Distribuição horizontal da macrofauna bentônica na praia do Cassino, extremo sul do Brasil

A distribuição horizontal da macrofauna bentônica na praia do Cassino, Rio Grande do Sul, Brasil foi estudada durante o período de um ano (junho 2004 a maio de 2005) com base em coletas mensais. Foram escolhidos três locais, com 50 m de distância um do outro, sendo que em cada local foram fundeadas três transversais 2 m equidistantes. Cada transversal estendeu-se da base das dunas primárias até aproximadamente 1 m de profundidade no infralitoral. A distância dos níveis de coleta em cada transversal foi de 20 m até o limite superior da zona de varrido, a partir do qual a distância foi de 10 m. Em algumas ocasiões foi evidenciada variação espacial horizontal de alguns dos principais táxons, bem como da comunidade bentônica dentro de uma escala de 50 m e 100 m. Esta variação foi provavelmente reflexo da ação das marés meteorológicas que causam abrupta elevação do nível do mar.

Temporal and spatial variation of rocky shores intertidal benthic communities in Southeast Brazil

The relationships between environmental factors and temporal and spatial variations of benthic communities of three rocky shores of the state of Espírito Santo, Southeast Brazil, were studied. Sampling was conducted every three months, from August 2006 to May 2007, using intersection points. Chthamalus bisinuatus (Pilsbry, 1916) (Crustacea) and Brachidontes spp. (Mollusca) were the most abundant taxa, occupying the upper level of the intertidal zone of the rocky shore. The species richness was higher at the lower levels. The invasive species Isognomon bicolor (C. B. Adams, 1845) (Mollusca) occurred at low densities in the studied areas. The clustering analysis dendrogram indicated a separation of communities based on exposed and sheltered areas. According to the variance analyses, the communities were significantly different among the studied areas and seasons. The extent of wave exposure and shore slope influenced the species variability. The Setibão site showed the highest diversity and richness, most likely due to greater wave exposure. The communities showed greater variation in the lower levels where environmental conditions were less severe, relative to the other levels.

Effects of anthropogenic impacts on benthic macroinvertebrates assemblages in subtropical mountain streams

The nature of the riparian and surrounding landscape has been modified by anthropogenic activities, which may subsequently alter the composition and functional structure of macroinvertebrate assemblages. The effect of these changes on function of benthic fauna is difficult to assess due to the scarce knowledge on functional structures in tropical streams. In this study we evaluate whether sites impacted and unimpacted by anthropogenic alterations differed in assemblage composition and density, richness and diversity of each functional feeding group. The selection of the sites was related to their distinct riparian characteristics, following the QBRy riparian quality index. Collector-gatherer was the dominant functional feeding group, comprising 91% of total density, whereas the proportion of shredders was very low, representing less of 0.5% of total density. Asemblage composition of macroinvertebrates differed between impacted and unimpacted sites. Predators were dominant in taxa number, representing about 60% of total taxa richness. In addition, the diversity and richness of collector-gatherers differed significantly between degraded and unimpacted sites, reflecting the sensitivity of this group to environmental changes and the utility to be used in the assessment of anthropogenic modifications. The results of this study reinforce the idea that riparian corridor management is critical for the distribution of macroinvertebrate assemblages as well as functional organization of lotic streams.

Indicator taxa of benthic diatom communities: a case study in Mediterranean streams

A key issue in the implementation of the Water Framework Directive is the classification of streams and rivers using biological quality parameters and type-specific reference conditions. Four groups of stream types were defined in NE Spain on the basis of 152 diatom samples by means of detrended correspondence analysis and classification techniques. Diatom analysis was restricted to epilithic taxa, and the sites included gradients ranging from near-natural streams to sites with poor ecological quality. The main gradient shows a clear separation of sites in relation to the degree of human influence: polluted streams (mainly located in the lowlands) differ from streams in mountainous areas and in the Pyrenees. A second gradient is related to physiographical features. Headwater streams can be distinguished by their catchment geology. The type-specific diatom taxa for the stream types studied were determined by using indicator species analysis (IndVal). The type-specific taxa from near-natural streams are coincident with the indicator taxa for high ecological status. Human impact reduced the typological heterogeneity of the diatom community composition. Overall, the diatom communities in NE Spain exhibit a regional distribution pattern that closely corresponds with that observed in river systems elsewhere. Physiographical differences are only evident in undisturbed sites, while nutrient enrichment and other human disturbances may mask the regional differences in the distribution of diatom communities

Biodiversity and global change in Mediterranean benthic communities: perspectives over large spatial and long temporal scales

Many terrestrial and marine systems are experiencing accelerating decline due to the effects of global change. This situation has raised concern about the consequences of biodiversity losses for ecosystem function, ecosystem service provision, and human well-being. Coastal marine habitats are a main focus of attention because they harbour a high biological diversity, are among the most productive systems of the world and present high anthropogenic interaction levels. The accelerating degradation of many terrestrial and marine systems highlights the urgent need to evaluate the consequence of biodiversity loss. Because marine biodiversity is a dynamic entity and this study was interested global change impacts, this study focused on benthic biodiversity trends over large spatial and long temporal scales. The main aim of this project was to investigate the current extent of biodiversity of the high diverse benthic coralligenous community in the Mediterranean Sea, detect its changes, and predict its future changes over broad spatial and long temporal scales. These marine communities are characterized by structural species with low growth rates and long life spans; therefore they are considered particularly sensitive to disturbances. For this purpose, this project analyzed permanent photographic plots over time at four locations in the NW Mediterranean Sea. The spatial scale of this study provided information on the level of species similarity between these locations, thus offering a solid background on the amount of large scale variability in coralligenous communities; whereas the temporal scale was fundamental to determine the natural variability in order to discriminate between changes observed due to natural factors and those related to the impact of disturbances (e.g. mass mortality events related to positive thermal temperatures, extreme catastrophic events). This study directly addressed the challenging task of analyzing quantitative biodiversity data of these high diverse marine benthic communities. Overall, the scientific knowledge gained with this research project will improve our understanding in the function of marine ecosystems and their trajectories related to global change.

Estructura de la macrofauna asociada los Rizoides de Lessonia sp. (Laminariales, Phaeophyta)

En tres transectos perpendiculares a la costa oriental de la Isla Independencia, se colectaron un total de 25 rizoides de Lessonia sp. Entre 3 y 10 m. de profundidad, en agosto, noviembre y diciembre de 1986. Se determinaron un total de 143 taxa de invertebrados.

Distribución a mesoescala de comunidades bentónicas y clorofila-a en sedimentos superficiales de áreas potenciales para reconstrucción paleoceanográfica. Otoño 2003.

Se analizó la distribución espacial de la clorofila-a y otras propiedades de los sedimentos superficiales, así como del macrobentos (>0,5 mm) durante la Primera Etapa del Crucero de Evaluación de Recursos Demersales y Paleoceanografía BIC Olaya 0305-06, del 20 al 25 de mayo 2003. La materia orgánica “fresca” de origen fitoplanctónico se distribuyó de forma heterogénea en ambas áreas, alcanzando concentraciones muy elevadas sobre la plataforma exterior y talud superior, hasta el momento, las más altas determinadas para el margen continental peruano. Se encontró una asociación positiva entre contenido de materia orgánica “fresca” superficial y presencia de sedimentos laminados o bandeados en ambas áreas. En general, el área frente a Callao presentó un mayor enriquecimiento orgánico, menores biomasas de macrofauna y Thioploca spp. y mayor abundancia de nemátodes que el área de Pisco. Se discuten posibles mecanismos que expliquen la retención, distribución y acumulación de materia orgánica en los sedimentos superficiales de ambas áreas. La distribución batimétrica de la macrofauna sugiere un debilitamiento de las condiciones hipóxicas frente a Pisco, a partir de los 400 m.

Comunidad bentónica del chanque Concholepas concholepas en el litoral de Tacna, Perú. 2007

El estudio se realizó en octubre 2007, en el banco natural Meca-Las Lozas al norte de la Región Tacna. La longitud peristomal de C. concholepas varió de 27 a 109 mm, promedio 53,96 mm y moda principal 54 mm; 98,8% de los ejemplares menores a la talla comercial; proporción sexual de 1,0♂♂:1,1♀♀; IGS de 1,53%. Población estimada en 4.821.922 individuos; con densidad media de 4 ind/m2. Biomasa total estimada en 254,1 t, biomasa media de 0,218 kg/m². La macrofauna bentónica de invertebrados asociados al chanque incluyó 69 taxa de 11 phyla. La diversidad varió entre 1,78 y 2,58 bits/ind., el índice de predominio varió entre 0,54 a 0,78.

Macrofauna do solo influenciada pelo uso de fertilizantes químicos e dejetos de suínos no oeste do estado de Santa Catarina

Este estudo objetivou avaliar o efeito da adição de doses crescentes de dejetos de suínos, adubação organomineral e adubação mineral sobre a abundância e diversidade da macrofauna edáfica. O estudo foi realizado no município de Campos Novos, SC, em um Latossolo Vermelho distroférrico, cultivado anualmente com milho (Zea mays) e aveia (Avena sativa), em sucessão e semeadura direta. Os seis tratamentos utilizados foram: testemunha (TT); adubação mineral (AM); adubação organomineral (AOM); adubação orgânica na doses de 3 t ha-1 (AO3); 6 t ha-1 (AO6) e 12 t ha-1 (AO12) de dejeto de suínos em base seca. O fertilizante mineral foi aplicado em semeadura na linha do plantio e a adubação orgânica, após semeadura do milho. A macrofauna edáfica foi avaliada utilizando-se um amostrador cilíndrico com 17 cm de diâmetro, coletando-se amostras de solo na profundidade de 0-10 cm. As amostragens foram realizadas em três épocas: a primeira em 5/5/2005 (um mês após a colheita do milho), a segunda em 9/09/2005 (sob a cultura de aveia), e a terceira em 23/1/2006 (sob a cultura do milho). A diversidade de organismos foi avaliada por meio dos índices de Shannon, Simpson e Pielou, riqueza de grupos, abundância e análise de agrupamento. A freqüência relativa das ordens foi afetada pela adição do dejeto suíno, sendo os grupos mais freqüentes Hymenoptera e Oligochaeta, variando conforme o tratamento e a época de amostragem. A maior diversidade da macrofauna foi encontrada no tratamento AOM, demonstrando que a macrofauna edáfica foi influenciada pela adição consorciada das diferentes formas de adubação.

Macrofauna edáfica em estádios sucessionais de Floresta Estacional Semidecidual e pastagem mista em Pinheiral (RJ): Rio de Janeiro State

Entre os diferentes tipos de organismos da macrofauna do solo, distribuídos em diversos tipos de habitats, com variados hábitos alimentares e ciclos de vida, alguns são capazes de responder rapidamente às alterações ambientais e, por isso, considerados bons indicadores do funcionamento dos ecossistemas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito dos seguintes estádios sucessionais de Floresta Estacional Semidecidual Submontana do domínio ecológico da Mata Atlântica: floresta secundária estádio inicial (FSEI), floresta secundária estádio médio (FSEM), floresta secundária estádio avançado (FSEA) e uma área de pasto misto manejado (PMM) sobre a densidade, diversidade e composição da comunidade da macrofauna edáfica em duas épocas do ano, no município de Pinheiral (RJ). Para amostragem da macrofauna, foram retiradas oito amostras da serapilheira e da camada superficial (0-10 cm) do solo pelo método recomendado pelo programa Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF), com adaptações. Predominaram Isoptera, Formicidae e Oligochaeta em FSEI, FSEM e FSEA e Formicidae e Oligochaeta em PMM. Não houve diferença significativa na densidade da macrofauna edáfica entre as áreas. Os maiores valores dos estimadores de diversidade utilizados (equabilidade de Pielou, riqueza total e média) foram encontrados em FSEA. Os valores de riqueza total mostraram aumento gradual de acordo com o estádio de sucessão, desde PMM até FSEI. Constatou-se maior número de indivíduos no solo do que na serapilheira em todas as áreas de floresta, nas duas épocas. Pela análise de componentes principais (ACP) realizada para os períodos seco e chuvoso, foi possível identificar maiores diferenças na composição das comunidades entre os estádios sucessionais para o período chuvoso. Nesta época, os estádios FSEM e FSEA estiveram associados a uma maior diversidade de invertebrados saprófagos e predadores do que PMM e FSEI, demonstrando influência do processo sucessional sobre a comunidade da macrofauna do solo.

Frações oxidáveis do carbono orgânico total e macrofauna edáfica em sistema de integração lavoura-pecuária

O crescente nível de degradação das terras tem promovido a adoção de manejos agrícolas que busque aliar a produção agropecuária à conservação do solo. Entre esses, a prática da Integração Lavoura-Pecuária (ILP) tem intensificado-se no Centro-Oeste brasileiro. Com o objetivo de avaliar o efeito em longo prazo do sistema ILP e da sazonalidade, sob a comunidade da macrofauna edáfica e das frações oxidáveis do carbono orgânico total (COT) em áreas de cultivo e Cerradão, foi desenvolvido na Fazenda Cabeceira no município de Maracaju, MS, um estudo em que se mensurou a influência da ILP sobre as frações oxidáveis do COT e sobre a macrofauna edáfica. O sistema ILP está sendo utilizado nessa área desde 2003; o solo foi identificado como Latossolo Vermelho, localizado em área de relevo plano. As áreas amostradas possuem o seguinte histórico: soja/milho + braquiária/algodão/ aveia + pastagem/soja/formação da pastagem/pastagem; as amostragens foram realizadas na época seca, em que as culturas presentes eram pasto, milho+braquiária e algodão; e na chuvosa, com milho+braquiária, algodão e soja. Assim, as áreas nas duas épocas de avaliação foram: pasto/milho, milho+braquiária/ algodão, algodão/soja e uma área nativa de Cerradão. A amostragem foi realizada nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, sendo feitas as seguintes determinações: análise da macrofauna edáfica, fracionamento granulométrico da matéria orgânica do solo (MOS) e frações oxidáveis do COT. As áreas não apresentavam delineamento experimental, sendo este um estudo de observação. Os dados foram comparados pelo teste de Kruskal Wallis a 5 % e por meio da análise de redundância. A compartimentalização da MOS pode ser utilizada para a avaliação da qualidade do manejo, sendo os compartimentos mais sensíveis as frações F1 e F2 de frações oxidáveis, pois são mais lábeis no solo, já as frações F3 e F4 são as mais recalcitrantes. Isoptera (cupim) pode estar atuando como agente humificador da matéria orgânica na área de Cerradão, contribuindo para maiores teores de F3 e F4, em relação à F1 e F2 na época seca. Esse padrão somente foi verificado na área de Cerradão, visto que nas áreas de produção, Isoptera é controlado pelo manejo. A falta desse inseto no sistema ILP pode estar reduzindo a estabilização da MOS nas frações F3 e F4.

Macrofauna Edáfica e Atributos Físicos e Químicos em Sistemas de Uso do Solo no Planalto Catarinense

RESUMO O uso do solo pode alterar processos como decomposição da matéria orgânica, ciclagem de nutrientes e agregação das partículas e, com isso, influenciar a ocorrência da macrofauna. Objetivou-se com este estudo relacionar os sistemas de uso do solo e os efeitos deles sobre a distribuição de grupos da macrofauna do solo, bem como a relação desses com os atributos físicos e químicos do solo. Os sistemas de uso do solo avaliados foram: floresta nativa, reflorestamento de eucalipto, pastagem, integração lavoura-pecuária e lavoura com sistema plantio direto. As amostras foram coletadas em uma grade de amostragem de 3 × 3, totalizando nove pontos, distanciados entre si em 30 m, no inverno e verão, em três municípios do Planalto Sul-catarinense, considerados réplicas verdadeiras. As avaliações foram de atributos físicos e químicos do solo e da abundância e diversidade da macrofauna, coletada pelo método Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF). Os organismos do solo são pertencentes a 16 grupos taxonômicos, com 4.702 indivíduos m-2 no inverno e 7.438 indivíduos m-2 no verão. Houve interação entre época e sistemas de uso do solo, com flutuação populacional dos organismos dependente do uso e com relação aos atributos físicos e químicos do solo, evidenciada pela análise de redundância, que apresentou alta correlação entre variáveis ambientais e fauna do solo. As mudanças na composição da macrofauna do solo foram observadas nos seus sistemas de uso, que tiveram maior intervenção antrópica. Floresta nativa, reflorestamento de eucalipto e pastagem são mais estáveis em termos de biodiversidade da macrofauna do solo, quando comparados com áreas agrícolas com plantio direto e integração lavoura-pecuária.

Temporal and spatial dynamics of benthic invertebrate communities in an alpine glacier-fed alluvial system

Summary The present thesis work focused on the ecology of benthic invertebrates in the proglacial floodplain of the Rhone in the Swiss Alps. The main glacial Rhone River and a smaller glacial tributary, the Mutt River, joined and entered a braiding multi-thread area. A first part concentrated on the disruption of the longitudinal patterns of environmental conditions and benthic invertebrate fauna in the Rhone by its tributary the Mutt. The Mutt had less harsh environmental conditions, higher taxonomic richness and more abundant zoobenthos compared to the Rhone upstream of the confluence. Although the habitat conditions in the main stream were little modified by the tributary, the fauna was richer and more diverse below the confluence. Colonisation from the Mutt induced the occurrence of faunal elements uncommon of glacial streams in the upper Rhone, where water temperature remains below 4°C. Although the glacial Rhone dominated the system with regard to hydrology and certain environmental conditions, the Mutt tributary has to be seen as the faunal driver of the system. The second part of the study concerned the spatio-temporal differentiation of the habitats and the benthic communities along and across the flood plain. No longitudinal differentiation was found. The spatial transversal differentiation of three habitat types with different environmental characteristics was successfully reflected in the spatial variability of benthic assemblages. This typology separated marginal sites of the flood plain, left bank sites under the influence of the Mutt, and the right bank sites under the influence of the Rh6ne. Faunistic spatial differences were emphasized by the quantitative structure of the fauna, richness, abundances and Simpson index of diversity. Seasonal environmental variability was positively related with Simpson index of diversity and the total richness per site. Low flow conditions were the most favourable season for the fauna and November was characterized by low spatial environmental heterogeneity, high spatial heterogeneity of faunal assemblage, maximum taxonomic richness, a particular taxonomic composition, highest abundances, as well as the highest primary food resources. The third part studied the egg development of three species of Ephemeroptera in the laboratory at 1.5 to 7°C and the ecological implications in the field. Species revealed very contrasting development strategies. Baetis alpinus has a synchronous and efficient egg development, which is faster in warmer habitats, enabling it to exploit short periods of favourable conditions in the floodplain. Ecdyonurus picteti has a very long development time slightly decreasing in warmer conditions. The high degree of individual variation suggests a genetic determination of the degree-days demand. Combined with the glacial local conditions, this strategy leads to an extreme delay of hatching and allows it to develop in very unpredictable habitats. Rhithrogena nivata is the second cold adapted species in Ephemeroptera. The incubation duration is long and success largely depends on the timing of hatching and the discharge conditions. This species is able to exploit extremely unstable and cold habitats where other species are limited by low water temperatures. The fourth part dealt with larval development in different habitats of the floodplain. Addition of data on egg development allowed the description of the life histories of the species from oviposition until emergence. Rhithrogena nivata and loyolaea generally have a two-year development, with the first winter passed as eggs and the second one as larvae. Development of Ecdyonurus picteti is difficult to document but appears to be efficient in a harsh and unpredictable environment. Baetis alpinus was studied separately in four habitats of the floodplain system with contrasting thermal regimes. Differences in success and duration of larval development and in growth rates are emphasised. Subvention mechanisms between habitats by migration of young or grown larvae were demonstrated. Development success and persistence of the populations in the system were thus increased. Emergence was synchronised to the detriment of the optimisation of the adult's size and fecundity. These very different development strategies induce a spatial and temporal distribution in the use of food resources and ecological niches. The last part of this work aimed at the synthesis of the characteristics and the ecological features of three distinct compartments of the system that are the upper Rhone, the Mutt and the floodplain. Their particular role as well as their inter-dependence concerning the structure and the dynamics of the benthic communities was emphasised. Résumé Ce travail de thèse est consacré à l'écologie des invertébrés benthiques dans la zone alluviale proglaciaire du Rhône dans les Alpes suisses. Le Rhône, torrent glaciaire principal, reçoit les eaux de la Mutt, affluent glaciaire secondaire, puis pénètre dans une zone de tressage formée de plusieurs bras. La première partie de l'étude se concentre sur la disruption par la Mutt des processus longitudinaux, tant environnementaux que faunistiques, existants dans le Rhône. Les conditions environnementales régnant dans la Mutt sont moins rudes, la richesse taxonomique plus élevée et le zoobenthos plus abondant que dans le Rhône en amont de la confluence. Bien que les conditions environnementales dans le torrent principal soient peu modifiées par l'affluent, la faune s'avère être plus riche et plus diversifiée en aval de la confluence. La colonisation depuis la Mutt permet l'occurrence de taxons inhabituels dans le Rhône en amont de la confluence, où la température de l'eau se maintient en dessous de 4°C. Bien que le Rhône, torrent glaciaire principal, domine le système du point de vu de l'hydrologie et de certains paramètres environnementaux, l'affluent Mutt doit être considéré comme l'élément structurant la faune dans le système. La deuxième partie concerne la différentiation spatiale et temporelle des habitats et des communautés benthiques à travers la plaine alluviale. Aucune différentiation longitudinale n'a été mise en évidence. La différentiation transversale de trois types d'habitats sur la base des caractéristiques environnementales a été confirmée par la variabilité spatiale de la faune. Cette typologie sépare les sites marginaux de la plaine alluviale, ceux sous l'influence de la Mutt (en rive gauche) et ceux sous l'influence du Rhône amont (en rive droite). Les différences spatiales de la faune sont mises en évidence par la structure quantitative de la faune, la richesse, les abondances et l'indice de diversité de Simpson. La variabilité saisonnière du milieu est positivement liée avec l'indice de diversité de Simpson et la richesse totale par site. L'étiage correspond à la période la plus favorable pour la faune et novembre réunit des conditions de faible hétérogénéité spatiale du milieu, de forte hétérogénéité spatiale de la faune, une richesse taxonomique maximale, une composition faunistique particulière, les abondances ainsi que les ressources primaires les plus élevées. La troisième partie est consacrée à l'étude du développement des oeufs de trois espèces d'Ephémères au laboratoire à des températures de 1.5 à 7°C, ainsi qu'aux implications écologiques sur le terrain. Ces espèces présentent des stratégies de développement très contrastées. Baetis alpinus a un développement synchrone et efficace, plus rapide en milieu plus chaud et lui permettant d'exploiter les courtes périodes de conditions favorables. Ecdyonurus picteti présente une durée de développement très longue, diminuant légèrement dans des conditions plus chaudes. L'importante variation interindividuelle suggère un déterminisme génétique de la durée de développement. Cette stratégie, associée aux conditions locales, conduit à un décalage extrême des éclosions et permet à l'espèce de se développer dans des habitats imprévisibles. Rhithrogena nivata est la seconde espèce d'Ephémères présentant une adaptation au froid. L'incubation des oeufs est longue et son succès dépend de la période des éclosions et des conditions hydrologiques. Cette espèce est capable d'exploiter des habitats extrêmement instables et froids, où la température est facteur limitant pour d'autres espèces. La quatrième partie traite du développement larvaire dans différents habitats de la plaine alluviale. Le développement complet est décrit pour les espèces étudiées de la ponte jusqu'à l'émergence. Rhithrogena nivata et loyolaea atteignent généralement le stade adulte en deux ans, le premier hiver étant passé sous forme d'oeuf et le second sous forme de larve. Le développement de Ecdyonurus picteti est difficile à documenter, mais s'avère cependant efficace dans un environnement rude et imprévisible. Baetis alpinus a été étudié séparément dans quatre habitats de la plaine ayant des régimes thermiques contrastés. La réussite et la durée du développement embryonnaire ainsi que les taux de croissance y sont variables. Des mécanismes de subvention entre habitats sont possibles par la migration de larves juvéniles ou plus développées, augmentant ainsi la réussite du développement et le maintien des populations dans le système. L'émergence devient synchrone, au détriment de l'optimisation de la taille et de la fécondité des adultes. Ces stratégies très différentes induisent une distribution spatiale et temporelle dans l'usage des ressources et des niches écologiques. La dernière partie synthétise les caractéristiques écologiques des trois compartiments du système que sont le Rhône amont, la Mutt et la zone alluviale. Leurs rôles particuliers et leurs interdépendances du point de vue de la structure et de la dynamique des communautés benthiques sont mis en avant.