In Ecuador it has been recently noticed a relevant increase of interest on the conservation of natural resources, especially on the aquatic ecosystems, due to the high levels of biodiversity and ecosystem services that they provide. Among such ecosystems, the watersheds corresponding to headwaters are suffering increasing human pressures which exert negative effects on the ecosystem structure, composition and functioning, but the knowledge about such effects is still scarce. This dissertation focused on natural and nearly pristine streams of two Andean watersheds in the Southern Ecuador, between 2,900 and 3,730 metres above sea level. The main objectives were; 1) to examine the patterns of the structure and composition of the aquatic macroinvertebrate communities and its relation with the dominant riparian vegetation; 2) to analyse the influence of the fundamental environmental factors on the structure and density of the EPT communities (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera), during periods without relevant hydrological disturbances; 3) to determine the main hydrological indices influencing the temporal dynamics of the aquatic communities at the mesohabitat scale; 4) to analyse the temporal variation of the main macroinvertebrate taxa during periods of maintained low flows in different types of habitat. To achieve these goals, different sampling methods were implemented, involving data collection regarding riparian vegetation, physico-chemical properties of the water, hydrology, hydraulics and aquatic macroinvertebrates during 40 months. Concerning the spatial patterns, the target streams showed very similar environmental and biological characteristics which determine the presence of a low number of taxa and the dominance of very few of them; some of those large-scale factors were the type of riparian vegetation and geology. The analyses at lower spatial scale in four streams showed differences in the community at mesohabitat and microhabitat scale. Specifically, it was demonstrated the critical influence of variables related with flow strength (velocity, Froude number, shear stress) on the presence and density of some taxa; such relations could be explained by the hydromorphological traits of the organisms to resist the flow, and other traits related with their feeding habits. Concerning the variation in time, it was demonstrated the critical role of the hydrological patterns in the temporal dynamics of the community. Specifically, the frequency and magnitude of high flows exert important effects on the densities of some taxa as well as on community metrics. The high-flow events produce the dragging of part of the community, even of some taxa adapted to swift water, producing a balancing effect in the community due to the reduction of the few dominant taxa. The analyses focused on the low-flow periods only, indicated the recovery in the proportions of the pioneer taxa (familia Chironomidae). However, these low flows and the increase of water temprature exerted a negative influence on the community, both on very frequent taxa (Chironomidae, Girardia, Hyalella) and on other taxa with more sensitivity to low flows (Ecuaphlebia). The increase of temperature pose negative effects on some sensitive taxa but it allows a faster development of some organisms with a multivoltine life-history. Finally, it is important to continue with these studies to get a better knowledge about the responses of the macroinvertebrate community to different scenarios of stream flow in the high mountain streams (annual cycles of extreme low or high flows). Such knowledge is fundamental for a eco-hydrological and sustainable management of these sensitive ecosystems, facing important threats such as climate change and flow regulation, and it is the base for environmental flows assessments. Besides, the biological characteristics and the ecology of many species is still a relevant field to be developed in this region. / Hoy en día en el Ecuador existe un mayor interés por la conservación de los recursos naturales, y especialmente por los ecosistemas acuáticos por la alta biodiversidad que albergan y los servicios ambientales que proporcionan al hombre. Entre ellos están las cuencas hídricas de cabecera, sometidas a una creciente presión antropogénica y a posibles efectos negativos en la estructura, composición y funcionamiento del ecosistema fluvial, aún poco conocidos en la región Andina. La comprensión de dichos efectos requiere primero el estudio de condiciones prístinas de referencia, incluyendo los análisis de la variación espacial y temporal de las comunidades. Por ello, se ejecutó esta investigación en arroyos cuasi-prístinos ubicados entre los 2,900 a 3730 metros de altitud en dos cuencas hidrográfica andinas al sur de Ecuador. Los objetivos fundamentales fueron: (1) Examinar los patrones de variación de la estructura y composición de las comunidades de macroinvertebrados acuáticos según el tipo de cobertura vegetal dominante en las riberas; (2) analizar la influencia de los principales factores ambientales en la estructura y densidad de las comunidades de EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) durante períodos sin eventos hidrológicos elevados; (3) conocer los principales indicadores hidrológicos determinantes de la dinámica temporal de las comunidades acuáticas a escala de mesohábitat; y (4) analizar la variación de los principales taxones dominantes de la comunidad durante los caudales bajos según distintos tipos de hábitats. Para el cumplimiento los objetivos anteriores, se ejecutaron diferentes metodologías que implicaron la recolección de información sobre la vegetación de ribera, físico-química del agua, hidrología, hidráulica y macroinvertebrados acuáticos durante 40 meses. A nivel espacial, se encontró que estos arroyos de cabecera cuasi-prístinos con un buen estado de conservación comparten muchas de las características ambientales y biológicas, las cuales condicionan la presencia de un bajo número de taxones y el dominio de pocos grupos en estos ecosistemas de montaña debido a factores de gran escala, tales como la altitud, y específicamente por el tipo de cobertura vegetal y geología de la cuenca. Posteriormente, a mayor detalle, los análisis mostraron diferencias a escala de mesohábitat y microhábitat. Específicamente, se demostró que las variables relacionadas con la fuerza del flujo influyen de modo decisivo en la presencia y densidad de algunos macroinvertebrados. En cuanto a la variación en el tiempo, se observó que el patrón hidrológico es un factor clave en la dinámica temporal de las comunidades acuáticas. En concreto, la frecuencia y la magnitud de los caudales punta o picos actúan sobre la densidad de los taxones y métricas de la comunidad. Estos eventos altos de caudal causan un arrastre parcial sobre toda la comunidad, inclusive sobre los taxones adaptados a condiciones altas de flujo, dando como resultados un mejor equilibrio de la comunidad debido al descenso de los pocos taxones dominantes. Posteriormente, el análisis por separado en los períodos de caudal bajo indicó una recuperación de las proporciones de los taxones pioneros (familia Chironomidae) de estos ecosistemas. Sin embargo, se pudo detectar una cierta influencia negativa de estos niveles bajos de flujo y a su vez al incremento de la temperatura en la comunidad bentónica, tanto para los organismos habituales en estos arroyos (Chironomidae, Girardia, Hyalella) como otros más sensibles (Ecuaphlebia) a las condiciones mínimas de caudal. Finalmente, es importante continuar con estos estudios con el objeto de conocer mejor la respuesta de la comunidad a diversos escenarios de regímenes de flujo (períodos anuales secos y muy húmedos) en estos ecosistemas acuáticos de montaña, siendo la base para una gestión eco-hidrológica y sostenible, ante las amenazas que sufren estos / Avui en dia a l'Equador existeix un major interès per la conservació dels recursos naturals, i especialment pels ecosistemes aquàtics, per l'alta biodiversitat que alberguen i els serveis ambientals que proporcionen a l'esser humà. Entre aquests estan les conques hídriques de capçalera, sotmeses a una creixent pressió antropogènica i a possibles efectes negatius en l'estructura, composició i funcionament de l'ecosistema fluvial, encara poc coneguts a la regió andina. La comprensió de tals efectes requereix, en primer lloc, l'estudi de les condicions primigènies de referència, incloent les anàlisis de la variació espacial i temporal de les comunitats. Per això mateix, s'executà aquesta recerca en rierols quasi-primigenis ubicats entre els 2,900 i 3,730 metres d'altitud en dues conques hidrogràfiques andines, al sud d'Equador. Els objectius fonamentals foren: (1) examinar els patrons de variació de l'estructura i composició de les comunitats de macroinvertebrats aquàtics segons el tipus de cobertura vegetal dominant a les riberes; (2) analitzar la influència dels principals factors ambientals en l'estructura i densitat de les comunitats de EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) durant períodes sense esdeveniments hidrològics elevats; (3) conèixer els principals indicadors hidrològics determinants de la dinàmica temporal de les comunitats aquàtiques a escala de mesohàbitat; i (4) analitzar la variació dels principals taxons dominants de la comunitat durant els cabals baixos segons distints tipus d'hàbitats. Per al compliment dels objectius anteriors, s'executaren diferents metodologies que implicaren la recol·lecció d'informació de vegetació de ribera, físico-química de l'aigua, hidrologia, hidràulica, i macroinvertebrats aquàtics durant 40 mesos. A nivell espacial, es va trobar que aquests rierols de capçalera quasi-primigenis amb un bon estat de conservació comparteixen moltes de les característiques ambientals i biològiques, les quals condicionen la presencia d'un baix nombre de taxons i el domini de pocs grups en aquests ecosistemes de muntanya degut a factors de gran escala, com ara l'altitud, i específicament el tipus de cobertura vegetal i geologia de la conca. Posteriorment, a un major detall, les anàlisis mostraren diferències a escala de mesohàbitat i microhàbitat. Específicament, es demostrà que les variables relacionades amb la força del flux (velocitat, número Froude i tensió tallant) influeixen de forma decisiva en la presència i densitat d'alguns macroinvertebrats. Pel que fa a la variació en el temps, es va observar que el patró hidrològic és un factor clau en la dinàmica temporal de les comunitats aquàtiques. En concret, la freqüència i la magnitud dels cabals punta o pics actuen sobre la densitat dels taxons i mètriques de la comunitat. Aquests esdeveniments d'alts cabals causen un arrossegament parcial sobre tota la comunitat, inclusivament sobre els taxons adaptats a condicions altes de flux, donant com a resultat un millor equilibri de la comunitat a causa del descens dels pocs taxons dominants. Posteriorment, l'anàlisi per separat en els períodes de cabal baix va indicar una recuperació de les proporcions dels taxons pioners (família Chironomidae) d'aquests ecosistemes. No obstant, es va poder detectar una certa influència negativa d'aquests nivells baixos de flux i al mateix temps a l'increment de la temperatura, en la comunitat bentònica, tant per als organismes habituals en aquests rierols (Chironomidae, Girardia, Hyalella) com d'altres més sensibles (Ecuaphlebia) a les condicions mínimes de cabal. Finalment, és important continuar amb aquests estudis amb l'objectiu de conèixer millor la resposta de la comunitat a diversos escenaris de règims de flux (períodes anuals secs i molt humits) en aquests ecosistemes aquàtics de muntanya, base per a la bona gestió eco-hidrològica i sostenible, davant les amenaces que pateixen aque / Vimos Lojano, D. (2017). Influencia de las condiciones hidráulicas e hidrológicas en la variación espacial y temporal de las comunidades de macroinvertebrados acuáticos en ríos altoandinos de cabecera al sur de Ecuador [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86217

Este trabalho foi desenvolvido nos reservatórios, em cascata, que fazem parte do Médio e Baixo Rio Tietê, incluindo os tributários, os Rios Tietê, Piracicaba e Bauru. Foram considerados os pontos de coleta, localizados à montante, jusante, bem como os pontos intermediários dos reservatórios estudados. Considerando-se os períodos referentes a outubro de 1999 fevereiro, maio e julho de 2000, as pesquisas nestes locais abordaram a qualidade ambiental dos reservatórios, com características limnológicas (água, sedimento), a fauna de macroinvertebrados bentônicos, além de testes ecotoxicológicos (Chironomus xanthus). As análises dos sedimentos permitiram evidenciar as frações de silte e argila, o elevado teor de matéria orgânica nos reservatórios situados no início da cascata, além do nitrogênio e fósforo e metais potencialmente biodisponíveis. Elevadas concentrações de nutrientes nitrogenados e fosfatados, material em suspensão (orgânico e inorgânico) e clorofila-a, foram observadas nas amostras de água, o que permitiu classificar os reservatórios como eutróficos, mesotróficos e oligotróficos, de acordo com sua posição no sistema bem como do período amostrado. As concentrações de alguns dos metais encontrados na água estiveram acima do permitido pela Resolução CONAMA (20/96), considerando-se os períodos em estudo. Quanto às relações bióticas, foram obtidas através do índice de Diversidade (H\'), da equitabilidade, a qual foi evidenciada pela distribuição agregadados organismos e a presença de indivíduos pertencentes à mesma espécie, evidenciou a baixa riqueza de taxa. Através do IET/Densidade de Oligochaeta constatou-se para os reservatórios em cascata e os principais tributários características de eutrofizados. A fauna bentônica dos rios Tietê, Piracicaba e Bauru e dos reservatórios dos locais de estudo caracterizou-se pela presença de Tubificidae (Oligochaeta) além de Chironomidae (Díptera), e do grupo Mollusca. Entre os Tubificidae, a espécie Limnodrilus hoffmeisteri, Branchiura sowerbyi e Limnodrilus udekemianus ocorreram em considerável dominância numérica no período de estudo. A Família Chironomidae, foi representada pelos gêneros Goeldichiromus e Coelotanypus e o grupo Mollusca pelo gênero, Haylacostoma e espécie Melanoides tuberculatus (Thiaridae), Corbicula fluminea (Corbiculidae), o gênero Biomphalaria (Planorbidae) e o gênero Lymnaea collumela, (Lymnaiidae). Quanto à Família Naididade foi representada pelas espécies (Prístina americana, Dero nívea, Dero digitata e Allonais chelata), pela família Alluroididae (Brinkhurstia americanus) e pela Família Opistocystidae (Opistocysta funiculus). Os testes de toxicidade com Chironomus xanthus confirmaram os resultados obtidos através das análises físicas e químicas, conferindo características de impactados aos reservatórios situados no início da cascata (Barra Bonita, Bariri e Ibitinga) e aos tributários (Tietê, Piracicaba e Bauru) moderadamente poluídos aos reservatórios intermediários (reservatório de Nova Avanhandava e Promissão) e, com ausência de poluição, o Reservatório de Três Irmãos, situado no final da cascata. Os resultados decorrem dos usos e ocupação do solo, atividades antropogênicas na Bacia Hidrográfica, do aporte de materiais para o sistema na qual se inserem os rios e os reservatórios estudados. / This work was developed in the reservoirs, at waterfalls, which are part of the Medium and Low Tiete River, including its tributaries, the Tiete, the Piracicaba river and the Bauru river. The collecting sites considered were upstream, downstream and those intermediary sites of the reservoirs. Taking into account the different periods of October 1999 and February, May and July of 2000, the researches in those sites were about the environmental quality of the reservoirs with limnologic characteristics (water, sediment), the bentonic macroinvertebrate fauna besides ecotoxilogic tests (Chironomus xanthus). The sediment analysis allowed to evidence the silt and clay fractions, the high organic matter content in the reservoirs located at the waterfall head in addition to nitrogen, phosphur and potentially bio-available metals. High nitrogened and phosphated nutrients, suspended matter (organic and inorganic) and chlorophyl-a were observed in the water samples, which allowed to classify the reservoirs as euthrophic, mesotrophic and oligotrophic according to their location in the system and the sampling period. The concentration of some metals found the water was above the level permitted by CONAMA Resolution (20/96) taking into account the periods of study. As to the biotic relations, they were obtained by means of the Diversity index (H\') of the equitability, which was evidenced by the aggregated distribution of the organisms and the presence of individuals belongingto the same species evidenced the low taxa richness. Through the IET/Oligochaeta abundance, the reservoirs and the tributaries were found to be eutrophitized. The Tiete, Piracicaba and Bauru rivers and the reservoirs studied sites bentonic fauna was characterized by the presence of Tubificidae (Oligochaeta) besides Chironomidae (Diptera) and the Mollusca group. Among the Tubificidae, the Limnodrilus hoffmeisteri, Branchiura sowerbyi e Limnodrilus udekemianus species occurred in considerable numerical dominance in the period of study. The Chironomidae family was represented by the genus Goeldichiromus and Coelotanypus and the Mollusca group by the genus Haylacostoma and Melamoides tuberculatus (Thiaridae) species, Corbicula fluminea (Corbiculidae), the genus Bionphalaria (Planorbidae) and the genus Lymnaea collumela (Lymnaiidae). The Naididae family was represented by the species (Pristina americana, Dero nivea, Dero digitata and Allonais chelata), by the family Alluroididae (Brinkhurstia americanus) and the family Opistocystidae (Opistocysta funiculus).The toxicity tests with Chironomus xanthus confirmed the results obtained through physical and chemical analyses granting characteristics of impacted to the reservoirs located at the waterfall head (Barra Bonita, Bariri and Ibitinga) and the tributaries (Tiete, Piracicaba and Bauru) moderately polluted to the intermediate reservoirs (Nova Avanhandava and Promissão reservoirs) and, absenceof pollution, the Tres Irmãos Reservoir located at the end of the waterfall. The results arise from the uses and occupation of the soli, anthropogenic activities in the hydrographic basis, disclosure of materials into the system in which are the rivers the reservoirs under study are located.

Em contraposição ao avanço do desmatamento da floresta amazônica em São Félix do Xingu - PA, principalmente pela atividade pecuária, diversas inciativas vêm estimulando a recuperação de áreas degradadas (RAD) por meio da implantação de sistemas agroflorestais com cacau (Theobroma cacao L.) (SAF-cacau). A fim de estudar o potencial SAF-cacau como ferramenta de RAD nesta região, conduzi a pesquisa em quatro hipóteses principais: (1) recupera parcialmente a estrutura florestal; (2) recupera parcialmente a riqueza/diversidade de plantas; (3) recupera a fertilidade do solo; (4) recupera a riqueza/diversidade de grupos de macroinvertebrados do solo. Para tanto, agrupei os SAF\'s em três categorias de sombreamento: sombra inicial (SI), sombra secundária (SS) e sombra abandonada (A), analisando-as comparativamente com Floresta e Pasto. Em paralelo, realizei entrevista socioeconômica e ambiental, pautada na percepção dos produtores rurais, a fim de contextualizar as ações humanas com os usos do solo em estudo. Os principais resultados mostram que os solos são semelhantes em termos de textura e fertilidade, independentemente da situação de uso. Os SAF-cacau são potenciais ferramentas de RAD em termos de estrutura florestal e diversidade florística, necessitando maiores estudos com relação à composição de plantas. A rentabilidade do SAF-cacau mostrou-se expressivamente superior à pecuária, por unidade de área, ocupando menor espaço territorial na propriedade, além de outros benefícios socioambientais, com destaque para provisão de serviços ambientais. / In contrast to the advance of the Amazon rainforest deforestation, mainly by cattle activity, in Sao Felix do Xingu - PA municipality, several initiatives have been stimulating the reclamation of degraded lands (RDL) through the implementation of agroforestry systems with cacao (Theobroma cacao L.) (cacao-AFS). Aiming to study the cacao-AFS as a potential tool to reclaim degraded lands in this region, I based the research in four main hypothesis: (1) it partially reclaims the forestry structure; (2) it partially reclaims the richness/diversity of plants; (3) it reclaims the soil fertility; (4) it reclaims the richness/diversity of soil macroinvertebrates. Thus, I grouped the AFS in three categories: initial shade (IS); secondary shade (SS); abandoned shade (A), comparing them with Forest and Pasture land uses. In parallel, I performed a socioeconomic and environmental interview, based on farmers perception, in order to contextualize the human actions in the studied the land uses. The main results showed similarity in soil\'s texture and fertility, regardless of use situation. The cocoa- AFS are potential tools of RAD in terms of forest structure and floristic diversity, requiring further studies regarding the composition of plants. The profitability of the cacao-AFS was found to be significantly higher than the cattle, per unit area, occupying less territorial space on the property, plus other social and environmental benefits, especially the provision of many environmental services.

Em contraposição ao avanço do desmatamento da floresta amazônica em São Félix do Xingu - PA, principalmente pela atividade pecuária, diversas inciativas vêm estimulando a recuperação de áreas degradadas (RAD) por meio da implantação de sistemas agroflorestais com cacau (Theobroma cacao L.) (SAF-cacau). A fim de estudar o potencial SAF-cacau como ferramenta de RAD nesta região, conduzi a pesquisa em quatro hipóteses principais: (1) recupera parcialmente a estrutura florestal; (2) recupera parcialmente a riqueza/diversidade de plantas; (3) recupera a fertilidade do solo; (4) recupera a riqueza/diversidade de grupos de macroinvertebrados do solo. Para tanto, agrupei os SAF\'s em três categorias de sombreamento: sombra inicial (SI), sombra secundária (SS) e sombra abandonada (A), analisando-as comparativamente com Floresta e Pasto. Em paralelo, realizei entrevista socioeconômica e ambiental, pautada na percepção dos produtores rurais, a fim de contextualizar as ações humanas com os usos do solo em estudo. Os principais resultados mostram que os solos são semelhantes em termos de textura e fertilidade, independentemente da situação de uso. Os SAF-cacau são potenciais ferramentas de RAD em termos de estrutura florestal e diversidade florística, necessitando maiores estudos com relação à composição de plantas. A rentabilidade do SAF-cacau mostrou-se expressivamente superior à pecuária, por unidade de área, ocupando menor espaço territorial na propriedade, além de outros benefícios socioambientais, com destaque para provisão de serviços ambientais. / In contrast to the advance of the Amazon rainforest deforestation, mainly by cattle activity, in Sao Felix do Xingu - PA municipality, several initiatives have been stimulating the reclamation of degraded lands (RDL) through the implementation of agroforestry systems with cacao (Theobroma cacao L.) (cacao-AFS). Aiming to study the cacao-AFS as a potential tool to reclaim degraded lands in this region, I based the research in four main hypothesis: (1) it partially reclaims the forestry structure; (2) it partially reclaims the richness/diversity of plants; (3) it reclaims the soil fertility; (4) it reclaims the richness/diversity of soil macroinvertebrates. Thus, I grouped the AFS in three categories: initial shade (IS); secondary shade (SS); abandoned shade (A), comparing them with Forest and Pasture land uses. In parallel, I performed a socioeconomic and environmental interview, based on farmers perception, in order to contextualize the human actions in the studied the land uses. The main results showed similarity in soil\'s texture and fertility, regardless of use situation. The cocoa- AFS are potential tools of RAD in terms of forest structure and floristic diversity, requiring further studies regarding the composition of plants. The profitability of the cacao-AFS was found to be significantly higher than the cattle, per unit area, occupying less territorial space on the property, plus other social and environmental benefits, especially the provision of many environmental services.

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Neste sentido, buscamos por meio de uma revisão na literatura, investigar as tendências e lacunas mundiais da diversidade funcional de macroinvertebrados de sistemas lóticos. Estudos com essa abordagem são relativamente recentes para o grupo e apontaram um rápido crescimento ao longo dos anos, porém tem sido pouco aplicada em regiões neotropicais. Entre os artigos investigados encontramos variações em conceitos básicos da abordagem funcional entre os artigos, o que pode ocasionar interpretações errôneas. Verificamos ainda que as respostas funcionais de insetos aquáticos foram mais abundantes entre os macroinvertebrados e com maior frequência em estudos avaliando o efeito de impactos ambientais antrópicos. Por fim testamos a aplicabilidade da abordagem de diversidade funcional. Investigamos as respostas funcionais e taxonômicas das Ordens Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera de riachos inseridos em regiões de plantio de palma de dendê comparando-os com riachos de áreas florestais na Amazônia Oriental. Verificamos que a abundância de EPT diferiu entre as comunidades, sendo maior nas plantações, enquanto a riqueza de espécies foi maior na floresta, houve uma perda de nove gêneros de EPT nos riachos de palma de dendê. Mesmo com essa perda biológica, a diversidade funcional não diferiu entre as comunidades. Porém, quando analisamos as características do ambiente, houve diferenças no pH, número de troncos e proximidade com estradas, e essas, juntamente com temperatura da água foram capazes de selecionar os atributos funcionais habito trófico e tamanho do corpo na comunidade de EPT. / Aquatic macroinvertebrates are largely used to evaluate the health and functioning of lotic ecosystems. These organizations operate in maintenance of ecosystem processes and are responsible for nutrient cycling and energy flow. But understand the mechanisms that structure such communities is still a challenge to ecological studies, with that comes the need to study new approaches and metrics investigative In this context it was inserted the functional diversity whose approach is based on morphological, physiological or behavioral characteristics of the species that play a role in the community or ecosystem.. In this sense, we did a literature review to investigate the trends and global gaps of functional diversity of aquatic macroinvertebrates of lotic systems. Studies with this approach are relatively new to the group and showed a rapid growth over the years, but has been little used in neotropical regions. Among the investigated items found variations in basic concepts of functional approach between the articles, which can lead to erroneous interpretations. We also find that the functional responses of aquatic insects were more abundant among the macroinvertebrates and more frequently in studies evaluating the effect of environmental impacts anthropic. At last, we tested the applicability of the functional diversity approach. We evaluated the functional and taxonomic responses of the orders Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera of streams inserted in areas of oil palm plantations comparing them to streams of forested areas of Eastern Amazon. We found that the abundance of EPT differ among communities, being higher in plantations, while the species richness was greater in the forest, with the loss of nine genera EPT in oil palm streams. Even with this biological loss, functional diversity did not differ between communities. However, when we analyze the characteristics of the environment, there were differences in pH, number of trunks and proximity to roads, and these, along with water temperature were able to select the attributes functional trophic habit and body size in the EPT community.

En la presente tesis se muestrearon ríos sobre los 2000 msnm (ríos altoandinos tropicales) que se distribuyen en la amplia región de los Andes del Norte (Ecuador) y los Andes Centrales (Perú) en Sudamérica. El muestreo de las 123 localidades se realizó en época seca, las cuales se seleccionaron tomando en cuenta su grado de alteración, que van desde sin o poca alteración (referencia) hasta muy alterados. En una primera instancia se analizaron las carácteristicas fisicoquímicas e hidromorfológicas de los ríos, las cuales mostraron una alta influencia de la altitud. Se registraron reducciones en la temperatura y oxígeno a medida que la altitud se incrementaba, por otra parte las diferencias en la heterogeneidad de los hábitats, así como la calidad del bosque de ribera fueron dos factores con un alta importancia al momento de caracterizar los ríos altoandinos. Se econtraron diferencias en la mineralización en los diferentes dominios morfotectónicos, siendo más elevados los valores de conductividad en las zonas del sur, debido a la geomorfología propia de cada zona. La comunidad bentónica mostro estar altamente influenciada por la altitud y la latitud. La altitud mostró intervenir positiva o negativamente en la abundancia y frecuencia de algunos géneros como Hyalella, Podonomopsis, Claudioperla, Anomalopsyche, Paltostoma, Rheotanytarsus, Camelobaetidius, etc. Por su parte, la latitud reveló la tendencia de algunos taxa a disminuir o aumentar su abundancia y frecuencia, tal es el caso de Anacroneuria, Camelobaetidius, Anchytarsus, Hagenulopsis, Claudioperla, Austrelmis, Smicridea, etc. Por otra parte y como punto novedoso para el conicimiento de la zona de estudio, se analizó a la familia Chironomidae a nivel de género, hecho importante para el conocimiento taxónomico de la familia en ríos tropicales de los Andes sobre los 2000 msnm, ya que no hay trabajos a este nivel taxonómico en la zona altoandina. La familia Chironomidae mostro patrones similares a los de la comunidad bentónica en general, sindo los factores relacionados con la altitud (oxígeno y temperatura) lo que determinan en gran medida su distrbución, sin embargo, al igua que el resto de la comunidad la heterogenidad de hábitats mostraron ser de suma importancia para la familia de los quironómidos. Además, la litografía y la biogeografía fueron dos factores que determinan la composición de esta familia. Con esta visión general, se analizaron los patrones de biodiversidad de estos ríos, donde se determinó que la comunidad bentónica altoandina tiene una amplia variabilidad en la diversidad local mientras que si analizamos la diversidad Gamma hay una tendencia a disminuir tanto a medida que la altitud y la latitud aumentan. Por su parte se evidenció cambios en la composición de la comunidad, la cual fue evidente también en ambos gradientes, sin embargo debido a la amplia heterogeneidad ambiental fue necesario analizar la reposición de especies a diferentes escalas de agrupación ya que sin esta corrección los cambios ambientales locales no permiten visualizar los patrones existentes en la comunidad, indicandonos la importancia de los factores locales en la biodiversidad regional. Finalmente, y con la recopilación de la estructura, composición y distribución de la fauna béntica, así como de la variabilidad ambiental tanto natural como antropogénica, se desarrolló un índice multimétrico que nos permite evaluar la calidad ecológica de los ríos altoandinos aplicable a una zona geográfica amplia. Los análisis previos al desarrollo del índice multimétrico demostraron que la variabilidad de la zona alta (localidades de páramo y puna) y la zona baja (localidades de bosque montano) era diferente. Posteriormente usando a las comunidades de macroinvertebrados acuáticos de las localidades de referencia se determinaron a dichas zonas como tipologías diferentes, las cuales se usaron para desarrollar el IMEERA-B (Bosque) y el IMEERA-P (Páramos y Punas). En nuestro estudio en la zona baja el gradiente de presión está determinado por la contaminación orgánica y la degradación hidromorfológica, y en la zona alta el gradiente está influenciado por la contaminación orgánica y la heterogeneidad del hábitat. Finalmente, se determinaron 6 métricas para IMEERA-B que evalúan la riqueza, el hábito y la tolerancia/intolerancia, y para el IMEERA-P se determinaron 4 métricas que evalúan la riqueza y la tolerancia/intolerancia. / STRUCTURE AND COMPOSITION OF AQUATIC MACROINVERTEBRATES COMMUNITIES IN HIGHLAND ANDEAN RIVERS OF ECUADOR AND PERU. DESIGN OF A MEASURE OF WATER QUALITY WITH MULTIMETRIC INDEXES In this thesis we sampled Highland Andean Rivers above 2000 m a.s.l. (tropical andean highland rivers) which are distributed in a wide geographical region of the North Andes (Ecuador) and Central Andes (Peru) in South America. In total 123 sites were sampled in dry season, which were selected taking into account the anthropogenic influence gradient, ranging from no alteration, little alteration (i.e., reference) to highly altered. The physico-chemical caracteristics of rivers showed a high altitud influence. We recorded a decrease in both temperature and oxygen as altitude increases. Habitat heterogeneity and the riverine forest quality were identified as determinant enviromental characteristics regarding the andean higland rivers studied. The mineralization show differences between the morphotectonics groups, while were the conductivity was higher at the south, depending on the geomorphology of each zone. The sampled macroinvertebrate assemblages were influenced by both latitudinal and altitudinal gradients. In detail, assemblages showed different gradient responses (positive or negative), depending of the organism and its requirements. The patterns of abundance and richness are probably determined by the environmental variability observed, and described by the temperature, oxygen, habitat heterogeneity and the presence, and absence of riverine forest. The family Chironomidae, as we expected, showed different responses depending of the genus, while the composition of the family was determined mainly by temperature, oxygen, lithography. and biogeography. We also studied the biodiversity patterns of Highland Andean Rivers rivers. The benthic community assemblage showed a high variability at local diversity (alpha diversity), while the gamma diversity decreased in both latitude and altitude gradients. Moreover, the community presented some discontinuities in the beta diversity. Regarding latitudinal gradient, the composition of assemblage changed in each morphological group, while altitude changes were described by vegetation types (mountain forest or páramo-puna) or presence or absence of riverine forest. Finally, using the aquatic macroinvertebrate communities of the reference sites, two different zones were identified as distinct from each other: from 2000 to 3500 m a.s.l and those sites at altitudes higher than 3500 m a.sl.. For such reasons two versions of a multi-metric index - the IMEERA index - were developed. The IMEERA B index includes six metrics evaluating richness, habit and tolerance/intolerance. The IMEERA P index was calculated using four metrics evaluating richness and tolerance/intolerance. Results showed that in lower altitudes (Bosque river type, IMEERA-B index), the pressure gradient was driven by the organic pollution and the hydromorphological degradation, while in higher altitudes (Páramo and Puna river types; IMEERA-P river type), the gradient was driven by the organic pollution and the habitat heterogeneity.

El presente estudio tiene como objetivo proporcionar una base de conocimiento sólida para la restauración ecológica de ríos, basada en la respuesta de comunidades acuáticas a cambios en la conectividad hídrica, factores medioambientales y presión antrópica. La conectividad hídrica lateral resultó ser el factor principal que estructura hábitats y comunidades acuáticas en el Ebro; mientras que la turbidez, salinidad y concentración de nutrientes fueron factores secundarios. La combinación de estos factores establece un marco ecológico que permite realizar predicciones acerca de los patrones taxonómicos y funcionales con más probabilidades de ocurrir en la llanura del Ebro. La posibilidad de que se creen nuevos humedales de forma natural en el Ebro es muy baja, mientras los que quedan están amenazados por una baja renovación del agua. El objetivo de la restauración ecológica debe por tanto consistir en re-establecer un amplio rango de condiciones hídricas, de acuerdo con el potencial sostenible del ecosistema. / The present study aims to provide a solid background for river-floodplain restoration based in the response of aquatic communities, to changes in hydrological connectivity, environmental factors and human pressure across the floodplain of a Mediterranean river.The lateral hydrological connectivity was found to be the key factor structuring the habitats and aquatic communities of the Middle Ebro floodplain, while turbidity, salinity and nutrient status were secondary drivers. These factors created a template for the aquatic community development that enabled predictions about the taxonomic and functional patterns in those aquatic communities more likely to occur under particular conditions. In the Middle Ebro River, there are very few possibilities of new wetlands creation, while the diversity and functionality of the remaining ones are threatened by the limited hydrological connectivity. The objective of floodplains restoration should thus consist in re-establishing a wide range of wetland types in accordance with the river-floodplain potential of sustainability.

Vam monitoritzar paràmetres físics i químics, macroinvertebrats bentònics, clorofil·la a, productors primaris i matèria orgànica durant un any (2001-2002) per examinar els efectes d'una font puntual sobre la composició taxonòmica, la estructura de la comunitat, l'organització funcional, la utilització de l'habitat i la estoquiometria al riu la Tordera (Catalunya).Aigües avall de la font puntual, concentració de nutrients, cabal i conductivitat eren majors que al tram d'aigües amunt, mentre que oxigen dissolt era menor. La densitat de macroinvertebrats era més elevada al tram d'aigües avall però la biomassa era similar als dos trams. La riquesa taxonòmica al tram de dalt era un 20% més alt que al tram de baix. Els anàlisis d'ordenació separen clarament els dos trams en el primer eix, mentre que els dos trams presentaven una pauta temporal similar en el segon eix. La similaritat entre els dos trams en composició taxonòmica, densitats i biomasses després de les crescudes d'abril i maig de 2002, indiquen que les pertorbacions del cabal poden actuar com a un mecanisme de reinici de la comunitat bentònica i jugar un paper important per a la restauració d'ecosistemes fluvials.Els dos trams presentaven una biomassa de perifiton, plantes vasculars, CPOM i FPOM similars, mentre que clorofil·la a, algues filamentoses, molses i SPOM eren majors al tram d'aigües avall. La densitat relativa de trituradors era menor sota la font puntual mentre que col·lectors i filtradors van ser afavorits. La biomassa relativa de trituradors també era menor sota la font puntual, però la biomassa de col·lectors i depredadors va augmentar. Les relacions entre densitat de grups tròfics i els seus recursos eren rarament significatives. La relació s'explicava millor amb la biomassa de macroinvertebrats. Els dos trams compartien la mateixa relació per raspadors, col·lectors i filtradors però no per trituradors i depredadors.La densitat i la biomassa de macroinvertebrats es trobaven positivament correlacionades amb la quantitat de recursos tròfics i la complexitat d'habitat, mentre que la riquesa taxonòmica es trobava negativament relacionada amb paràmetres hidràulics. La influència dels substrats inorgànics prenia menor rellevància per a la distribució dels macroinvertebrats. Els anàlisis d'ordenació mostren com les variables del microhabitat de major rellevància eren CPOM, clorofil·la a, algues filamentoses i velocitat. La cobertura de sorra només era significativa per al tram d'aigües amunt i les molses, al d'aigües avall. El número de correlacions significatives entre macroinvertebrats i les variables del microhabitat era més elevat per al tram de dalt que per al de baix, bàsicament per diferències en composició taxonòmica. La biomassa de macroinvertebrats va aportar una informació semblant a la obtinguda per la densitat.Perifiton i molses tenien uns continguts de nutrients similars en els dos trams. Els %C i %N d'algues filamentoses també eren similars en els dos trams però el %P sota la font puntual era el doble que al tram de dalt. Les relacions estoquiomètriques en CPOM, FPOM i SPOM eren considerablement menors sota la font puntual. Els continguts elementals i relacions van ser molt variables entre taxons de macroinvertebrats però no van resultar significativament diferents entre els dos trams. Dípters, tricòpters i efemeròpters presentaven una estoquiometria similar, mentre que el C i el N eren inferiors en moluscs i el P en coleòpters. Els depredadors presentaven un contingut en C i N més elevat que la resta de grups tròfics, mentre que el P era major en els filtradors. Els desequilibris elementals entre consumidors i recursos eren menors en el tram d'aigües avall. A la tardor i l'hivern la major font de nutrients va ser la BOM mentre que a la primavera i a l'estiu va ser el perifiton. / We monitored physical and chemical parameters, benthic macroinvertebrates, chlorophyll a, primary producers, and organic matter for one year (2001-2002) to assess the effect of a point source input on the taxa composition, community structure, functional organization, microhabitat distribution, and elemental stoichiometry in La Tordera stream (Catalonia, NE Spain).Below the point source, nutrient concentrations, discharge, and specific conductance were higher than at the upstream reach, while dissolved oxygen decreased. Total macroinvertebrate density was higher at the downstream reach than at the upstream reach. The two reaches did not differ in macroinvertebrate total biomass. On average, taxa richness at the upstream reach was 20% higher than at the downstream reach. Ordination analysis clearly separated the samples of the two reaches in the first axis and corroborated the effect of the point source on the benthic community. The two reaches followed a similar temporal pattern with respect to the distribution of taxa along the second axis. Higher similarities between the two reaches in taxa composition, densities and biomass after the spates of April and May 2002, suggest that flooding events may act as a reset mechanism for benthic communities and play an important role in stream restoration.The two reaches did not differ in standing stocks of periphyton, vascular plants, CPOM and FPOM. Chlorophyll a, filamentous algae, mosses, and SPOM concentrations were increased by the point source. Relative density of shredders was reduced at the downstream reach, whereas gatherers and filterers were enhanced. Relative biomass of shredders decreased below the point source as well, but gatherers diminished and predators increased. The relationships between density of functional feeding groups and their presumed food resources were rarely significant. The relation between consumers and their food resources was best explained through macroinvertebrate biomass. The two reaches had the same relationship for scrapers, gatherers, and filterers, but differed for shredders and predators.Macroinvertebrate density and biomass were positively correlated with food resources and complexity of habitat architecture while taxa richness was negatively correlated with hydraulic parameters. Inorganic substrate exerted a lesser influence on macroinvertebrate distribution. Ordination analysis revealed that the microhabitat variables of major relevance at the two reaches were CPOM, chlorophyll a, filamentous algae, and maximum water velocity. Sand coverage was only retained at the upstream reach and moss, at the downstream reach. The number of significant correlations between macroinvertebrates and microhabitat variables was higher at the upstream reach than at the downstream reach mainly because of higher taxa richness. Macroinvertebrate biomass provided similar information to that obtained from density in our study case.Periphyton and mosses had similar nutrient contents in the two reaches. The %C and %N filamentous algae was also similar in the two reaches, but %P below the point source was two times higher than that at the upstream reach. Stoichiometric ratios for CPOM, FPOM, and SPOM decreased considerably below the point source. Elemental contents and ratios were highly variable among macroinvertebrate taxa but did not differ significantly between the two reaches, indicating homeostatic regulation. Dipterans, caddisflies, and mayflies had similar elemental contents and stoichiometry, whereas C and N were lower in mollusks and P in beetles. Predators had the higher C and N contents, while %P was higher in filterers and lower in scrapers. Elemental imbalances between consumers and resources were amended at the downstream reach relative to the upstream reach. Macroinvertebrates represented, on average, relatively low nutrient storage in the ecosystem. At the upstream reach, autochthonous production represented the major input of nutrients into the ecosystem food web, whereas the major source of P for heterotrophic production at the downstream reach was represented by allochthonous inputs.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Michelli Carolina Ferronato.pdf: 725223 bytes, checksum: b229eec1bf9717c15bc56d484e0aa987 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Ecoregion is an area that has the same physiographic characteristics (climate, geology, soil altitude, characteristics and land cover, vegetation) in a given region. This study aims to investigate the differences of the macroinvertebrate community in two ecoregions different of Paraná. Specifically we aim to answer: i) the physiographic characteristics of each ecoregion influence the structure and attributes of the benthic macroinvertebrate community? ii) What physiographic characteristics influence on the community? iii) The classification of functional groups is similar among ecoregions? iv) It is possible to identify groups indicators for each ecoregion? Macroinvertebrates were collected in two ecoregions of Paraná, 6 rivers in each ecoregion located in two protected areas (State Park Guartelá (PEG) and Iguaçu National Park (PNI)). To collect biological, used a collector type Hand-net, in addition, physical and chemical samples of the water were measured (pH, dissolved oxygen, altitude, water temperature, alkalinity, hardness, total nitrogen and total phosphorus) and analysis of the substrate. As a result, the ANOVA showed no significant differences between the ecoregions as attributes, however, the structure was different according to the PCA. Functional groups had the same composition, but with different percentages for each ecoregion. The indicator taxa of PEG were Baetidae, Aeshnidae, Coenagrionidae, Chironomidae and Ceratopogonidae and for the PNI, the indicator taxa were Leptohyphidae, Caenidae, Perlidae, Pleidae and Psephenidae. Thus, we conclude that the ecoregions were different as macroinvertebrate community structure due to the influence of the physical environment. / Ecorregião é uma área que possui as mesmas características fisiográficas (clima, geologia, solos, altitude e características de cobertura do solo, vegetação) em uma determinada região. Este estudo tem por objetivo verificar as diferenças da comunidade de macroinvertebrados em duas ecorregiões do Paraná. Especificamente objetiva-se responder: i) As características fisiográficas de cada ecorregião influenciam na estrutura e atributos da comunidade de macroinvertebrados bentônicos? ii) Quais características fisiográficas exercem influência sobre a comunidade? iii) A classificação dos grupos funcionais é semelhante entre as ecorregiões? iv) É possível identificar grupos indicadores para cada ecorregião? Foram coletados macroinvertebrados em duas ecorregiões do Paraná, sendo 6 rios em cada ecorregião localizados em duas Unidades de Conservação (Parque Estadual do Guartelá (PEG) e Parque Nacional do Iguaçu (PNI)). Para a coleta biológica, utilizou-se um coletor do tipo Hand-net, além disso, amostras físicas e químicas da água foram mensuradas (pH, oxigênio dissolvido, altitude, temperatura da água, alcalinidade, dureza, nitrogênio total e fósforo total) e análise do substrato. Como resultados, a ANOVA não mostrou diferenças significativas entre as ecorregiões quanto aos atributos, porém, a estrutura foi diferente segundo a PCA. Os grupos funcionais tiveram a mesma composição, porém com porcentagens diferenciadas para cada ecorregião. Os táxons indicadores do PEG foram Baetidae, Aeshnidae, Coenagrionidae, Chironomidae e Ceratopogonidae e para o PNI, os táxons indicadores foram Leptohyphidae, Caenidae, Perlidae, Pleidae e Psephenidae. Desta forma, concluímos que as ecorregiões foram diferentes quanto a estrutura da comunidade de macroinvertebrados devido a influencia das condições físicas do ambiente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda de A Gurski.pdf: 1608576 bytes, checksum: 475c7482fe1de32140a798e3ebb23954 (MD5) Previous issue date: 2011-08-12 / The heterogeneity of substrate in streams promotes the colonization and diversity of benthic organisms. Among them, Chironomidae larvae are one of the most abundant in aquatic ecosystems. This study aimed at determining the composition, richness, diversity and the existence of distribution patterns of Chironomidae larvae in different microhabitats of preserved streams of Atlantic Forest. Samplings were performed in February and August 2010, with a Surber-type sampler. The environmental variables analyzed were not significantly different between sampled streams, but the taxonomic richness of Chironomidae larvae was distinct between the microhabitats. In the total, 6,429 Chironomidae larvae were identified and classified into 96 taxa belonging to the subfamilies Chironominae, Tanypodinae and Ortocladiinae. The analyses of density, richness, evenness and diversity, in relation to the months, sites and microhabitats, have pointed out statistically significant differences in the larval distribution for the different microhabitats. Among them, the highest richness was observed in the deposits of litter, and the highest number of exclusive species took place in the pool regions. Thus, the composition and structure of the Chironomidae assemblage is directly related to the availability and heterogeneity of habitats in streams. / A heterogeneidade de substratos em riachos favorece a colonização e diversidade dos organismos bentônicos. Entre estes, as larvas de Chironomidae são uns dos mais abundantes em diversos ecossistemas aquáticos. Este trabalho teve como objetivo determinar a composição, a riqueza, a diversidade e a existência de padrões na distribuição de larvas de Chironomidae, em diferentes microhabitats de riachos preservados da Mata Atlântica. As coletas foram realizadas em fevereiro e agosto de 2010, com um amostrador tipo Surber. As variáveis ambientais analisadas não foram significativamente diferentes entre os riachos amostrados, porém a riqueza taxonômica de larvas de Chironomidae foi distinta entre os microhabitats. Foram identificadas 6.469 larvas de Chironomidae distribuídas em 96 táxons pertencentes às subfamílias Chironominae, Tanypodinae e Ortocladiinae. As análises de densidade, riqueza, equitabilidade e diversidade desta assembleia em relação aos meses, pontos e microhabitats indicaram diferenças, estatisticamente significativas, na distribuição das larvas apenas para os diferentes microhabitats. Entre eles, a maior riqueza foi observada nos depósitos de folhiços e os maiores números de espécies exclusivas ocorreram nas regiões de remansos. Assim, a composição e estrutura da assembleia de Chironomidae está diretamente relacionada à disponibilidade e à heterogeneidade de habitats em riachos.