Dissertação
Diversidade funcional do fitoplâncton em reservatórios em cascata e funções ecossistêmicas associadas
Autor
Resende, Nathália da Silva
Institución
Resumen
Understanding the patterns of species distribution in the environment and what role it
play in the ecosystem is one of the great challenges of ecology. Planktonic communities can
be used as biological indicators in the monitoring of aquatic environments, since they signal
changes in ecosystems through changes in their structure, composition and metabolism. The
functional approach, based on the use of functional traits of the species as descriptors, signals
in a more comprehensive changes in ecosystem functions, such as primary production and
energy transfer to other trophic levels. Thus, the aim of this study was to explore how changes
in the taxonomic composition of the phytoplankton community are reflected in changes in the
functional traits of communities in cascading reservoirs. The main hypothesis was that the
taxonomic and functional diversity of the phytoplankton community would be different
between the three reservoirs and the spatial variation being more explanatory than the
temporal variation for changes in the structure and composition of the phytoplankton. The
study was carried out over 6 years (2013-2018) in three cascading reservoirs along the
Paraibuna River, Paraíba do Sul river basin. There was no separation in the distribution of
points by reservoirs in terms of environmental variables, so that these remained overlapping
throughout the sampled period. However, seasonal variation was observed over the 6 years
studied. The two most upstream reservoirs showed very similar characteristics in terms of
taxonomic composition of phytoplankton and zooplankton. The last reservoir in the cascade,
however, showed greater diversity for both groups. The trait ‘single-cell arrangement’ was the
one with the greatest contribution in all reservoirs. Nevertheless, the presence of silica
structure and mixotrophy had a considerable contribution. Functional richness also varied
between reservoirs. Likewise, the relationship between the Shannon index and the CWM
proved to be positive for the upstream reservoirs, indicating a trend between increasing
diversity and the CWM. On the other hand, it was not possible to observe a trend in the
reservoir downstream. The results showed that changes in the structure of the phytoplankton
community altered the contribution of the functional traits of this community in ecosystems,
with potential impacts on the upper trophic levels (zooplankton) and associated ecosystem
functions. Still, there were changes in the structure and composition of the zooplankton
community, indicating that the quality of the food resource can be a guiding factor for this
community. Finally, spatial characteristics of the systems, such as their position in the cascade
system, were a determining factor for the structure of the phytoplankton community. Compreender os padrões de distribuição de espécies no ambiente e qual o papel que
elas desempenham no ecossistema constitui um dos grandes desafios da ecologia. As
comunidades planctônicas podem ser utilizadas como indicadores biológicos no
monitoramento de ambientes aquáticos, uma vez que sinalizam mudanças nos ecossistemas
através de alterações em sua estrutura, composição e metabolismo A abordagem funcional,
baseada no uso de traços funcionais das espécies como descritores, sinaliza de forma mais
abrangente alterações nas funções ecossistêmicas, como produção primária e transferência de
energia para demais níveis tróficos. Assim, o objetivo desse estudo foi explorar como as
mudanças na composição taxonômica da comunidade fitoplanctônica se refletem em
mudanças nos traços funcionais das comunidades em reservatórios em cascata. A principal
hipótese era de que a diversidade taxonômica e funcional da comunidade fitoplanctônica seria
diferente entre os três reservatórios, sendo a variação espacial mais explicativa que a variação
temporal para as mudanças na estrutura e composição do fitoplâncton. O estudo foi realizado
ao longo de 6 anos (2013-2018) em três reservatórios em cascata ao longo do Rio Paraibuna,
bacia do Rio Paraíba do Sul. Não houve uma separação na distribuição dos pontos por
reservatórios em termos de variáveis ambientais, de forma que esses se mantiveram
sobrepostos durante todo o período amostrado. No entanto, foi observado variação sazonal ao
longo dos 6 anos estudados. Os dois reservatórios mais à montante apresentaram
características muito semelhantes em termos de composição taxonômica do fitoplâncton e
zooplâncton. O último reservatório da cascata, no entanto, apresentou maior diversidade para
ambos os grupos. O traço arranjo unicelular foi aquele com maior contribuição em todos os
reservatórios. No entanto presença de estrutura de sílica e mixotrofia tiveram uma
considerável representatividade. A riqueza funcional também variou entre os reservatórios.
Da mesma forma, a relação entre o índice de Shannon e o CWM se mostrou positiva para os
reservatórios à montante, indicando uma tendência entre o aumento da diversidade e o CWM.
Por outro lado, não foi possível observar uma tendência no reservatório à jusante. Os
resultados mostraram que mudanças na estrutura da comunidade fitoplanctônica alteraram a
contribuição dos traços funcionais desta comunidade nos ecossistemas, com potenciais
impactos para os níveis tróficos superiores (zooplâncton) e funções ecossistêmicas associadas.
Ainda, houve mudanças na estrutura e composição da comunidade zooplanctônica, indicando
que a qualidade do recurso alimentar pode ser um fator direcionante para essa comunidade.
Por fim, características espaciais dos sistemas, como sua posição no sistema em cascata foi
um fator determinante para estrutura da comunidade fitoplanctônica. CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico