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Título: Controles multiescalares bióticos e abióticos da dinâmica e decomposição de detritos foliares em riachos
Autor(es): Tonin, Alan Mosele
Orientador(es): Gonçalves Júnior, José Francisco
Assunto: Detritos foliares
Ecossistema
Riachos
Data de publicação: 1-Dez-2017
Data de defesa: 4-Set-2017
Referência: TONIN, Alan Mosele. Controles multiescalares bióticos e abióticos da dinâmica e decomposição de detritos foliares em riachos. 2017. 179 f., il. Tese (Doutorado em Ecologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: Riachos e florestas ripárias são funcionalmente conectados pela ciclagem de carbono e nutrientes, especialmente considerando (i) a relativamente baixa produção primária em riachos como consequência da cobertura ripária, (ii) elevadas quantidades de detritos foliares de origem terrestre que entram nos riachos e (iii) a importância desses detritos foliares como fonte de carbono e nutrientes para as cadeias alimentares de riachos, que por fim irão decompor esse material. Contudo, ainda faltam informações sobre processos básicos e suas conexões por trás da dinâmica de detritos, particularmente em riachos tropicais, o que impede um entendimento abrangente do funcionamento de riachos e predições em cenários prováveis de mudanças ambientais. Essa deficiência é ainda mais crítica considerando as taxas atuais de perda de biodiversidade na maioria dos ecossistemas em todo mundo, que tem o potencial de alterar a disponibilidade de recursos e a interação de espécies dentro de riachos, com sérias consequências para processos ecossistêmicos chave como a decomposição de detritos. Desse modo, nessa tese utilizamos diferentes abordagens observacionais (Capítulo I & II) e experimentais (Capítulo III & IV) a fim de explorar os padrões e mecanismos da dinâmica de detritos e como eles são afetados pela perda de biodiversidade, em ecossistemas de riachos de diferentes regiões e em várias escalas espaciais e temporais. Em um estudo de campo ambicioso ao longo diversos biomas tropicais, observamos padrões temporais distintos dos aportes e estoque de detritos (de não sazonais à altamente sazonais) dentro de um ciclo anual em riachos na Amazônia, Mata Atlântica e Cerrado, e um papel dominante da precipitação na regulação desses padrões sazonais (Capítulo I). Similarmente, observamos que o transporte de detritos – o qual depende do fluxo de água do riacho e com isso, responde aos regimes de precipitação – é um mecanismo chave na disponibilidade de detritos para os consumidores em climas sazonais tropicais, apesar do papel predominante da decomposição na remoção de detritos na escala de trecho de riacho com base anual (Capítulo II). Em microcosmos experimentais, inicialmente demonstramos que a perda de diversidade de recursos (detritos foliares) não afetou os detritívoros (como sua sobrevivência, crescimento ou razão C:N), mas reduziu a decomposição mediada por microrganismos e por detritívoros em 7 e 15%, respectivamente, principalmente por meio de efeitos de complementariedade (Capítulo III). Adicionalmente, evidenciamos que a perda de diversidade de detritívoros reduziu a decomposição, mas sobretudo quando espécies grandes de detritívoros foram perdidas de comunidades com espécies pequenas, o que foi explicado pela facilitação dos organismos pequenos pelos grandes (Capítulo IV). Nossos resultados sugerem que mudanças no regime de precipitação – no qual é previsto aumento na duração de períodos secos em vários biomas, incluindo o Cerrado e algumas partes da Amazônia – tem o potencial de alterar drasticamente os fluxos de detritos em riachos, e finalmente os ciclos de carbono e nutrientes na interface riacho-floresta. Por último, demonstramos que a perda de biodiversidade, tanto na vegetação ripária quanto nas comunidades de detritívoros em riachos, tem efeitos negativos nas interações da cadeia alimentar e em processos ecossistêmicos essenciais.
Abstract: streams and riparian forests are functionally linked by carbon and nutrient cycling, especially considering (i) the relatively low in-stream primary production as a consequence of riparian shading, (ii) the high amounts of terrestrial plant litter inputs to the stream, and (iii) the importance of this plant litter as a source of carbon for stream food webs, where it is ultimately decomposed. however, there still is a lack of knowledge of basic processes and their connections behind litter dynamics, particularly in tropical streams, which precludes a comprehensive understanding of stream ecosystem functioning and predictions of likely scenarios of environmental change. this deficiency is even more critical given the current rate of biodiversity loss in most ecosystems worldwide, which has the potential to alter resource availability and species interactions within streams, with serious consequence to key ecosystem processes such as litter decomposition. therefore, in this thesis we used different observational (chapter i & ii) and experimental (chapter iii & iv) approaches to explore patterns and mechanisms of plant litter dynamics and how they are affected by biodiversity loss, in stream ecosystems from different regions and over a range of spatial and temporal scales. in an ambitious field study across several tropical biomes, we found distinct temporal patterns of litter inputs and storage (from aseasonal to highly seasonal) within a year cycle across streams in amazon, atlantic forest and cerrado, and a major role of precipitation in driving these seasonal patterns (chapter i). similarly, we observed that litter transport – which is a function of stream discharge and thus respond to precipitation regimes – is a key mechanism of in-stream litter availability to consumers in seasonal tropical climates, despite the overall major role of decomposition in removing litter at the reach-scale on an annual basis (chapter ii). in experimental stream microcosms, we first showed that diversity loss of resources (leaf litter) did not affect detritivores (such as survival, growth or c:n ratios) but reduced microbial and detritivore-mediated decomposition by 7 and 15%, respectively, mostly through complementary effects (chapter iii). secondly, we observed that detritivore diversity loss reduced decomposition, but mainly when large detritivore species were lost from communities of small-sized species, which was explained by facilitation of small detritivores by larger ones (chapter iv). our findings suggest that changes in precipitation regime – which is expected to enhance the length of drier periods in several biomes, including the cerrado and some parts of amazon forest – have the potential to drastically alter plant litter fluxes in streams, and ultimately the carbon and nutrient cycles in the stream-forest interface. finally, we demonstrate that biodiversity loss, both in the riparian vegetation and in stream detritivore communities, has negative effects on stream food web interactions and key ecosystem processes.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017.
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Coorientador(es): Boyero, Luz
Aparece nas coleções:ECL - Doutorado em Ecologia (Teses)



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