante do nosso estudo é de que experimentos futuros devem abandonar a tradicional avaliação da decomposição em trechos de um único riacho e dar mais ênfase na variabilidade em múltiplas escalas espaciais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The identification of the spatial patterns and factors that control litter breakdown is fundamental for knowledgement of the functioning of streams at different spatial scales. Moreover, riparian canopy cover of streams can influence community structure and ecosystem functioning. We examine how riparian canopy cover and spatial scales can affect litter breakdown and associated communities in streams. For this, we assessed the variability of the litter breakdown rates and invertebrates (shredders and scrapers) in closed and open canopy streams. Our sample design included a set of hierarchical scales in four watersheds, two streams in each watershed, two stream riffles in each stream and 18 litter bags per riffle. Litter breakdown was 1.4 to 5.5 times faster in closed canopy than in open canopy watersheds (mean ± SE of closed canopy watersheds, k total = 0.0174 ± 0.0015; k microbial = 0.0050 ± 0.0001; k invertebrates = 0.0034 ± 0.0003; open canopy watersheds, k total = 0.0052 ± 0.0005; k microbial = 0.0036 ± 0.0001; k invertebrates = 0.0006 ± 0.0002). On the other hand, shredder abundance and taxa richness of shredders and scrapers did not differ between riparian canopy cover (closed × open canopy watersheds; 13 ± 3 × 4 ± 1 shredder organisms; 2 ± 0 × 1 ± 0 shredder taxa; 3 ± 0 × 2 ± 0 scrapers taxa), while the abundance of scrapers was ~ 6 times higher in open canopy watersheds (15 ± 3 × 3 ± 0). This indicates that streams ecosystems can have structurally similar communities that function differently in response to riparian canopy cover. We observed greater variability in breakdown rates among stream riffles (4 – 15% of the total) and litter bags (15 – 18%, smallest sampling unit) and less variability in watershed (< 1%) and stream scale (< 1 – 9%). Riffle scale was the largest source of variation in the abundance of shredders and scrapers (70 and 38% of the total, respectively), while the largest variability in taxa richness of shredders and scrapers occurred among streams (43 and 27%) and litter bags (34 and 63%). Thus, we conclude that the variability in litter breakdown and associated communities decreases with increasing spatial scale within a geological and climatic region. An important implication of our study is that future experiments should abandon the traditional evaluation of litter breakdown in single riffle sites and place more emphasis on variability at multiple spatial scales.