The leaf breakdown of Picramnia sellowii (Picramniales: Picramniaceae) as index of anthropic disturbances in tropical streams / Decomposição de folhas de Picramnia sellowii (Picramniales: Picramniaceae) como índice de distúrbio antrópicos em riachos tropicais

Abstract There are few studies in tropical regions exploring the use of leaf breakdown process as a functional tool to assess anthropic disturbance on aquatic ecosystems. We assessed the effects of water pollution due to human activities on the leaf breakdown rate of Picramnia sellowii in streams of the southeastern Brazil. The experiment was carried out for 60 days in three reference streams and three streams impaired by organic pollution and absence of riparian vegetation. Three litter bags were incubated in each stream containing 3 ± 0.05 g of P. sellowii leaves. The reference streams presented higher values of dissolved oxygen and lower values of nutrients, turbidity, electrical conductivity, total impermeable area and water temperature. The leaf breakdown rate (k) differed significantly between the reference (k = 0.014 ± 0.003 d–1) and impaired streams (k = 0.005 ± 0.001 d–1). The leaves incubated in the reference streams contained greater fungal biomass (measured as ergosterol concentration) and abundance of invertebrates, as well as greater presence of shredders, with k values being related to the biomass of these organisms. Overall, there were clear differences between the leaf mass loss in the reference and impaired streams. These results reinforce the negative effect of urbanization on leaf breakdown and fungal and shredder biomass.

Resumo Na região tropical são escassos os estudos que exploram o uso do processo de decomposição foliar como ferramenta funcional para avaliar os efeitos das perturbações antrópicas sobre os ecossistemas aquáticos. Nosso objetivo foi avaliar os efeitos dos impactos antrópicos sobre a taxa de decomposição de Picramnia sellowii em riachos no Sudeste do Brasil. O experimento foi realizado durante 60 dias em três riachos referências e três impactados por poluição orgânica e sem cobertura vegetal. Em cada riacho foram incubados três sacos contendo 3 ± 0,05 g de folhas secas de P. sellowii. Os riachos referência apresentaram maiores concentrações de oxigênio dissolvido e menores valores de nutrientes, turbidez, condutividade elétrica, TIA (área total impermeável) e temperatura. O coeficiente de decomposição (k) diferiu entre os riachos referência (k = 0,014 ± 0,003 d–1) e os impactados (k = 0,005 ± 0,001 d–1). Nas folhas incubadas nos riachos referência foi observada maior biomassa de fungos e abundância de invertebrados, assim como a presença de fragmentadores, estando o k relacionado com a biomassa destes organismos. A decomposição se mostrou sensível para avaliar impactos antrópicos nos ecossistemas aquáticos uma vez que foram observadas nítidas diferenças entre a perda de massa foliar nos riachos referências e impactados. Estes resultados reforçam o efeito negativo da urbanização sobre a decomposição e biomassa de fungos e fragmentadores.

Nutrient addition does not enhance leaf decomposition in a Southeastern Brazilian stream (Espinhaço mountain range)

A decomposition experiment using eucalyptus leaves was carried out in a Southeastern Brazilian mountain stream located at the transition between the Cerrado and the Atlantic Forest to test whether nutrient addition increases microbial and invertebrate colonisation and accelerates breakdown rates. The results show that none of the tested variables was significantly affected by nutrient addition, despite the average increase in ATP concentrations and invertebrate colonisation observed in the fertilised leaf bags. This could mean that breakdown in the stream was already at its maximum due to the relatively high water temperature and nutrient content, or that the breakdown rate of eucalyptus leaves was too fast to allow the detection of any effects of nutrient addition. Breakdown rates of eucalyptus leaves were much faster than the values reported in literature for most species in Brazilian Cerrado streams, suggesting that the replacement of the natural vegetation by eucalyptus may affect nutrient dynamics in the region.

Um experimento de decomposição de folhas de eucalipto foi efetuado em um riacho do sudeste do Brasil, localizado na transição entre o Cerrado e a Mata Atlântica para testar se a adição de nutrientes aumenta a colonização das folhas por microrganismos e por invertebrados e se acelera a sua taxa de decomposição. Nenhuma das variáveis testadas foi significativamente afetada pela adição de nutrientes, apesar do aumento médio verificado nas concentrações de ATP e na colonização por invertebrados dos sacos contento detritos fertilizados. Isto pode significar que a decomposição no riacho já ocorria à taxa máxima devido à temperatura e concentração de nutrientes relativamente elevadas da água ou que a taxa de decomposição das folhas de eucalipto foi demasiado rápida para permitir detectar qualquer efeito da adição de nutrientes. Os coeficientes de decomposição das folhas de eucalipto (0,1127 - 0,1192 dia-1) foram mais elevados que os verificados na literatura para a maioria das espécies em riachos do Cerrado, sugerindo que o reflorestamento com eucalipto pode alterar a dinâmica dos nutrientes na região.