<p>Riparian vegetation along streams and rivers affects the aquatic community in numerous ways and often operates as a link for energy flux between forest and streams. The studies presented in this licentiate thesis focus on light and terrestrial invertebrates, two factors influenced by riparian zone structure, which potentially affect stream ecosystems and thus also brown trout (Salmo trutta). Paper I is a laboratory experiment where I study size dependent foraging behavior on surface-drifting terrestrial invertebrates and benthic invertebrates by brown trout. The results show a size-dependent difference in foraging ability with large trout being better able to use terrestrial surface prey than small trout. I argue that such ontogenetic foraging differences are due to both morphological constraints (eg. gape limitation) and size dependent behavioral differences related to predation risk. Paper II consists of a 5 month-long 2x2 factorial design field experiment where my objective was to examine the effects of terrestrial invertebrate input and solar radiation (PAR) on different trophic levels in a boreal headwater stream. More specifically, I followed the effects of increased light and decreased terrestrial invertebrate subsidies on periphyton, benthic macroinvertebrates and two size classes of the top fish predator, brown trout. The results showed that the reduction of terrestrial invertebrate input had size- and seasonal-dependent effects on trout, where large trout had lower growth rates than small trout, mainly in summer. Diet analyses of trout supported growth differences in that large trout in unmanipulated enclosures consumed relatively more terrestrial prey than large trout living in enclosures with reduced terrestrial inputs. A higher reliance on terrestrial prey subsidies by large trout compared to small may be explained by ontogenetic differences in foraging and habitat choice. Despite a 2.5-fold increase in PAR, light did not have an effect on chlorophyll a biomass, nor was there an effect on the density or composition of benthic macroinvertebrates. The lack of effects on primary production may be explained by very low nutrient levels in the stream.</p>

Riparian vegetation along streams and rivers affects the aquatic community in numerous ways and often operates as a link for energy flux between forest and streams. The studies presented in this licentiate thesis focus on light and terrestrial invertebrates, two factors influenced by riparian zone structure, which potentially affect stream ecosystems and thus also brown trout (Salmo trutta). Paper I is a laboratory experiment where I study size dependent foraging behavior on surface-drifting terrestrial invertebrates and benthic invertebrates by brown trout. The results show a size-dependent difference in foraging ability with large trout being better able to use terrestrial surface prey than small trout. I argue that such ontogenetic foraging differences are due to both morphological constraints (eg. gape limitation) and size dependent behavioral differences related to predation risk. Paper II consists of a 5 month-long 2x2 factorial design field experiment where my objective was to examine the effects of terrestrial invertebrate input and solar radiation (PAR) on different trophic levels in a boreal headwater stream. More specifically, I followed the effects of increased light and decreased terrestrial invertebrate subsidies on periphyton, benthic macroinvertebrates and two size classes of the top fish predator, brown trout. The results showed that the reduction of terrestrial invertebrate input had size- and seasonal-dependent effects on trout, where large trout had lower growth rates than small trout, mainly in summer. Diet analyses of trout supported growth differences in that large trout in unmanipulated enclosures consumed relatively more terrestrial prey than large trout living in enclosures with reduced terrestrial inputs. A higher reliance on terrestrial prey subsidies by large trout compared to small may be explained by ontogenetic differences in foraging and habitat choice. Despite a 2.5-fold increase in PAR, light did not have an effect on chlorophyll a biomass, nor was there an effect on the density or composition of benthic macroinvertebrates. The lack of effects on primary production may be explained by very low nutrient levels in the stream.

Distúrbios são eventos que modificam os processos e a biodiversidade presentes em um ecossistema. Estas mudanças dão origem a um processo de sucessão ecológica, onde o tempo de retorno a o estado anterior ao distúrbio e chamado de resiliência. Organismos bioindicadores são ferramentas amplamente utilizadas na compreensão destas relações entre os distúrbios e os ecossistemas. Campos são ecossistemas altamente diversos, que podem possuir importante relação com o distúrbio de fogo, sendo este possivel responsável por modelar sua distribuição e propriedades ecológicas. Os artrópodes são componentes importantes da biodiversidade, e possuem respostas rápidas aos distúrbios, características que os tornam ferramentas importantes no monitoramento desta. Dentre estes a ordem Hemiptera é recorrentemente utilizada como bioindicadora de distúrbios, devido ao fato de sua diversidade estar diretamente ligada à diversidade da vegetação onde estes se encontram. Neste estudo explorei as respostas da comunidade de artrópodes ao distúrbio causado pelo fogo, sendo este o tema do primeiro capítulo desta dissertação, e no segundo capítulo, aspectos da diversidade taxonômica e funcional da ordem Hemiptera (Heteroptera e Auchenorryncha) foram utilizados como ferramentas de compreensão dos efeitos do fogo sobre o ecossistema campestre. O experimento de fogo foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da UFRGS em Eldorado do Sul. Instalei sete blocos de unidades experimentais, constituídos por duas parcelas de 10 x 10 m, sendo uma delas queimada em dezembro/2009. Realizei amostragens em quatro períodos: antes da queima e um, seis e 12 meses após a queima. Utilizei armadilhas pitfall no solo (cinco por parcela), e rede de varredura na vegetação (quatro transectos em cada parcela). Os artrópodes coletados foram classificados em ordens e contabilizados. Para a ordem Hemiptera classifiquei os adultos em famílias e os jovens em subordem, e para todos os indivíduos medi atributos morfológicos funcionais. No primeiro capítulo conclui-se que a comunidade de artrópodes responde às mudanças ambientais causados pelo fogo, com respostas distintas entre ordens, e entre os níveis da vegetação e sobre o solo. No solo, a resiliência dos artrópodes foi mais lenta do que em artrópodes da vegetação, provavelmente devido à reconstituição da camada de serrapilheira acontecer posteriormente à regeneração da vegetação, através da deposição de matéria orgânica morta. No segundo capítulo concluo que os efeitos do fogo sobre a vegetação campestre afetaram a comunidade de Hemiptera aumentando a abundância e diversidade deste grupo, padrão este que segue a diversificação da vegetação. Quanto aos atributos, o principal atributo selecionado foi aparelho sugador maior nas áreas queimadas. O período de desenvolvimento em que os organismos se encontram, adulto ou imaturo, parece ter sido mais fortemente selecionado pelas alterações do fogo. / Disturbances are events that modify processes and biodiversity present in an ecosystem. These changes lead to an ecological succession process, where the time to return to pre-disturbance state is called resilience. Bioindicators are tools widely used to understand these relationships between disturbances and ecosystems. Grasslands are highly diverse ecosystems and fire disturbance is an important factor there, responsible for shaping their distribution and ecological properties. Arthropods are key biodiversity components, and have fast responses to disturbances. These characteristics make them important tools for biodiversity monitoring. Among arthropods, the order Hemiptera is recurrently used as a bioindicators of disturbance, because their diversity is directly linked to vegetation diversity. This study explored the effects of fire on the arthropod community, which is the theme of the first chapter of this dissertation, and in the second chapter, aspects of taxonomic and functional diversity of the order Hemiptera (Heteroptera and Auchenorryncha) were used to understand the fire effects on the grasslands. Fire experiment was conducted at Estação Agronômica Experimental da UFRGS in Eldorado do Sul. I installed seven blocks of experimental units (two plots of 10 x 10 m) and one plot of each were burned in December 2009. Samplings occurred in four periods: before fire and one, six and 12 months after fire. I used pitfall traps in the soil (five per plot), and in vegetation we use sweep net (four transects in each plot). Arthropods collected were identified into orders. I classified the order Hemiptera adults in families and the young in suborders, and for each individual i measured functional morphological attributes. From the first chapter we conclude that the arthropod assemblage responds to environmental changes caused by fire, with distinct responses among arthropod orders and between the vegetation and ground levels. On the ground, arthropod community resilience is slower than for vegetation arthropods, probably due to a delay in the comeback of the litter soil layer which is subsequent to the regeneration of the vegetation, through deposition of dead organic matter. In the second chapter I conclude that the effects caused by fire affected the Hemiptera community, increasing abundance and diversity of this group. For functional attributes, the sucking apparatus was selected most in burned areas. The developmental period of the organisms, either adult or immature, seems to have been more strongly selected by fire-induced changes.

Distúrbios são eventos que modificam os processos e a biodiversidade presentes em um ecossistema. Estas mudanças dão origem a um processo de sucessão ecológica, onde o tempo de retorno a o estado anterior ao distúrbio e chamado de resiliência. Organismos bioindicadores são ferramentas amplamente utilizadas na compreensão destas relações entre os distúrbios e os ecossistemas. Campos são ecossistemas altamente diversos, que podem possuir importante relação com o distúrbio de fogo, sendo este possivel responsável por modelar sua distribuição e propriedades ecológicas. Os artrópodes são componentes importantes da biodiversidade, e possuem respostas rápidas aos distúrbios, características que os tornam ferramentas importantes no monitoramento desta. Dentre estes a ordem Hemiptera é recorrentemente utilizada como bioindicadora de distúrbios, devido ao fato de sua diversidade estar diretamente ligada à diversidade da vegetação onde estes se encontram. Neste estudo explorei as respostas da comunidade de artrópodes ao distúrbio causado pelo fogo, sendo este o tema do primeiro capítulo desta dissertação, e no segundo capítulo, aspectos da diversidade taxonômica e funcional da ordem Hemiptera (Heteroptera e Auchenorryncha) foram utilizados como ferramentas de compreensão dos efeitos do fogo sobre o ecossistema campestre. O experimento de fogo foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da UFRGS em Eldorado do Sul. Instalei sete blocos de unidades experimentais, constituídos por duas parcelas de 10 x 10 m, sendo uma delas queimada em dezembro/2009. Realizei amostragens em quatro períodos: antes da queima e um, seis e 12 meses após a queima. Utilizei armadilhas pitfall no solo (cinco por parcela), e rede de varredura na vegetação (quatro transectos em cada parcela). Os artrópodes coletados foram classificados em ordens e contabilizados. Para a ordem Hemiptera classifiquei os adultos em famílias e os jovens em subordem, e para todos os indivíduos medi atributos morfológicos funcionais. No primeiro capítulo conclui-se que a comunidade de artrópodes responde às mudanças ambientais causados pelo fogo, com respostas distintas entre ordens, e entre os níveis da vegetação e sobre o solo. No solo, a resiliência dos artrópodes foi mais lenta do que em artrópodes da vegetação, provavelmente devido à reconstituição da camada de serrapilheira acontecer posteriormente à regeneração da vegetação, através da deposição de matéria orgânica morta. No segundo capítulo concluo que os efeitos do fogo sobre a vegetação campestre afetaram a comunidade de Hemiptera aumentando a abundância e diversidade deste grupo, padrão este que segue a diversificação da vegetação. Quanto aos atributos, o principal atributo selecionado foi aparelho sugador maior nas áreas queimadas. O período de desenvolvimento em que os organismos se encontram, adulto ou imaturo, parece ter sido mais fortemente selecionado pelas alterações do fogo. / Disturbances are events that modify processes and biodiversity present in an ecosystem. These changes lead to an ecological succession process, where the time to return to pre-disturbance state is called resilience. Bioindicators are tools widely used to understand these relationships between disturbances and ecosystems. Grasslands are highly diverse ecosystems and fire disturbance is an important factor there, responsible for shaping their distribution and ecological properties. Arthropods are key biodiversity components, and have fast responses to disturbances. These characteristics make them important tools for biodiversity monitoring. Among arthropods, the order Hemiptera is recurrently used as a bioindicators of disturbance, because their diversity is directly linked to vegetation diversity. This study explored the effects of fire on the arthropod community, which is the theme of the first chapter of this dissertation, and in the second chapter, aspects of taxonomic and functional diversity of the order Hemiptera (Heteroptera and Auchenorryncha) were used to understand the fire effects on the grasslands. Fire experiment was conducted at Estação Agronômica Experimental da UFRGS in Eldorado do Sul. I installed seven blocks of experimental units (two plots of 10 x 10 m) and one plot of each were burned in December 2009. Samplings occurred in four periods: before fire and one, six and 12 months after fire. I used pitfall traps in the soil (five per plot), and in vegetation we use sweep net (four transects in each plot). Arthropods collected were identified into orders. I classified the order Hemiptera adults in families and the young in suborders, and for each individual i measured functional morphological attributes. From the first chapter we conclude that the arthropod assemblage responds to environmental changes caused by fire, with distinct responses among arthropod orders and between the vegetation and ground levels. On the ground, arthropod community resilience is slower than for vegetation arthropods, probably due to a delay in the comeback of the litter soil layer which is subsequent to the regeneration of the vegetation, through deposition of dead organic matter. In the second chapter I conclude that the effects caused by fire affected the Hemiptera community, increasing abundance and diversity of this group. For functional attributes, the sucking apparatus was selected most in burned areas. The developmental period of the organisms, either adult or immature, seems to have been more strongly selected by fire-induced changes.

Distúrbios são eventos que modificam os processos e a biodiversidade presentes em um ecossistema. Estas mudanças dão origem a um processo de sucessão ecológica, onde o tempo de retorno a o estado anterior ao distúrbio e chamado de resiliência. Organismos bioindicadores são ferramentas amplamente utilizadas na compreensão destas relações entre os distúrbios e os ecossistemas. Campos são ecossistemas altamente diversos, que podem possuir importante relação com o distúrbio de fogo, sendo este possivel responsável por modelar sua distribuição e propriedades ecológicas. Os artrópodes são componentes importantes da biodiversidade, e possuem respostas rápidas aos distúrbios, características que os tornam ferramentas importantes no monitoramento desta. Dentre estes a ordem Hemiptera é recorrentemente utilizada como bioindicadora de distúrbios, devido ao fato de sua diversidade estar diretamente ligada à diversidade da vegetação onde estes se encontram. Neste estudo explorei as respostas da comunidade de artrópodes ao distúrbio causado pelo fogo, sendo este o tema do primeiro capítulo desta dissertação, e no segundo capítulo, aspectos da diversidade taxonômica e funcional da ordem Hemiptera (Heteroptera e Auchenorryncha) foram utilizados como ferramentas de compreensão dos efeitos do fogo sobre o ecossistema campestre. O experimento de fogo foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da UFRGS em Eldorado do Sul. Instalei sete blocos de unidades experimentais, constituídos por duas parcelas de 10 x 10 m, sendo uma delas queimada em dezembro/2009. Realizei amostragens em quatro períodos: antes da queima e um, seis e 12 meses após a queima. Utilizei armadilhas pitfall no solo (cinco por parcela), e rede de varredura na vegetação (quatro transectos em cada parcela). Os artrópodes coletados foram classificados em ordens e contabilizados. Para a ordem Hemiptera classifiquei os adultos em famílias e os jovens em subordem, e para todos os indivíduos medi atributos morfológicos funcionais. No primeiro capítulo conclui-se que a comunidade de artrópodes responde às mudanças ambientais causados pelo fogo, com respostas distintas entre ordens, e entre os níveis da vegetação e sobre o solo. No solo, a resiliência dos artrópodes foi mais lenta do que em artrópodes da vegetação, provavelmente devido à reconstituição da camada de serrapilheira acontecer posteriormente à regeneração da vegetação, através da deposição de matéria orgânica morta. No segundo capítulo concluo que os efeitos do fogo sobre a vegetação campestre afetaram a comunidade de Hemiptera aumentando a abundância e diversidade deste grupo, padrão este que segue a diversificação da vegetação. Quanto aos atributos, o principal atributo selecionado foi aparelho sugador maior nas áreas queimadas. O período de desenvolvimento em que os organismos se encontram, adulto ou imaturo, parece ter sido mais fortemente selecionado pelas alterações do fogo. / Disturbances are events that modify processes and biodiversity present in an ecosystem. These changes lead to an ecological succession process, where the time to return to pre-disturbance state is called resilience. Bioindicators are tools widely used to understand these relationships between disturbances and ecosystems. Grasslands are highly diverse ecosystems and fire disturbance is an important factor there, responsible for shaping their distribution and ecological properties. Arthropods are key biodiversity components, and have fast responses to disturbances. These characteristics make them important tools for biodiversity monitoring. Among arthropods, the order Hemiptera is recurrently used as a bioindicators of disturbance, because their diversity is directly linked to vegetation diversity. This study explored the effects of fire on the arthropod community, which is the theme of the first chapter of this dissertation, and in the second chapter, aspects of taxonomic and functional diversity of the order Hemiptera (Heteroptera and Auchenorryncha) were used to understand the fire effects on the grasslands. Fire experiment was conducted at Estação Agronômica Experimental da UFRGS in Eldorado do Sul. I installed seven blocks of experimental units (two plots of 10 x 10 m) and one plot of each were burned in December 2009. Samplings occurred in four periods: before fire and one, six and 12 months after fire. I used pitfall traps in the soil (five per plot), and in vegetation we use sweep net (four transects in each plot). Arthropods collected were identified into orders. I classified the order Hemiptera adults in families and the young in suborders, and for each individual i measured functional morphological attributes. From the first chapter we conclude that the arthropod assemblage responds to environmental changes caused by fire, with distinct responses among arthropod orders and between the vegetation and ground levels. On the ground, arthropod community resilience is slower than for vegetation arthropods, probably due to a delay in the comeback of the litter soil layer which is subsequent to the regeneration of the vegetation, through deposition of dead organic matter. In the second chapter I conclude that the effects caused by fire affected the Hemiptera community, increasing abundance and diversity of this group. For functional attributes, the sucking apparatus was selected most in burned areas. The developmental period of the organisms, either adult or immature, seems to have been more strongly selected by fire-induced changes.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-14T13:25:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao com as correcoes da banca-2.pdf: 7763298 bytes, checksum: 36272e73c79d4926dc5e8ecb3b84eb35 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T13:25:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao com as correcoes da banca-2.pdf: 7763298 bytes, checksum: 36272e73c79d4926dc5e8ecb3b84eb35 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / FACEPE / Invertebrados terrestres podem ser empregados como biomonitores para a avaliação da qualidade ambiental de áreas urbanas devido à capacidade de absorver substâncias químicas do ambiente por meio da alimentação ou contato direto. Ainda são poucos os estudos realizados utilizando insetos como biomonitores, mesmo sendo bastante relevantes ao considerar seu papel ecológico e densidade populacional elevada. Este trabalho foi realizado com o intuito de utilizar invertebrados terrestres como biomonitores nas áreas urbanas Manguezal Memorial Arcoverde, Reserva da Mata do Frio e Campus Tecnológico do Nordeste, todas localizadas em Pernambuco. Para fins de monitoração de impactos ambientais, foram utilizados padrões de referência para estudos ambientais da classe Insecta obtidos no Refúgio Ecológico Charles Darwin, Igarassu, Pernambuco, unidade conservação com maior grau de conservação. A coleta dos invertebrados para realização do estudo foi executada utilizando-se armadilhas com iscas de mel, laranja, sardinha e carne putrefata a fim de atrair animais com diferentes hábitos alimentares. Após a coleta, os invertebrados foram lavados e em seguida, separados em nível de ordem para realização das análises químicas. A maior diversidade de ordens de invertebrados terrestres foi encontrada na Reserva da Mata do Frio, enquanto a ordem mais abundante coletada nas áreas urbanas estudadas foi Hymenoptera. Porções-teste de 0,1 g de massa seca foram analisadas por Espectrometria de Fluorescência de Raios-X por Dispersão de Energia (EDXRF), Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS) e Absorção Atômica por Forno de Grafite (GFAAS). A qualidade do procedimento analítico foi avaliada utilizando-se de porções-teste dos materiais de referência SRM 2976, SRM 8414, SRM 8415 e IAEA 336. As técnicas analíticas empregadas permitiram a determinação da concentração dos elementos químicos As, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mo, P, Pb, S, Sb, Th, U e Zn nos invertebrados das áreas urbanas estudadas. O manguezal Parque Memorial Arcoverde apresentou maiores características de ambiente impactado, devido às elevadas concentrações de Cd, Co, Cu, Mo, S, Sb e Zn nos invertebrados analisados. Na Reserva da Mata do Frio, foram obtidas concentrações superiores dos elementos químicos Cl, Cu, K e Zn, enquanto que, no Campus Tecnológico do Nordeste, o elemento químico Cd se destacou por apresentar concentração superior a faixa esperada em amostras de Hymenoptera. Considerando a relativa facilidade de coleta e análise, diversos ecossistemas puderam ser avaliados convenientemente utilizando invertebrados terrestres. / Terrestrial invertebrates can be employed as biomonitors for the environmental quality assessment in urban areas due to the ability of uptake of chemical substances through food or direct contact. Moreover, there are few studies using insects as biomonitors, even though their relevance owing to their ecological role and high population density. This work has utilized terrestrial invertebrates as biomonitors in the urban areas Parque Memorial Arcoverde, Reserva da Mata do Frio and Campus Tecnológico do Nordeste, located in the Pernambuco State, Brazil. Reference standards for environmental studies of class Insecta obtained in the Refúgio Ecológico Charles Darwin, Igarassu, Pernambuco, Brazil, a conservation unit of high conservation level, were used for environmental impact monitoring purposes. Invertebrates were sampled by using traps with honey, orange, sardine and rotten meat as attractive for animals of different food habits. After, the invertebrates were washed and then separated at the order level in order to analyze the chemical elements. The greatest diversity of orders was found in the Reserva da Mata do Frio, while the most abundant order in the studied urban areas was Hymenoptera. Test portions of 0.1 g were analyzed by Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectroscopy (EDXRF), Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICPMS) and Graphite Furnace Atomic Absorption (GFAAS). The quality of the analytical procedure was evaluated using the reference materials SRM 2976, SRM 8414, 8415 and IAEA 336. The analytical techniques employed here allowed the determination of As, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mo, P, Pb, S, Sb, Th, U and Zn in the invertebrates from the studied urban areas. The Parque Memorial Arcoverde mangrove was considered one of the most impacted areas according to the high concentrations of Co, Cu, Mo, S, Sb and Zn determined in the invertebrates. For the Reserva Mata do Frio, it was observed the highest concentrations of the chemical elements Cl, Cu, K and Zn, while one invertebrate sample from the Campus Tecnológico do Nordeste accumulated Cd above the expected range. Considering the relative facility of sampling and analysis, diverse ecosystems could be appropriately assessed by means of terrestrial invertebrates.

Forests surrounding streams affect aquatic communities in numerous ways, contributing to energy fluxes between terrestrial and lotic ecosystems. The five papers in this thesis focus on woody debris, terrestrial invertebrates and light, three factors influenced by riparian zone structure, potentially affecting streams and brown trout (Salmo trutta). The individual strength of these stressors and their interactions with each other are not well studied, and their qualitative effects may differ both spatially and temporally as well as with the size-structure of specific fish populations. Using a combination of laboratory and field experiments, I examined the effects of woody debris, terrestrial invertebrates and light on prey availability and on the growth rates, diets and behavior of different size-classes of trout. My field experiments showed that addition of high densities of large wood affected trout growth in a positive way. This positive effect of large wood on trout growth may be related to prey abundance, as indicated by the high standing crop of aquatic macroinvertebrates on the wood. The positive effects on trout may also be related to decreased energy expenditures in wood habitats, as trout increased the ratio between numbers of prey captured and time spent active and that swimming activity and level of aggression decreased as wood densities were increased in a laboratory experiment. Terrestrial invertebrates are generally assumed to be a high quality prey resource for fish and my field experiments showed that reduction of terrestrial invertebrate inputs had a negative effect on trout growth. The availability of terrestrial prey in the stream was also coupled to trout diet and linked to growth, as fish with high growth rates had high proportions of terrestrial prey in their diets. Light, measured as PAR, did not have an effect on chlorophyll biomass, nor was there an effect on aquatic macroinvertebrates or trout. Hence, even if light levels were sufficient for increased photosynthesis, other factors such as low nutrient content may have limited the effects. Many of my results were dependent on fish-size. I observed, for example, that large trout had higher capture rates on surface-drifting terrestrial prey than small trout when prey densities were intermediate or high, but at low prey densities, the consumption of terrestrial prey by large and small trout were similar. Moreover, although large wood and terrestrial invertebrates affected growth of both small and large trout, the effects were generally more consistent for large trout. Although changes in riparian forests typically induce an array of interacting effects that certainly call for further research, the overall conclusion from this thesis is that many of the factors I have studied have profound effects on stream biota and trout. The positive effects from large wood also propose that adding trees to streams may partly compensate for negative effects associated with riparian deforestation.

<p>Effekterna på öringens (Salmo trutta) diet till följd av en avverkning av kantzonsvegetationen har undersökts i ett fältexperiment, där två av de potentiella effekterna av en skogsavverkning simulerades. Fokus låg på de två faktorerna ökad ljusinstrålning och minskat nedfall av terrestra evertebrater. Ökad ljusinstrålning har simulerats med hjälp av montage av lysrör och nedfall av terrestra evertebrater med hjälp av plasttält. Frågeställningarna rör andelen terrester föda i olika behandlingar och årstider, dietskillnader mellan äldre och yngre öringindivider, skillnader i mängden akvatisk föda vid ökad ljusinstrålning samt en taxonomisk översikt av dietens sammansättning. Signifikanta skillnader mellan behandlingarna fanns, där individerna i kontrollbehandlingen åt signifikant mer terrester föda än individer i tältbehandlingen och den kombinerade tält- och ljusbehandlingen. Signifikanta skillnader fanns även mellan provtagningstillfällena där en högre andel terrester föda återfinns senare på säsongen. Inga signifikanta skillnader fanns med avseende på andelen terrester föda mellan äldre och yngre individer, ej heller mellan mängd akvatisk föda mellan de olika behandlingarna. Den akvatiska födan var mer varierad och divers än den terrestra, och daggmaskar (Lumbriculidae) var en mycket vanlig födopartikel.</p> / <p>The effects on the diet of brown trout (Salmo trutta) of a clear cutting of the riparian vegetation has been investigated in a field-experiment, where two of the potential effects of a clear cut were simulated. The focus was placed on the two factors increased light and input of terrestrial invertebrates. The increase of ligth was manipulated by placing fluorescent lights over the brook and the input of terrestrial invertebrates was manipulated by placing plastic tents over the brook. Issues discussed are the percentage terrestrial food in the different treatments and at the different times of sampling, differences in the percentage terrestrial food between older and younger individuals of brown trout, differences in the amount of aquatic food in the light-treatment and a taxonomic summary of the composition of the diet. There were significant differences between the the different treatments, where the individuals in the control treatment ate significantly more terrestrial food as compared to the individuals in the tent and in the combined light and tent treatment. There was also a significant difference between the different times of sampling, more terrestrial food was consumed later in the season. No sigificant differences were detected between older and younger individuals concerning the percentage of terrestrial food eaten, nor between the different treatments concearning the amount of aquatic food consumed. The aquatic food showed a wider variation and was more diverse as compared to the terrestrial food, and earthworms (Lumbriculidae) was a very common food item.</p>

Effekterna på öringens (Salmo trutta) diet till följd av en avverkning av kantzonsvegetationen har undersökts i ett fältexperiment, där två av de potentiella effekterna av en skogsavverkning simulerades. Fokus låg på de två faktorerna ökad ljusinstrålning och minskat nedfall av terrestra evertebrater. Ökad ljusinstrålning har simulerats med hjälp av montage av lysrör och nedfall av terrestra evertebrater med hjälp av plasttält. Frågeställningarna rör andelen terrester föda i olika behandlingar och årstider, dietskillnader mellan äldre och yngre öringindivider, skillnader i mängden akvatisk föda vid ökad ljusinstrålning samt en taxonomisk översikt av dietens sammansättning. Signifikanta skillnader mellan behandlingarna fanns, där individerna i kontrollbehandlingen åt signifikant mer terrester föda än individer i tältbehandlingen och den kombinerade tält- och ljusbehandlingen. Signifikanta skillnader fanns även mellan provtagningstillfällena där en högre andel terrester föda återfinns senare på säsongen. Inga signifikanta skillnader fanns med avseende på andelen terrester föda mellan äldre och yngre individer, ej heller mellan mängd akvatisk föda mellan de olika behandlingarna. Den akvatiska födan var mer varierad och divers än den terrestra, och daggmaskar (Lumbriculidae) var en mycket vanlig födopartikel. / The effects on the diet of brown trout (Salmo trutta) of a clear cutting of the riparian vegetation has been investigated in a field-experiment, where two of the potential effects of a clear cut were simulated. The focus was placed on the two factors increased light and input of terrestrial invertebrates. The increase of ligth was manipulated by placing fluorescent lights over the brook and the input of terrestrial invertebrates was manipulated by placing plastic tents over the brook. Issues discussed are the percentage terrestrial food in the different treatments and at the different times of sampling, differences in the percentage terrestrial food between older and younger individuals of brown trout, differences in the amount of aquatic food in the light-treatment and a taxonomic summary of the composition of the diet. There were significant differences between the the different treatments, where the individuals in the control treatment ate significantly more terrestrial food as compared to the individuals in the tent and in the combined light and tent treatment. There was also a significant difference between the different times of sampling, more terrestrial food was consumed later in the season. No sigificant differences were detected between older and younger individuals concerning the percentage of terrestrial food eaten, nor between the different treatments concearning the amount of aquatic food consumed. The aquatic food showed a wider variation and was more diverse as compared to the terrestrial food, and earthworms (Lumbriculidae) was a very common food item.

Existe uma necessidade urgente em monitorar as respostas da biodiversidade e dos processos ecológicos a distúrbios e mudanças no uso da terra. Diversos estudos tem indicado que o uso da abordagem funcional da biodiversidade, baseada em atributos funcionais, facilita a compreensão sobre a organização dos organismos nas comunidades, da funcionalidade dos ecossistemas, e desta forma, auxilia na identificação das suas relações com fatores ambientais. No primeiro capítulo desta tese eu apresento o arcabouço teórico da ecologia funcional aplicada ao estudo dos invertebrados terrestres, e reviso o que são atributos funcionais, como usá-los na descrição e monitoramento das comunidades e o porquê, ressaltando a ligação dos invertebrados com processos ecológicos. Nos próximos capítulos eu apresento estudos experimentais avaliando as respostas funcionais de dois grupos de invertebrados - aranhas (Araneae) e tripes (Thysanoptera) - e de processos ecológicos influenciados por invertebrados (detritivoria e decomposição de serapilheira) ao distúrbio por fogo nos Campos Sulinos. As queimadas representam uma estratégia de manejo frequente nas pastagens naturais do RS, e carecem em estudos avaliando seus efeitos no ambiente, biodiversidade e processos. A investigação foi realizada com base em um experimento de queima controlada na Estação Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. O design foi em blocos casualizados, com 14 parcelas experimentais de 10 x 10 m pareadas; sendo uma parcela de cada bloco queimada no final da primavera de 2009, e a outra, considerada como controle. Informações sobre invertebrados, processos ecológicos e propriedades abióticas do hábitat foram obtidas em todas parcelas antes do fogo (para a caracterização inicial), e 1 mês, 6-7 meses e 12 meses após o fogo. Para o estudo de caso com aranhas, eu classifiquei as comunidades em famílias, atributos de estratégias de caça e medi todos os indivíduos (1755) em atributos funcionais morfológicos, sendo incorporada toda a variabilidade intra e interespecífica, e fenológica das comunidades. Por outro lado, no estudo de caso com tripes, descrevi atributos funcionais (hábitos alimentares, requerimentos de hábitat e atributos morfológicos) por espécie de tripes (48 spp.), assumindo que a variação nos atributos funcionais é sempre maior entre espécies do que dentro da mesma espécie. Nos dois estudos de caso, eu encontrei padrões indicativos de filtragem ambiental, ou seja, o fogo e/ou as mudanças no hábitat induzidas pelo fogo, parecem ter atuado como um filtro, selecionando organismos com determinado conjunto de atributos em detrimento de outros. Esses padrões foram dependentes do período após a queima considerado, por exemplo: um mês após o fogo aranhas construtoras de teias irregulares e tripes fungívoros foram prejudicados, enquanto que aranhas caçadoras da vegetação, com grandes quelíceras, tripes fitófagos e associados com gramíneas aumentaram suas proporções. Para aranhas ainda verifiquei convergência de atributos ao gradiente de biomassa induzido pelo fogo (filtragem ambiental), e divergência de atributos ao gradiente de heterogeneidade da vegetação, indicativo de limitação de similaridade (i.e. aumento da coexistência de organismos funcionalmente diferentes e diminuição de competição). Finalmente com relação aos processos ecológicos, encontrei correlações interessantes acerca de seus agentes modeladores, e.g. entre a atividade de detritivoria com a decomposição de serapilheira, e desta com a equidade da vegetação em campo não queimado. Também mostro que os processos são sensíveis, mas resilientes, ao distúrbio por fogo, seguindo a recuperação da estrutura de hábitat. Adicionalmente, eu incorporei à tese um capítulo sobre uma técnica para avaliar o processo de detritivoria, denominado bait-lamina test, o qual avalia diretamente as taxas de alimentação de invertebrados detritívoros do solo. Neste estudo pioneiro nos campos do RS, esclareço alguns aspectos metodológicos que possam constituir uma base para futuras pesquisas. Contudo, com esta tese espero estar contribuindo com o conhecimento sobre as respostas das comunidades de invertebrados e dos processos ecológicos ao distúrbio por fogo nos Campos Sulinos. Em geral, posso concluir que a abordagem funcional trouxe muitos benefícios ao monitoramento da biodiversidade, e que há elevada resiliência das assembléias de aranhas e tripes, e dos processos de detritivoria e decomposição às queimadas de pequena escala nos campos. / There is a huge need of monitoring the responses of biodiversity and ecological processes to disturbances and land use changes. Several studies have indicated that the functional approach of biodiversity, based on functional traits, facilitates the understanding of community assembly and ecosystem functionality, and thus assists on the identification of their relationships with environmental factors. In the first chapter of this Thesis I present the functional ecology theory applied to studies on terrestrial invertebrates, and I review what functional traits are, how to use them in community description and monitoring, and why, highlighting the connections between invertebrates and ecological processes. In the following chapters I present experimental studies evaluating the functional responses of two invertebrate groups- spiders (Araneae) and thrips (Thysanoptera) – and ecological processes influenced by invertebrates (detritivory and litter decay) to fire disturbance in Campos grasslands. Burning represents a common strategy for pasture management in Rio Grande do Sul State, and there is a lack of studies regarding their effects on the environment, biodiversity and processes. Our investigation was performed based in a burning experiment at Estação Agronômica of UFRGS, Eldorado do Sul, RS. The design was blocked, with 14 experimental paired plots of 10 x 10 m. One plot from each block was burned at the end of spring 2009, and the other is considered a control plot. Information concerning invertebrates, ecological processes and abiotic habitat proprieties were obtained from all plots before fire (initial characterization) and 1 month, 6-7 months and 12 months after fire. For the spider study case, I classified the organisms in families, feeding strategy traits, and measured all spider individuals (1755) thus incorporating all intra and interspecific variability of the communities. On the other hand, in the thrips study case I described functional traits (feeding habits, habitat requirements, and morphological traits) per species (48 spp.), assuming that the variation on functional traits should be higher between species than within species. In both cases, I found patterns indicating environmental filtering, which means that fire and/or the fire-induced habitat changes acted as a filter, sorting organisms with a determined group of traits instead of others. These patterns were dependent on the period after fire considered. For example, one month after fire irregular web spider builders and fungivorous thrips were more uncommon than expected, while vegetation hunter spiders, with large chelicerae, and leaf feeder thrips and thrips associated to grasses increased their proportions. For spiders we also verified a trait-convergence pattern along the plant biomass gradient induced by fire (environmental filtering), and trait-divergence pattern along the vegetation heterogeneity gradient indicating limiting similarity (i.e. increase in coexistence of functionally different organisms, and reduction of competition). Finally, regarding ecological processes, I found interesting correlations on their drivers, e.g. between detritivory and litter decay, and between these with plant evenness in unburned grasslands. Also, I show that ecological processes are sensitive but resilient to fire, following habitat structure recovery. Additionally, I incorporate to the Thesis a methodology chapter about the bait-lamina test, which evaluates the feeding rates of soil detritivore invertebrates directly. In this pioneer study, I clarify some methodological aspects of measuring invertebrate detritivory that could help future research. Nevertheless, with this Thesis I hope to contribute to the understanding of invertebrate community and ecological processes responses to fire disturbance in South Brazilian grasslands. Overall, I can conclude that a functional approach brings many benefits to biodiversity monitoring, and also that spiders and thrips communities, and detritivory and decomposition processes are very resilient to the change brought by small scale grassland burning.