Effectiveness of quadrat sampling on terrestrial cave fauna survey - a case study in a Neotropical cave / A eficácia do método de amostragem por quadrados em levantamentos da fauna terrestre cavernícola - um estudo de caso em uma caverna Neotropical

Quadrat sampling is a method used for a long time in plant ecology studies but only recently it has been used with focus on fauna. For the cave fauna samplings, there are rare works applying this methodology. The present study compared the methods of quadrat sampling with direct search qualitative for terrestrial cave fauna. For this, we conducted five sampling collections in a limestone cave in central Brazil. Quadrat sampling contributed with 121 exclusive species and 716 specimens and direct search qualitative method contributed with 91 exclusive species and 355 specimens. Mann-Whitney test evidenced significant differences between the two methods. We demonstrated that quadrat sampling method was slightly more efficient to analyze the species richness and much more effective to assess the abundance than the use of only direct search qualitative method, mainly considering tiny and/or cryptobiotic invertebrates (e.g., earth worms, symphylans, psocopterans, trichopterans, dipterans, small spiders, and small isopods). We recommend the association of different methods to test patterns in cave fauna, since incomplete sampling may lead to erroneous estimates and equivocated decisions about management, impact studies and cave conservation.

Amostragem por quadrados é um mé todo utilizado há muito tempo em estudos ecológicos botânicos e apenas recentemente tem sido utilizado com foco em estudos faunísticos. Para amostragens em cavernas, raros trabalhos aplicaram esta metodologia. Nosso trabalho compara o método de amostragem por quadrados com o de busca ativa qualitativa sobre a fauna cavernícola terrestre. Para tal, realizamos cinco eventos de coleta em uma caverna calcária do Brasil central. A amostragem, utilizando o método de quadrados, contribuiu com 121 espécies exclusivas e 716 espécimes. O método de busca ativa contribuiu com 91 espécies exclusivas e 355 espécimes. O teste de Mann-Whitney mostrou diferenças significativas entre os dois métodos. Demonstramos que o método de amostragem de quadrados foi sutilmente mais eficiente para acessar a riqueza de espé cies e muito mais efetivo para acessar a abundância do que apenas a utilização do método qualitativo de busca ativa, principalmente para invertebrados diminutos e/ou criptobióticos (por exemplo, vermes, sínfilos, psocópteros, tricópteros, dípteros, pequenas aranhas e pequenos isópodes). Recomendamos o uso de métodos combinados para o teste de padrões da fauna cavernícola, uma vez que amostragens incompletas podem levar a estimativas erradas e decisões equivocadas acerca de manejo, estudos de impacto e conservação de cavernas.

Land use change in the Atlantic Forest affects carbon and nitrogen sources of streams as revealed by the isotopic composition of terrestrial invertebrates / Mudanças no uso do solo na Mata Atlântica afetam fontes de carbono e nitrogênio em riachos como é revelado através da composição isotópica dos invertebrados terrestres

Terrestrial invertebrates link terrestrial systems to aquatic ones, making vegetal material produced in the watershed available to aquatic food webs. In this study, using carbon and nitrogen stable isotopes, we evaluated the importance of introduced C4 grasses as a source of carbon in aquatic food webs of headwater streams of the coastal Atlantic Forest located on the north coast of the State of São Paulo, in the southeastern region of Brazil. Terrestrial invertebrates were collected in two streams: one where the main land cover was pristine montane Atlantic Forest (forest stream) and another where the main land cover was introduced C4 forage grasses for livestock (pasture stream). The average δ13C of terrestrial invertebrates collected in the forest stream (−26.3±2.1‰) was significantly (p<0.01) smaller than the average δ13C of terrestrial invertebrates collected in the pasture stream (−15.7±4.7‰), denoting a larger contribution of C4 grasses to terrestrial invertebrates of the pasture stream. The average δ15N of terrestrial invertebrates of the forest stream (4.1±2.4‰) was significantly (p<0.01) lower than the average δ15N of terrestrial invertebrates of the pasture stream (9.5±2.7‰). The relative contribution of C3 and C4 plants to terrestrial invertebrates was estimated using SIAR. In the forest stream, the C3 contribution was on average 0.75 (0.72 minimum to 0.79 maximum), and the C4 contribution was on average 0.25 (0.21 minimum to 0.28 maximum). In the pasture stream, the C3 contribution decreased to 0.20 (0.14 minimum to 0.26 maximum), and the C4 contribution increased to 0.80 (0.74 minimum to 0.86 maximum). These results have several implications for the ecosystem functioning as well as for recent changes in environmental policies of Brazil. The lower nutritional value of C4 grasses may not only decrease invertebrate performance, but also alter the stoichiometry of several components of the aquatic food webs with potential consequence for the whole ecosystem functioning. On the public policy side, recent changes in the Brazilian Forest Act, a series of laws that regulate land cover at the property level, reduced the width of the forested riparian area with potentially dangerous consequences for aquatic ecosystems.

Os invertebrados terrestres constituem uma importante ligação entre os sistemas aquáticos e terrestres, disponibilizando o material vegetal produzido no entorno de riachos para as cadeias aquáticas. Nesse estudo, usando isótopos estáveis de carbono e nitrogênio, investigamos a introdução de plantas C4 como fonte de energia em cadeias alimentares aquáticas em riachos de cabeceira da Mata Atlântica, na costa norte do Estado de São Paulo, região sudeste do Brasil. Os invertebrados foram amostrados em dois riachos: um com cobertura de solo predominante de Floresta Atlântica Montana (riacho da floresta) e outro em que foram introduzidas gramíneas forrageiras para criação de gado (riacho da pastagem). A média dos valores de δ13C para os invertebrados terrestres coletados no riacho de floresta (−26,3±2,1‰) foi significativamente (p<0,01) menor que a média dos invertebrados coletados na pastagem (−15,7±4,7‰), indicando uma maior contribuição de C4 para os invertebrados terrestres do riacho de pastagem. A média do δ15N para os invertebrados do riacho da floresta (4,1±2,4‰) foi significativamente (p<0,01) menor do que a média dos invertebrados na pastagem (9,5±2,7‰). A contribuição relativa de plantas C3 e C4 para os invertebrados terrestres foi estimada usando SIAR. No riacho de floresta, a contribuição de C3 foi em média 0,75 (mínimo de 0,72 e máximo de 0,79) e a contribuição de C4 foi em média 0,25 (mínimo de 0,21 e máximo de 0,28). No riacho de pastagem, a contribuição C3 diminuiu para 0,20 (mínimo de 0,14 e máximo de 0,26) e a contribuição C4 aumentou para 0,80 (mínimo de 0,74 e máximo de 0,86). Esses resultados têm várias implicações para o funcionamento dos ecossistemas, bem como para as mudanças recentes nas políticas ambientais do Brasil. O baixo valor nutricional de gramíneas C4 pode não só reduzir o desempenho de invertebrados, mas também alterar a estequiometria de vários componentes das cadeias alimentares aquáticas com potencial consequência para todo o funcionamento do ecossistema. Do lado da política pública, as recentes mudanças no Código Florestal brasileiro, uma série de leis que regulam a cobertura da terra no nível da propriedade, reduziu a largura da área de floresta ripária com consequências potencialmente perigosas para os ecossistemas aquáticos.

Estratégias de sobrevivência de invertebrados terrestres em florestas inundáveis da amazônia central: uma resposta à inundação de longo período

Inundation forests in Central Amazonia and their adjacent shores are covered by several meters of flood water for 5-7 months each year, due to the monomodal periodic flood pulse of rivers. Terrestrial invertebrates have adapted to this ecosystem by evolving several survival strategies. The fauna comprises both, terricolous and arboricolous animals. Both groups include non-migrants and migrants. Migratory reaction of terricolous animals is horizontal (following the high-water line), vertical (temporal ascent to trunk or canopy of trees) or includes a temporal flight to upland forests. Non-migrants have active or dormant stages under water. The latter pass inundation in naturally available retreats, in self-made retreats or as eggs. Non-migrant arboricolous animals reproduce and live exclusively in the trunk and canopy region, whereas migrants include life stages that live on the ground as well. Characteristics and examples of species are given for each of these categories. The flood pulse is regarded as the original determinant of migration. However, most invertebrates have become sensitive to secondary, mainly abiotic factors. Only in a few species is migration still directly related to the cycle of flooding.

As florestas inundáveis na Amazônia Centrai e suas margens adjacentes sofrem alagações de vários metros de altura por 5-7 meses cada ano, devido ao pulso monomodal de inundação dos rios. Os invertebrados terrestres adaptaram-se à este ecossistema, envolvendo várias estratégias de sobrevivência. A fauna compõe-se de animais terrícolas e arborícolas. Ambos os grupos incluem não migrantes e migrantes. A reação migratória dos animais terrícolas é horizontal (à frente da linha d'água), vertical (subida temporária para troncos ou copas de árvores) ou inclui um vôo temporário para florestas de terra firme. Não migrantes têm estágios ativos ou dormentes abaixo d'agua. Os dormentes passam a inundação em abrigos disponíveis em condições naturais, em abrigos fabricados ou cm estágio de ovo. Animais arborícolas não migrantes vivem e se reproduzem exclusivamente em troncos e copas das árvores, enquanto que os migrantes tem estágios de desenvolvimento os quais vivem também no chão. São dadas as características e exemplos de espécies para cada uma destas categorias. O pulso de inundação é considerado como determinante original da migração. Entretanto, a maioria dos invertebrados se tornaram sensíveis aos ecofatores secundários, na sua maioria abióticos. Somente em algumas espécies, a migração ainda é diretamente relacionada com o pulso de inundação.