Atualmente a maior ameaça à integridade de ecossistemas aquáticos reside nas ações antrópicas, que através de alterações na cobertura vegetal ripária, atingem todos os compartimentos dos sistemas lóticos, alterando a estrutura física, química e biológica do rio e os padrões de ligação entre ecossistemas terrestres e aquáticos. A importância dos macroinvertebrados fragmentadores ainda não é bem conhecida nos trópicos. Eles podem contribuir para a decomposição de folhas em córregos, que é um processo fundamental para o fluxo de energia em rios de pequeno porte. Os processos de decomposição e produção secundária de macroinvertebrados aquáticos nos ecossistemas lóticos são intimamente relacionados com o aporte da vegetação terrestre, e podem ser sensíveis às alterações na cobertura vegetal ripária. Os objetivos desse estudo foram avaliar: (a) quais mudanças o desmatamento pode causar nos parâmetros físicos e químicos de rios; (b) os efeitos do desmatamento sobre a estrutura da comunidade de macroinvertebrados bentônicos associados às folhas, (c) nos processos ecossistêmicos, como decomposição foliar e produção secundária, e (d) a associação entre produção secundária de fragmentadores e decomposição foliar. O estudo foi realizado em 27 locais distribuídos em quatro córregos (7-8 locais por rio) de segunda-terceira ordem e que apresentavam um gradiente de desmatamento. Para estimar a taxa de decomposição, cinco pacotes de folha foram imersos em cada um dos pontos. Um pacote de folha foi retirado de cada ponto após 2, 7, 15 e 28 dias de imersão. O quinto pacote de folha foi retirado no 37 dia de imersão para as estimativas de produção secundária, biodiversidade e a diversidade funcional de insetos aquáticos. As concentrações de amônio aumentaram e a riqueza de espécies de insetos aquáticos e de EPTs (Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera) dos pacotes de folhas diminuíram com o aumento do desmatamento. As taxas de decomposição diminuíram com o aumento do desmatamento. Os dados sugerem que a perda de vegetação ripária pela conversão em agropecuária teve impacto em parâmetros químicos e bióticos, tanto na estrutura da comunidade de macroinvertebrados quanto no funcionamento do ecossistema. Concluímos que a restauração e preservação da mata ripária deve ser um foco central das estratégias de gestão de ecossistemas lóticos para assegurar que os processos ecossistêmicos e a estrutura das comunidades em bacias hidrográficas estejam agindo como provedores dos serviços ambientais esperados. / Currently the biggest threat to the integrity of aquatic ecosystems lies in human actions, which through changes in riparian vegetation, reach all compartments of river systems by changing the physical structure, chemical and biological river and connecting patterns between terrestrial ecosystems and water. Macroinvertebrate shredders importance is not well known in the tropics. They can contribute to leaf decomposition in streams, which is a fundamental process for energy flow in small rivers. Leaf decomposition and aquatic macroinvertebrates secondary production processes in stream ecosystems are closely related to the contribution of terrestrial vegetation, and may be sensitive to changes in riparian vegetation. The objectives of this study were to assess: (a) what changes deforestation can cause the physical and chemical parameters of rivers; (B) the effects of deforestation on benthic macroinvertebrate community structure associated with leaves, (c) the effects of deforestation in ecosystem processes such as leaf decomposition and secondary production, and (d) the association between shredders secondary production and leaf decomposition. The study was conducted in 27 sites distributed in four streams (7-8 sites per river) from second to third order that had deforestation gradient. To estimate decomposition rates five leaf packs were immersed in each of the points. A leaf pack was removed from each after 2, 7, 15 and 28 days of immersion. The fifth leaf pack was removed on the 37th day of immersion to estimates of secondary production, biodiversity and functional diversity of aquatic insects. The ammonium concentrations increased and species richness of aquatic insects and EPT (Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera) of leaf packs decreased with increase of deforestation. The decomposition rates decreased with increasing deforestation. The data suggest that the loss of riparian vegetation in the agricultural conversion impacted chemical and biotic parameters in both macroinvertebrate community structure and the functioning of the ecosystem. We conclude that the restoration and preservation of riparian vegetation must be a central focus of stream ecosystems management strategies to ensure that ecosystem processes and community structure in river basins are acting as providers of the expected environmental services.

Os riachos em trechos de cabeceira são fontes importantes de água, sedimento e biota, apresentam baixa produtividade primária autóctone e são fortemente influenciados pela vegetação ripária, pois nesses trechos, a energia básica para sustentação das comunidades é proveniente do input de matéria orgânica particulada alóctone. Portanto, o desmatamento e o uso inadequado do solo afetam negativamente as condições dos riachos, o que é considerado umas das principais causas de degradação ambiental em países em desenvolvimento. Uma avaliação rápida da qualidade do habitat físico pode prover uma idéia geral das condições dos riachos e detectar alterações antrópicas de maneira rápida, fácil e de baixo custo. A combinação desta ferramenta com a avaliação de outros fatores físicos, químicos e biológicos, especialmente, a composição das assembléias de macroinvertebrados bentônicos, é essencial para o desenvolvimento de estratégias de monitoramento nesses ecossistemas. O objetivo geral do presente estudo foi identificar as principais alterações antrópicas sobre os riachos da APA Embu Verde e selecionar aqueles que apresentaram melhores condições de habitat para a fauna bentônica, a fim de conhecer a composição dessas assembléias e sua relação com o habitat. Para atender os objetivos, primeiramente foram avaliados 23 sítios amostrais, por meio de um Protocolo de Avaliação de Habitat e algumas variáveis relevantes. A partir daí, foram selecionados 4 riachos com base, prioritariamente, na semelhança das características do entorno, pequena variação no nível de degradação ambiental e potencialidade de oferta de habitats para os macroinvertebrados. Procedeu-se, então, à avaliação da vegetação ripária, do canal dos riachos e dos tipos de substratos para melhor compreensão da relação dos macroinvertebrados com o meio físico. A principal alteração antrópica na APA Embu Verde é o desmatamento da vegetação ripária natural, sendo evidenciados indícios de efeitos negativos sobre os riachos, como erosão nas margens e deposição de sedimentos finos. As variáveis que melhor explicaram a variação da fauna estão relacionadas ao porte do riacho, energia cinética de suas águas e aos tipos de substrato. Este último foi determinante para a composição das assembléias de macroinvertebrados bentônicos, pois estas variaram mais entre os tipos de substratos do que entre os sítios amostrais. A família Chironomidae foi dominante em todos os sítios e tipos de substratos. A diversidade e riqueza de família aumentaram com a estabilidade dos substratos inorgânicos / Headwater streams are relevant suppliers of water, sediment, and biota. They support low autochthonous primary productivity and suffer strong influence from riparian vegetation as in these streams the basic energy for communities maintenance has its origin in the allochthonous particulate organic matter. Hence, deforestation and inadequate soil use negatively affect stream conditions, being among the main causes of environmental degradation in developing nations. A rapid assessment of the physical habitat quality can provide a general idea about stream conditions and detect anthropic changes in a rapid, easy and low cost manner. The combination of this tool with the assessment of other physical, chemical and biological features, especially the benthic macroinvertebrate assemblage composition, is essential to the development of monitoring strategies in those ecosystems. The general aim of this study was to identify the main anthropic changes on streams of Environmental Protection Area Embu Verde and to select those with better habitat conditions for benthic fauna. So it would be possible to know the assemblages composition and its relation with the habitat. First we evaluated 23 sampling sites using a Habitat Assessment Protocol and some relevant variables. Therewith we selected four streams, grounded primarily on the similarity of the surroundings features, little variation on the environmental degradation level and potential of habitats to macroinvertebrates. Then we made an assessment of stream riparian vegetation and substrate types to improve the understanding of the relation between macroinvertebrates and the physical environment. The major anthropic change in the sampling area is the deforestation of the natural riparian cover, and we observed evidences of its negative effects on streams, as bank erosion and fine sediment deposition. Variables that better explained fauna variations are related to the stream size, water kinetic energy and substrate types. Substrate was determinant to the composition of benthic macroinvertebrate assemblages as these ones variate more with the substrates types than with the sampling sites. Chironomidae dominated in all the sampling sites and substrate types. Family diversity and richness increased with the stability of inorganic substrates

Tropical forests are under continual threat due to deforestation and forest fragmentation processes which are driven by the economic activities growth, mainly agriculture. Replacing forest with other land uses can cause severe impacts on river water quality, altering its physical, chemical and biological characteristics. The Atlantic Forest, in particular, had its original vegetation cover reduced to about 11%, wherein the crop lands expansion and urban sprawl still threatening this important ecosystem and the ecosystem services that it provides. In this sense, the main objective of this study was to investigate the relation between forest cover and water quality of tropical agricultural watersheds. For that, six experimental watersheds with different percentage of forest cover were selected in the Sarapuí River watershed, State of São Paulo, Brazil. Water samples were collected during a hydrologic year to obtain water quality parameters that represent impacts induced by anthropic activities. According to the percentage of forest cover, the watersheds were denominated as \"forested\", when they presented more than 55% of forest cover, and \"degraded\", with less than 35%. Multivariate statistical models were applied to identify differences between these two groups. In a second moment, the relation of land use/land cover within the watershed and within its respective riparian zone, represented in this study by the Permanent Preservation Areas (PPA), with water quality was compared through mixed models and redundancy analysis to identify the main factors that influenced water quality variability. Lastly, a watershed simulation modeling was applied to verify the impact of riparian forest restoration on water quality of the Sarapuí River watershed, wherein each experimental watershed was represented by a sub-watershed in the model. The results showed that the degraded watersheds presented higher values of solids, turbidity, nutrients and coliforms, besides presenting greater temporal data variability compared to forested watersheds. This variation is associated with the stream flow changes during the year. In general, forest cover was related to good water quality, while agriculture and urban areas were responsible for the water quality degradation. Pasture presented mixed impacts, but it was not generally correlated with poor water quality. The water quality parameters responded differently to the influence of land-use/land-cover patterns in the watershed and riparian zone, but the overall water quality is better explained by the landscape composition within the watershed. Nevertheless, the watershed simulation indicated that PPA restoration reduces the sediment and nutrients loading into the river. Thus, it is possible to conclude that tropical forest plays a fundamental role in the water resources conservation, reducing impacts of human activities in watersheds and the watershed management with forest restoration strategies for the entire watershed is critical for the maintenance of water quality to water supply, despite the importance of the riparian zone. / As florestas tropicais estão sob constante ameaça devido ao processo de desmatamento e fragmentação florestal impulsionado pelo crescimento das atividades econômicas, em especial, a agricultura. A substituição de áreas florestadas por outros usos do solo pode causar impactos severos na qualidade da água de rios, alterando suas características físicas, químicas e biológicas. A Mata Atlântica, em especial, teve sua cobertura original reduzida a cerca de 11%, sendo que a expansão de terras cultiváveis e urbanização ainda ameaçam esse importante ecossistema e os serviços ecossistêmicos prestados por ele. Nesse sentido, este estudo propôs investigar a relação da cobertura florestal com a qualidade da água de microbacias agrícolas tropicais. Para tanto, foram selecionadas seis microbacias experimentais com diferentes porcentagens de cobertura florestal na bacia do rio Sarapuí, Estado de São Paulo, Brasil, onde foram feitas coletas de amostras de água por um ano hidrológico para a obtenção de parâmetros que representassem alterações na água induzidas por atividades antrópicas. Inicialmente as microbacias foram classificadas em \"florestadas\" e \"degradadas\", e modelos estatísticos multivariados foram aplicados para identificar diferenças entre os grupos. Em um segundo momento comparou-se a relação do uso e cobertura do solo na microbacia e na Área de Preservação Permanente (APP) com a qualidade da água utilizando-se modelos mistos e análise de redundância para identificar os principais fatores que influenciam a variabilidade da qualidade da água. Por último foi gerado um modelo hidrológico para simular o impacto da restauração da floresta ripária na qualidade da água da bacia do rio Sarapuí onde cada microbacia experimental desse estudo foi representada por uma sub-bacia do modelo. Os resultados mostram que as microbacias degradadas apresentam valores maiores de sólidos, turbidez, nutrientes e coliformes. Além disso, apresentam maior variabilidade temporal dos dados em relação às microbacias florestadas associada às alterações da vazão do rio. Em geral, a cobertura florestal foi relacionada à boa qualidade da água, enquanto que agricultura e ocupação urbana foram os usos do solo responsáveis pela degradação da qualidade da água. O uso pastagem apresentou impactos mistos, porém no geral não foi correlacionado à qualidade da água ruim. Os parâmetros de qualidade da água responderam de forma diferente quanto à influência dos padrões de uso e cobertura do solo na microbacia e na APP, porém, considerando-se todos parâmetros em conjunto, a qualidade da água é melhor explicada pela composição da paisagem da microbacia. Ainda assim, a simulação do modelo indicou que a restauração das APPs reduz a carga de sedimentos e nutrientes para o rio. Com isso, conclui-se que a floresta tropical tem papel fundamental na conservação dos recursos hídricos, reduzindo impactos das atividades humanas exercidas nas microbacias e que, apesar da importância das APPs na redução de poluentes para o rio, o manejo de bacias com estratégias de restauração florestal para toda a microbacia é extremamente importante para a manutenção da qualidade da água para abastecimento.

Made available in DSpace on 2015-03-05T16:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 26 / Nenhuma / Este estudo foi realizado em dez fragmentos de floresta ripária localizados no sul do Brasil (30°09’S, 51°36’W; 46 m de altitude). Entre as dez florestas ripárias selecionadas, cinco estavam circundadas por pastejo de gado e as outras cinco estavam circundadas por plantações de eucalipto. Foi avaliada a sustentabilidade de Campomanesia rhombea, Diospyros inconstans, Myrciaria cuspidata e Sebastiania commersoniana através de análises da estrutura de tamanho, as quais foram realizadas em duas escalas. Em escala local, foram consideradas as populações presentes nos fragmentos circundados por pastejo de gado ou por plantações de eucalipto e, em escala regional considerou-se também áreas florestais maiores, tomadas como referência (Inventário Florestal Contínuo do Rio Grande do Sul). Em escala local, nas populações presentes em fragmentos circundados por plantações de eucalipto, prevaleceram indivíduos de pequenas classes de tamanho, e em áreas expostas ao pastejo de gado, as mesmas espécies apresentaram uma falha / This studied was carried in ten riparian forest fragments located southern Brazil. Of the ten riparian forests selected for study, five were embedded in pasturelands and five in eucalyptus plantations. We assessed the population sustentability of Campomanesia rhombea, Diospyros incontans, Myrciaria cuspidata and Sebastiania commersoniana through analyses of size structure, which were carried out at two scales. At a local scale, we consider populations in fragments surrounded by pastures or eucalyptus forest plantations, and at a regional scale we also consider larger forest tracts taken as reference areas (Rio Grande do Sul Forest Inventory databank). At local scale, the populations in fragments embedded by eucalyptus plantations prevailed small size classes individuals, and in areas exposed to cattle ranching, the same species seem to have a recurring failure of small individuals. Regional analyses included only established individuals with DBH > 1.6 cm. In this scale, populations in fragments surrounded by

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-05-18T12:06:00Z No. of bitstreams: 1 padroes_estruturais.pdf: 1608201 bytes, checksum: 202eac1edefaff08f88aa686d56f9c59 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-18T12:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 padroes_estruturais.pdf: 1608201 bytes, checksum: 202eac1edefaff08f88aa686d56f9c59 (MD5) Previous issue date: 2011 / Nenhuma / Fatores topográficos afetam as comunidades vegetais em diferentes escalas espaciais agindo como filtros para a distribuição e abundância das espécies. Essa influência é proeminente em ecossistemas montanos. No sul do Brasil as encostas íngremes dos rios da bacia hidrográfica do rio Pelotas abrigam importantes remanescentes florestais montanos, apesar da pressão antrópica histórica exercida pela extração madeireira, agropecuária, silvicultura e nas últimas décadas, principalmente pela exploração hidrelétrica. O represamento de rios é um dos mais proeminentes impactos aos ecossistemas de água doce, com reflexos sobre a vegetação ripária. A construção de reservatórios hidrelétricos em rios montanos com vales estreitos como aqueles da bacia hidrográfica do rio Pelotas causa a elevação artificial do nível e do lençol freático podendo afetar a vegetação ripária situada acima do novo nível dos rios. Portanto são esperadas diferenças estruturais entre florestas de encosta que margeiam reservatórios hidrelétricos e áreas controle. Este estudo foi desenvolvido em florestas de encosta de três tributários do rio Pelotas, em Campo Belo do Sul, SC. Foram instaladas 90 unidades amostrais (0,9 ha) em encostas que margeiam o reservatório da UHE Barra Grande e em encostas controle. Foram amostradas todas as árvores e arbustos vivos com DAP ≥ 5 cm. O desenho amostral permitiu comparar a heterogeneidade topográfica, a estrutura florestal e a composição de espécies (separadamente) entre rios, e em cada um deles o tratamento efeito da barragem através de análises de variância uni e multivariadas. Também foi utilizada uma análise de espécies indicadoras para determinar as espécies mais afins a cada encosta. A riqueza de espécies foi comparada por meio de curvas de rarefação baseadas na amostra. Neste trabalho foi utilizado o conceito de número efetivo de espécies (diversidade verdadeira) para calcular a diversidade de árvores. Foram amostradas 1233 árvores de 87 espécies e 40 famílias. As análises estatísticas revelaram heterogeneidade topográfica entre as encostas, que se refletiu na estrutura florestal e na composição de espécies. Essas diferenças também foram observadas em cada um dos rios para o tratamento efeito da barragem. Riqueza e diversidade de espécies se mostraram relativamente homogêneas. Os resultados corroboram o papel da heterogeneidade ambiental na estruturação das comunidades. As diferenças estruturais e em composição de espécies observadas para o tratamento efeito da barragem sugerem efeitos sobre a vegetação. Por outro lado, múltiplos fatores podem ter relações causais com essas diferenças, e, portanto, são necessários estudos complementares. / Plant communities are affected by topography in different spatial scales, acting as an environmental filter to species distribution and abundance. This influence is prominent in montane ecosystems. In southern Brazil, steep slopes of the Pelotas river watershed has important montane forest remnants, despite the pressure exerted by anthropic historical logging, agriculture, forestry, and in recent decades, hydroelectric exploitation. The damming of rivers is one of the most prominent impacts on freshwater ecosystems, with impacts on the riparian vegetation. The hydroelectric reservoir construction in a montane river with narrow valleys like those of the Pelotas river watershed causes the artificial increase of river water level and the groundwater affecting the riparian vegetation located above the new level of rivers. So, are expected structural differences between slope forest bordering Barra Grande hydroelectric reservoir and control areas. This study was carried out in slope forests of the three tributaries of Pelotas river in Campo Belo do Sul, SC. Were installed 90 sample plots (0.9 ha) on slope forests bordering the reservoir and control areas. We sampled all trees and shrubs alive with DBH ≥ 5 cm. The sample design allowed us to compare topography, forest structure and species composition (separately) between rivers, and the effect of the dam treatment through univariate and multivariate analysis of variance. It was also used an indicator species analysis to determine indicator species to each slope. Species richness was compared using rarefaction curves based on the sample. In this study we used the concept of effective number of species (true diversity) to calculate trees diversity. We sampled 1233 trees of 87 species and 40 families. Statistical analysis revealed topographic heterogeneity among the slopes, which was reflected in forest structure and species composition. These differences were also observed in each of the rivers for the effect of the dam treatment. Richness and true diversity proved relatively homogeneous. Our results support the role of environmental heterogeneity on forest communities. The forest structure and species composition differences observed for the effect of the dam treatment suggest effects on vegetation. On the other hand, multiple factors may have causal relationships with these differences, and therefore further studies are needed.

Os ecossistemas aquáticos são afetados por processos que ocorrem em escalas finas (locais) e amplas (regionais). Os processos locais incluem, por exemplo, filtros ambientais e interações interespecíficas, enquanto que os regionais abrangem principalmente questões relacionadas à dispersão de indivíduos. O entendimento de como esses processos atuam sobre comunidades, populações e interações em peixes de riachos é fundamental para a conservação dos ecossistemas aquáticos, pois permite predizer as consequências de alterações antrópicas e fornece subsídios para ações de manejo e políticas de conservação. Na presente tese, eu desenvolvi cinco estudos em distintas escalas espaciais. Cada um é apresentado em capítulos distintos. Nos capítulos 1 e 2, eu abordei questões relacionadas à compreensão de como alterações antrópicas feitas em distintas escalas espaciais influenciam as diversidades alfa e beta de comunidades de peixes de riachos. No capítulo 3, eu procurei entender como processos previstos na teoria de metacomunidades influenciam mudanças temporais na composição e abundâncias de espécies em comunidades locais. No capítulo 4, eu estudei como os impactos antrópicos levam a alterações no papel trófico e no intestino de populações de uma espécie generalista e persistente. Por fim, no capítulo 5, eu usei uma abordagem de aninhamento, desenvolvida inicialmente na Ecologia de Comunidades, para avaliar a ocupação de larvas de uma espécie de quironomídeo (Diptera) sobre o corpo de seu hospedeiro (uma espécie de peixe da família Loricaridae). / Aquatic ecosystems are influenced by processes that occur at fine (local) and broad (regional) scales. Local processes include, for example, environmental filters and interspecific interactions, whereas regional processes encompass mainly questions regarding individual dispersion. Knowledge on how these processes affect communities, populations and interactions in stream fish is essential for conservation of aquatic ecosystems, as it allows predicting consequences of human-alterations and provides subsidy for management actions and conservation policies. In this dissertation, I developed five studies using distinct spatial scales. I presented each one in a separate chapter. In the 1st and 2nd chapters, I addressed questions concerned with the understanding of how human alterations at different spatial scales influence alpha and beta diversity of stream fish communities. In the 3rd chapter I looked for understanding how processes predicted in metacommunity theory influence mid- to long-term changes in composition and species abundances of local communities. In the 4th chapter, I studied how anthropic impact drives modification in the trophic role and intestine of a generalist and persistent fish species. Lastly, in the 5th chapter, I employed nestedness approach previously developed for Community Ecology to evaluate occupation of chironomid species larvae (Diptera) on the body of its host (an armored catfish species of the family Loricariidae).

Os processos hidrológicos afetam os processos biogeoquímicos, pois o movimento da água nos vários compartimentos do agroecossistema promove a redistribuição dos nutrientes, como o nitrogênio (N) e o carbono orgânico dissolvido (COD). O carreamento desse N e COD nos corpos hídricos se dão, normalmente, via escoamento superficial trazendo implicações negativas à sua qualidade. Em culturas anuais, como a cana-de-açúcar, há exigência de grande quantidade de fertilizantes inorgânicos e orgânicos que têm o N e o COD como os principais elementos. A floresta ripária desempenha funções relacionadas à geração do escoamento direto em microbacia e a retenção de nutrientes. Este trabalho tem como objetivo realizar o balanço hídrico e determinar o fluxo de N e COD em duas microbacias com cobertura de cana-de-açúcar, sendo que, uma microbacia apresenta floresta ripária próxima ao riacho em conformidade com a legislação vigente (Cana com floresta ripária - CCF) e a outra não apresenta floresta ripária nessas condições (Cana sem floresta ripária - CSF). Para tanto as microbacias foram instrumentalizadas para medir e coletar simultaneamente dados hidrológicos e amostras de chuva (entradas) e dos riachos (saídas) para análises de N e COD. As vertentes estudadas nas microbacias foram subdivididas em três porções: inferior, intermediária e superior, sendo que a primeira, na microbacia CCF encontra-se exclusivamente em floresta ripária. O monitoramento hidrológico ocorreu semanalmente no primeiro ano de estudo, e quinzenalmente no segundo. Já o monitoramento biogeoquímico das entradas e saídas ocorreu semanalmente. Para realizar o balanço de massa foram computadas as entradas via fertilizantes inorgânicos e orgânicos na cultura. A precipitação foi de 1200 mm no primeiro ano de estudo e 1350 mm no segundo, sendo cerca de 80% das mesmas de baixa intensidade (0-5 mm h-1). A interceptação foi de aproximadamente 25% da precipitação tanto pela cana-de-açúcar quanto pela floresta ripária. Os resultados de Ksat na área de cana-de-açúcar apontaram para a existência de camadas de impedimento próxima à superfície e como consequência os coeficientes de escoamento superficial foram superiores a outros usos do solo encontrados na literatura, bem como em relação à floresta ripária. Com isso, o fluxo direto representou cerca de 40% do deflúvio. A microbacia CCF não apresentou maior eficácia na diminuição do fluxo direto como era esperado, possivelmente, devido aos canais preferenciais gerados pelo lançamento pontual de água dos terraços. Os fluxos de entrada naturais de NID, NOD e COD nas microbacias foram relativamente baixos, sendo a principal via os fertilizantes (acima de 95%). As saídas desses elementos e compostos também foram baixas denotando que, possivelmente, as saídas dos mesmos nas microbacias se dão via queima pré-corte, ocorrida no primeiro ano de estudo, biomassa coletada e desnitrificação. Há evidências do papel da floresta ripária, presente em maior extensão na microbacia CCF, na diminuição do fluxo de N e COD dissolvidos nos riachos / Hydrological processes affect biogeochemical processes, because the movement of water in many compartments of the agroecossystem promotes elements redistribution. The transport of nitrogen (N) and dissolved organic carbon (DOC) in streams occur generally through runoff bringing negative implications for their water quality. Annual crops, such as sugarcane, require large amounts of inorganic and organic fertilizers that present N and DOC in their composition. Riparian forests play important roles related to quickflow generation and nutrient retention. These forests might maintain water quality in watersheds. In the present study, we determined the water balance and the fluxes of N and DOC in two watersheds covered by sugarcane. The first watershed presented riparian forest next to the creek in accordance with Brazilian legislation (CCF), and other watershed presented no riparian Forest in these conditions (CSF). The watersheds were instrumented to measure and collect hydrological data simultaneously and rain samples (inputs), and the streams (outputs) for N and DOC analysis. Each slope of the watersheds was divided into three parts: downslope, middleslope and upslope. All slopes parts, except the downslope at CCF, were covered by sugarcane. Downslope part CCF was under riparian forest. The hydrological monitoring occurred on a weekly basis during the first year and biweekly in the second year. The biogeochemical monitoring occurred on a weekly basis. To accomplish the mass balance the inputs of inorganic and organic fertilizers in the plantation were also computed. In first year, the rainfall was 1200 mm and in the second was 1350 mm. Around 80% of such precipitation was low intensity (0-5 mm h-1). The interception loss was approximately 25% of the rainfall either by sugarcane as the riparian forest. The Ksat results in the area of sugarcane showed the existence of impeding layers near the surface and consequently the overland flow coefficients were higher than other land uses available in the literature as well as in relation to riparian forest area. Thus, quickflow represented about 40% of the streamflow. The watershed CCF was not more effective in reducing the quickflow as expected, possibly due to preferential channels caused by the punctual release of water from the terraces. The natural input of NID, NOD and DOC in the watersheds were relatively low, with the fertilizers as the main source (above 95%). The outputs of these elements and compounds were also low denoting that the main outputs occur potentially by sugarcane pre-harvest burning, occurred in the first year, biomass harvested and denitrification process. However, there is evidence of the role of riparian forest, present to a greater extent in the watershed CCF, decreasing the output of N and DOC dissolved in streams

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / According to the River Continuum Concept, in small rivers, corresponding to ~ 80% of river basins, the main energy source for the trophic chain is the material produced in riparian zones, especially leaves. This material goes through the process of decomposition, which is responsible for the nutrients cycling and maintenance of aquatic communities. In this context, the objective of this study is to investigate the effects of physical, chemical and physiological traits of plant species on microbial activity and fragmentation, and as a consequence on decomposition rates. In the first chapter we investigated the activity of Phylloicus fragmentation in relation to food resources with different leaf traits. We found that the shredders have their food activity stimulated by substrate with less amount of lignin, which facilitates fungus conditioning and promotes the palatability of the detritus. In the second chapter, we investigated the feeding preference and assimilation of C3 and C4 carbon by Phylloicus and Aegla longirostri. We found that the shredders consume more the C4 species, but do not alter its isotopic signature and the intense activity of the hyphomycetes in the leaves C4 stimulated the consumption by the shredders. In the third chapter we investigated the effect of nutrient enrichment on soil and water on leaf nutritional quality and decomposition rates. We showed that the fertilized trees promoted leaves more nutritious than leaves of unfertilized trees. In addition, we found that the effect of nutrient enrichment on water was stronger than the nutrient enrichment of leaves in the decomposition process. Within the three chapters, we verified that the activities of the shredders and fungi are influenced by the characteristics of the leaves and are related to the riparian vegetation, especially by C3 carbon. We verified that the structural compounds are determinant for the microbial colonization and consequently for the fragmentation and litter decomposition. We also verified that the enrichment of nutrients in the water may be more important for the process of leaf decomposition than the nutrients in the leaves. / De acordo com a teoria do Contínuo Fluvial, nos pequenos rios florestados, que correspondem a ~80% das bacias hidrográficas, a principal fonte de energia para a cadeia trófica é o material produzido nas zonas ripárias, especialmente folhas. Este material passa pelo processo de decomposição, que é responsável pela ciclagem de nutrientes e manutenção das comunidades aquáticas. Neste contexto, o objetivo deste estudo é investigar os efeitos dos traços físicos, químicos e fisiológicos das espécies vegetais na atividade de microrganismos e invertebrados decompositores, e como consequência nas taxas de decomposição. No primeiro capítulo investigamos a atividade de fragmentação de Phylloicus frente a recursos alimentares com características foliares diferentes. Nós constatamos que os fragmentadores têm sua atividade alimentar estimulada por substrato com menor quantidade de lignina, o que facilita o condicionamento por fungos e promove a palatabilidade do detrito. No segundo capítulo, investigamos a preferência alimentar e assimilação C3 e C4 por Phylloicus e Aegla longirostri. Constatamos que os fragmentadores consomem mais a espécie C4, porém não alteram sua assinatura isotópica. E a intensa atividade dos hifomicetos nas folhas C4 estimulou o maior consumo pelos fragmentadores. No terceiro capítulo investigamos o efeito do enriquecimento de nutrientes no solo e na água na qualidade nutricional das folhas e nas taxas de decomposição. Evidenciamos que as plantas fertilizadas geraram folhas mais nutritivas que as não fertilizadas. Além disso, averiguamos que o efeito do aumento de nutrientes na água foi mais forte do que o efeito de nutrientes das folhas no processo de decomposição. Com os três capítulos verificamos que as atividades dos fragmentadores e fungos são influenciadas pelas características das folhas e estão relacionadas com a vegetação ripária, especialmente por carbono C3. Constatamos que os compostos estruturais são determinantes para a colonização microbiana e por consequência para a fragmentação e decomposição foliar. Verificamos também que o enriquecimento de nutrientes na água pode ser mais importante para o processo de decomposição foliar do que os nutrientes nas folhas.

Os processos hidrológicos afetam os processos biogeoquímicos, pois o movimento da água nos vários compartimentos do agroecossistema promove a redistribuição dos nutrientes, como o nitrogênio (N) e o carbono orgânico dissolvido (COD). O carreamento desse N e COD nos corpos hídricos se dão, normalmente, via escoamento superficial trazendo implicações negativas à sua qualidade. Em culturas anuais, como a cana-de-açúcar, há exigência de grande quantidade de fertilizantes inorgânicos e orgânicos que têm o N e o COD como os principais elementos. A floresta ripária desempenha funções relacionadas à geração do escoamento direto em microbacia e a retenção de nutrientes. Este trabalho tem como objetivo realizar o balanço hídrico e determinar o fluxo de N e COD em duas microbacias com cobertura de cana-de-açúcar, sendo que, uma microbacia apresenta floresta ripária próxima ao riacho em conformidade com a legislação vigente (Cana com floresta ripária - CCF) e a outra não apresenta floresta ripária nessas condições (Cana sem floresta ripária - CSF). Para tanto as microbacias foram instrumentalizadas para medir e coletar simultaneamente dados hidrológicos e amostras de chuva (entradas) e dos riachos (saídas) para análises de N e COD. As vertentes estudadas nas microbacias foram subdivididas em três porções: inferior, intermediária e superior, sendo que a primeira, na microbacia CCF encontra-se exclusivamente em floresta ripária. O monitoramento hidrológico ocorreu semanalmente no primeiro ano de estudo, e quinzenalmente no segundo. Já o monitoramento biogeoquímico das entradas e saídas ocorreu semanalmente. Para realizar o balanço de massa foram computadas as entradas via fertilizantes inorgânicos e orgânicos na cultura. A precipitação foi de 1200 mm no primeiro ano de estudo e 1350 mm no segundo, sendo cerca de 80% das mesmas de baixa intensidade (0-5 mm h-1). A interceptação foi de aproximadamente 25% da precipitação tanto pela cana-de-açúcar quanto pela floresta ripária. Os resultados de Ksat na área de cana-de-açúcar apontaram para a existência de camadas de impedimento próxima à superfície e como consequência os coeficientes de escoamento superficial foram superiores a outros usos do solo encontrados na literatura, bem como em relação à floresta ripária. Com isso, o fluxo direto representou cerca de 40% do deflúvio. A microbacia CCF não apresentou maior eficácia na diminuição do fluxo direto como era esperado, possivelmente, devido aos canais preferenciais gerados pelo lançamento pontual de água dos terraços. Os fluxos de entrada naturais de NID, NOD e COD nas microbacias foram relativamente baixos, sendo a principal via os fertilizantes (acima de 95%). As saídas desses elementos e compostos também foram baixas denotando que, possivelmente, as saídas dos mesmos nas microbacias se dão via queima pré-corte, ocorrida no primeiro ano de estudo, biomassa coletada e desnitrificação. Há evidências do papel da floresta ripária, presente em maior extensão na microbacia CCF, na diminuição do fluxo de N e COD dissolvidos nos riachos / Hydrological processes affect biogeochemical processes, because the movement of water in many compartments of the agroecossystem promotes elements redistribution. The transport of nitrogen (N) and dissolved organic carbon (DOC) in streams occur generally through runoff bringing negative implications for their water quality. Annual crops, such as sugarcane, require large amounts of inorganic and organic fertilizers that present N and DOC in their composition. Riparian forests play important roles related to quickflow generation and nutrient retention. These forests might maintain water quality in watersheds. In the present study, we determined the water balance and the fluxes of N and DOC in two watersheds covered by sugarcane. The first watershed presented riparian forest next to the creek in accordance with Brazilian legislation (CCF), and other watershed presented no riparian Forest in these conditions (CSF). The watersheds were instrumented to measure and collect hydrological data simultaneously and rain samples (inputs), and the streams (outputs) for N and DOC analysis. Each slope of the watersheds was divided into three parts: downslope, middleslope and upslope. All slopes parts, except the downslope at CCF, were covered by sugarcane. Downslope part CCF was under riparian forest. The hydrological monitoring occurred on a weekly basis during the first year and biweekly in the second year. The biogeochemical monitoring occurred on a weekly basis. To accomplish the mass balance the inputs of inorganic and organic fertilizers in the plantation were also computed. In first year, the rainfall was 1200 mm and in the second was 1350 mm. Around 80% of such precipitation was low intensity (0-5 mm h-1). The interception loss was approximately 25% of the rainfall either by sugarcane as the riparian forest. The Ksat results in the area of sugarcane showed the existence of impeding layers near the surface and consequently the overland flow coefficients were higher than other land uses available in the literature as well as in relation to riparian forest area. Thus, quickflow represented about 40% of the streamflow. The watershed CCF was not more effective in reducing the quickflow as expected, possibly due to preferential channels caused by the punctual release of water from the terraces. The natural input of NID, NOD and DOC in the watersheds were relatively low, with the fertilizers as the main source (above 95%). The outputs of these elements and compounds were also low denoting that the main outputs occur potentially by sugarcane pre-harvest burning, occurred in the first year, biomass harvested and denitrification process. However, there is evidence of the role of riparian forest, present to a greater extent in the watershed CCF, decreasing the output of N and DOC dissolved in streams

Os riachos em trechos de cabeceira são fontes importantes de água, sedimento e biota, apresentam baixa produtividade primária autóctone e são fortemente influenciados pela vegetação ripária, pois nesses trechos, a energia básica para sustentação das comunidades é proveniente do input de matéria orgânica particulada alóctone. Portanto, o desmatamento e o uso inadequado do solo afetam negativamente as condições dos riachos, o que é considerado umas das principais causas de degradação ambiental em países em desenvolvimento. Uma avaliação rápida da qualidade do habitat físico pode prover uma idéia geral das condições dos riachos e detectar alterações antrópicas de maneira rápida, fácil e de baixo custo. A combinação desta ferramenta com a avaliação de outros fatores físicos, químicos e biológicos, especialmente, a composição das assembléias de macroinvertebrados bentônicos, é essencial para o desenvolvimento de estratégias de monitoramento nesses ecossistemas. O objetivo geral do presente estudo foi identificar as principais alterações antrópicas sobre os riachos da APA Embu Verde e selecionar aqueles que apresentaram melhores condições de habitat para a fauna bentônica, a fim de conhecer a composição dessas assembléias e sua relação com o habitat. Para atender os objetivos, primeiramente foram avaliados 23 sítios amostrais, por meio de um Protocolo de Avaliação de Habitat e algumas variáveis relevantes. A partir daí, foram selecionados 4 riachos com base, prioritariamente, na semelhança das características do entorno, pequena variação no nível de degradação ambiental e potencialidade de oferta de habitats para os macroinvertebrados. Procedeu-se, então, à avaliação da vegetação ripária, do canal dos riachos e dos tipos de substratos para melhor compreensão da relação dos macroinvertebrados com o meio físico. A principal alteração antrópica na APA Embu Verde é o desmatamento da vegetação ripária natural, sendo evidenciados indícios de efeitos negativos sobre os riachos, como erosão nas margens e deposição de sedimentos finos. As variáveis que melhor explicaram a variação da fauna estão relacionadas ao porte do riacho, energia cinética de suas águas e aos tipos de substrato. Este último foi determinante para a composição das assembléias de macroinvertebrados bentônicos, pois estas variaram mais entre os tipos de substratos do que entre os sítios amostrais. A família Chironomidae foi dominante em todos os sítios e tipos de substratos. A diversidade e riqueza de família aumentaram com a estabilidade dos substratos inorgânicos / Headwater streams are relevant suppliers of water, sediment, and biota. They support low autochthonous primary productivity and suffer strong influence from riparian vegetation as in these streams the basic energy for communities maintenance has its origin in the allochthonous particulate organic matter. Hence, deforestation and inadequate soil use negatively affect stream conditions, being among the main causes of environmental degradation in developing nations. A rapid assessment of the physical habitat quality can provide a general idea about stream conditions and detect anthropic changes in a rapid, easy and low cost manner. The combination of this tool with the assessment of other physical, chemical and biological features, especially the benthic macroinvertebrate assemblage composition, is essential to the development of monitoring strategies in those ecosystems. The general aim of this study was to identify the main anthropic changes on streams of Environmental Protection Area Embu Verde and to select those with better habitat conditions for benthic fauna. So it would be possible to know the assemblages composition and its relation with the habitat. First we evaluated 23 sampling sites using a Habitat Assessment Protocol and some relevant variables. Therewith we selected four streams, grounded primarily on the similarity of the surroundings features, little variation on the environmental degradation level and potential of habitats to macroinvertebrates. Then we made an assessment of stream riparian vegetation and substrate types to improve the understanding of the relation between macroinvertebrates and the physical environment. The major anthropic change in the sampling area is the deforestation of the natural riparian cover, and we observed evidences of its negative effects on streams, as bank erosion and fine sediment deposition. Variables that better explained fauna variations are related to the stream size, water kinetic energy and substrate types. Substrate was determinant to the composition of benthic macroinvertebrate assemblages as these ones variate more with the substrates types than with the sampling sites. Chironomidae dominated in all the sampling sites and substrate types. Family diversity and richness increased with the stability of inorganic substrates