• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.41.2022.tde-06122022-170021
Documento
Autor
Nome completo
Bruna Borella Querido
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2022
Orientador
Banca examinadora
Schiesari, Luís César (Presidente)
Taniwaki, Ricardo Hideo
Huszar, Vera Lucia de Moraes
Silva, Luciane Fontana da
Título em português
Intensificação do uso da terra e a homogeneização de comunidades biológicas: uma abordagem experimental
Palavras-chave em português
Agroquímicos
Comunidades
Diversidade funcional
Diversidade taxonômica
Fitoplâncton
Homogeneização
Uso da terra
Resumo em português
Homogeneização biótica é o processo no qual comunidades biológicas tornam-se mais semelhantes entre si ao longo do espaço ou tempo, e pode ocorrer através do compartilhamento de características taxonômicas, funcionais, filogenéticas e/ou genéticas. Os mecanismos responsáveis por tal homogeneização são: introdução de espécies exóticas, extinção de espécies nativas e alterações de habitats. Uma das maiores ameaças a ambientes aquáticos é intensificação do uso da terra, que pode promover a simplificação do habitat, aumentar a entrada de nutrientes (e.g., N e P), reduzir o sombreamento aumentando, assim a temperatura da água e diminuindo o oxigênio dissolvido e o input de matéria orgânica (MO) natural. O input antropogênico de nutrientes, através do uso de fertilizantes e poluentes atmosféricos, excede o de fontes naturais, causando consequências na qualidade da água e em ecossistemas aquáticos, e proporcionando o estabelecimento de apenas algumas espécies entre os ambientes eutróficos. No Brasil, os dois maiores tipos de uso do solo encontrados são as pastagens (20% do território) e plantações de cana-de-açúcar (3° maior área de plantio). O manejo de agroquímicos é um dos pilares da agricultura e grande causador de perda de riqueza de espécies. Estima-se que comunidades de água doce têm sofrido taxas de extinção cinco vezes maiores do que terrestres. Produtores primários são de suma importância para estruturação de comunidades. Em ambientes aquáticos, os principais produtores primários são o fitoplâncton e o bacterioplâncton. Os fatores físicos determinantes para a composição e taxa de reprodução do fitoplâncton são o pH, nutrientes limitantes, CO2, luz e condutividade, fatores estes que são alterados devido à intensificação e manejo da terra. Apesar de cada grupo requerer condições específicas ambientais para crescimento e reprodução, é necessário levar em conta também a complexidade espacial e temporal. Estudos mostram que, mesmo quando a diversidade α apresenta aumento ou estabilização, a composição da comunidade (diversidade β) permanece em constante mudança. A análise das diversidades taxonômica e funcional oferece uma ferramenta única de entendimento de processos ecológicos que estruturam as comunidades em gradientes ambientais ou em escalas espaciais, que não é possível de ser alcançada ao se utilizar somente uma estratégia de análise de diversidade. Uma abordagem que vem sido amplamente utilizada para avaliar os impactos de agroquímicos nos ecossistemas é o uso de microcosmos experimentais, pois possuem uma abordagem prática e simples. Tais estudos são ferramentas úteis para simular condições que ocorrem em todos os ecossistemas, acompanhar a sucessão das comunidades, prever o grau de impacto do aporte excessivo de nutrientes e de agroquímicos, entre outros. Um experimento foi realizado, a fim de testar empiricamente os impactos da intensificação do uso da terra em comunidades fitoplanctônicas. Para tanto, um setup de 48 caixas foi instalado em quatro tratamentos de simulação de intensificação variados, e agrupadas em trincas (metacomunidades), em Brotas (São Paulo). Os manejos e coletas foram realizados durante aproximadamente 3 meses, e diversos compostos, manipulados. As coletas de nutrientes, fitoplâncton, pesticidas e parâmetros foram realizados 1 semana após cada etapa de manejo. As análises quanti e qualitativas do fitoplâncton foram feitas com auxílio de um microscópio invertido. As espécies foram classificadas de acordo com sua taxonomia e também de acordo com os Grupos Funcionais de Reynolds. Análises de ANOVA, PCA, nMDS, diversidade beta, foram feitas com auxílio do programa R. Foram encontradas 72 espécies de algas fitoplanctônicas, agrupadas em 21 grupos funcionais. O processo de intensificação do uso da terra teve como consequência impactos pronunciados nas condições físico-químicas, onde foram observados menores valores de nutrientes, pH e turbidez em condições de manejo menos intensas. O uso da terra e as práticas de manejo são conhecidas por afetarem as propriedades do solo e influenciarem a MO dissolvida. O manejo do sistema experimental também acarretou em impactos nas comunidades biológicas, tanto na perspectiva de diversidade taxonômica quanto funcional, tendo sido encontrado um efeito de intensificação na homogeneização biótica. Este padrão, no entanto, não foi encontrado para todas as análises. O resultado encontrado, porém, foi inverso ao hipotetizado, ou seja, foram encontradas maiores taxas de homogeneização nos tratamentos menos manejados. Também foi encontrado uma relação positiva entre diversidade taxonômica e diversidade ambiental para dados de abundância. Quando em sistemas naturais, os impactos de manejo podem atuar tanto de forma direta nas comunidades como modo indireto, seja causando alterações no ambiente, seja modulando outros níveis tróficos. Não foram encontradas relações entre condições ambientais e diversidade beta, o que leva a crer que não houve impacto indireto das comunidades por alterações ambientais.
Título em inglês
Land-use intensification and the biological communities homogenization: an experimental approach
Palavras-chave em inglês
Agrochemicals
Communities
Functional diversity
Homogenization
Land-use intensification
Phytoplankton
Taxonomic diversity
Resumo em inglês
Biological homogenization is the process in which biological communities become similar between themselves as time goes by, and can happen through the sharing of taxomic, functional, phylogenetic and/or genetic characteristics. The mechanisms responsable for such homogenization are: Exotic species being introduced, native species extinctions and habitat changes. One of the greatest dangers to aquatic environments is the growing land use intensification, which can promote habitat simplification, enlargen nutrient entry (e.g, N and P), reducing shading, thus increasing water's temperature and deminishing the oxigen dissolved and the input of natural organic matter (MO). The input anthropogenic of nutrients, through the usage of fertilizers and atmosferic pollutents exceeds the ones from natural sources, causing consequences in water quality and aquatic ecosystems, and the setteling of a few species in the eutrophic environment. In Brazil, the two most popular land use are pastures (20% of national territory) and sugar cane plantations (Third largest area of plantation). Agrochemical usage is one of agriculture's pillars and a big reason of species diversity loss. It is estimated that fresh water communities have suffered five times larger extinction rates than land communities. Primary producers are necessary for the communities structure. When in aquatic environments, the main primary producers are phytoplankton and bacterioplankton. Determinant physical factors for the composition and reproducing rate of phytoplankton are the pH, limited nutrients, CO2, light and conductivity, factors that are changed due to the land use intensification. Although each group requires specific environmental conditions for growth and reprodution, it's also necessary take under consideration spacial and temporal complexity. Studies show that, even though diversity α show growth or stabilization, the composition of comunity (diversity β) mantain constant change. The analysis of the taxonomic and functional diversities gives a unique tool of understanding the ecological processes that structures the communities in environmental gradients or spacial scales, which is not possible to be reached when using only one analysis strategy of diversity. One approach that has been largely used to evaluate agrochemical impacts at ecosystems is the usage of experimental microcosms, for having a practical and simple approach. Such studies are useful tools to simulate conditions that occur in all ecosystems, follow the succession of communities, forsee the degree of impact of excessive contribution of nutrients and agrochemicals, among others. An experiment was done to test empirically the impacts of intensification of land usage for phytoplankton communities. For that, a setup of forty-eight boxes were installed in four simulations of various intensities of treatment, grouped by three (metacommunities), in Brotas (São Paulo). The management and collections were done for approximately three months, and many compounds were manipulated. The sampling of nutrients, phytoplankton, pesticides and parameters were done one week after each management stage. The analysis of phytoplankton, both quantitative and qualitative, were done with a inverted microscope. The species were classified accordingly to their taxonomy and also accordingly to Reynolds functional groups. Analysis of ANOVA, PCA, nMDS, beta diversity, were done using R software. Seventy-two phytoplankton algae species were found, and classified in 21 functional groups. The process of intensification of land use had pronounced impacts in the physical-chemical conditions, where there were observed less nutricious values, pH and turbidity under less intense management conditions. Land use and the practices of management are known to affect the properties of sole and influence the dissolved MO. The management of the experimental system also brought impacts in the biological communities, both in the diversity perspective and the functional diversity, having been found a effect of itensification on biotic homogenization. This pattern wasn't found for all the analysis. The obtained result, however, was inverse to the one hypothesized, that is, there were found bigger homogenization rates on the less managed treatments. There was also a positive correlation between taxonomic and environmental diversity for the abundancy data. When in natural environments, the impacts of management can act in directs and indirects forms to the communities, be it causing environmental changes, be it modulating other trophic levels. There weren't found correlations between environmental conditions and beta diversity, what leads us to believe that there wasn't direct impact on the communities from environmental changes.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
Bruna_Querido.pdf (3.94 Mbytes)
Data de Publicação
2023-03-27
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2024. Todos os direitos reservados.