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Populações de várias espécies de insetos aquáticos e outros invertebrados respondem a inundações e secas de cursos de água devido à seca de diferentes maneiras que podem ser antecipadas, de acordo com um novo estudo conduzido pela Penn State que empregou um novo método para avaliar a estabilidade dos ecossistemas de riachos.
À medida que a frequência e a magnitude das inundações e secas aumentam devido às mudanças climáticas, é necessária uma compreensão abrangente da estabilidade dos ecossistemas dos riachos em resposta a esses distúrbios, de acordo com o pesquisador principal Daniel Allen, professor assistente de ecologia aquática na Penn State’s College of Agricultural. Ciências.
Ele explicou que a estrutura de estabilidade dimensional empregada nesta pesquisa é uma abordagem inovadora na qual várias métricas de estabilidade são analisadas, mas raramente tem sido usada em estudos observacionais de longo prazo de ecossistemas naturais. Neste estudo, os pesquisadores aplicaram essa estrutura a um conjunto de dados de longo prazo de macroinvertebrados de um riacho intermitente do deserto sujeito a frequentes distúrbios hidrológicos.
Eles encontraram ampla variação na estabilidade ao longo do tempo entre as populações de invertebrados e que distúrbios de monção amplamente variados eram mais importantes do que distúrbios de inverno mais consistentes em influenciar as métricas individuais de estabilidade da população.
A pesquisa se concentrou em Sycamore Creek, no Arizona, um dos riachos desérticos mais amplamente estudados do mundo. Ele drena uma bacia hidrográfica montanhosa de 164 milhas quadradas, com um medidor de fluxo no Deserto de Sonora. A área tem um clima semi-árido e quente. A maior parte da precipitação ocorre durante as estações de inverno (dezembro a março) ou monções (julho a setembro). Sycamore Creek é propenso a inundações repentinas; porém, em alguns anos a vazão do córrego diminui bastante, chegando a secar.
Macroinvertebrados bentônicos foram amostrados em Sycamore Creek ao longo de 35 anos, de 1985-1999 e 2010-2019. Ambos os períodos de amostragem usaram o mesmo local. As amostras foram coletadas usando uma sonda de sedimento de leito de rio a cerca de 4 polegadas de profundidade em cinco locais ao longo de um trecho de cascalho com mais de 325 pés de comprimento. As amostras foram coadas em rede de malha fina no campo, onde foram identificados organismos de 18 grupos taxonômicos.
Com Sycamore Creek, há um longo registro de como esses organismos respondem às inundações de inverno, que são previsíveis no sentido de que ocorrem todo inverno, mas variam de ano para ano em magnitude, observou Allen. Em alguns anos, ocorreram grandes inundações, enquanto em outros anos ocorreram inundações fracas – permitindo aos pesquisadores observar como a magnitude dessas inundações afetou a estabilidade das diferentes populações de invertebrados.
“Mas o que é realmente interessante é que, além das inundações de inverno, também pudemos analisar o impacto nos invertebrados da outra estação chuvosa – a monção de verão”, disse Allen, que é pesquisador afiliado aos Institutos de Penn State of Energia e Meio Ambiente. “E descobrimos que a monção de verão é mais impactante do que as inundações de inverno”.
Em descobertas recentemente publicadas em Cartas de Limnologia e Oceanografia, os pesquisadores relataram o destino dos invertebrados aquáticos em Sycamore Creek com base na estrutura de estabilidade dimensional que utilizaram. As populações de espécies de invertebrados aquáticos diferiram nas métricas de estabilidade da seguinte forma:
Alguns grupos taxonómicos como os Chironomidae (mosquitos não picadores) são muito resistentes, pelo que a cheia e a seca não reduzem muito a sua abundância. Outros taxa foram muito resilientes, o que significa que as populações são derrubadas após uma perturbação, mas crescem rapidamente, como Fallceon (azeitonas de asas azuis na família das efeméridas chamadas Baetidae) e Oligochaeta (vermes aquáticos).
Algumas populações simplesmente não mudaram muito ao longo do tempo e foram invariantes, como alguns Coleoptera (besouros). Finalmente, alguns táxons como Hydropsychidae (moscas giratórias líquidas) e Tipuloidea (moscas grous) foram os melhores na recuperação de uma perturbação, o que significa que eles foram tipicamente capazes de voltar às abundâncias anteriores à perturbação.
“Essas espécies estão respondendo a distúrbios de maneiras diferentes”, disse Allen. “Alguns são resistentes aos distúrbios. Algumas populações são derrubadas muito baixo, mas são capazes de se recuperar muito rapidamente depois. em risco ecológico”.
Os regimes de perturbação estão se transformando rapidamente devido às mudanças climáticas, aumentando a magnitude e a frequência das inundações e secas, acrescentou Allen. “Então, precisamos saber como os organismos estão respondendo aos distúrbios e como será a comunidade de invertebrados aquáticos em 20, 30 ou 50 anos.”
Contribuindo para a pesquisa foram: Brian Gill, Escola de Recursos Naturais e Meio Ambiente, Universidade do Arizona; Anya Metcalfe, Pesquisa Geológica dos EUA, Centro de Ciências Biológicas do Sudoeste, Centro de Pesquisa e Monitoramento do Grand Canyon, Flagstaff, Arizona; Sophia Bonjour, Divisão de Biologia, Kansas State University; Scott Starr, Departamento de Biologia, Hampden-Sydney College, Virgínia; Junna Wang, Departamento de Ciência e Política Ambiental, Universidade da Califórnia, Davis; Diana Valentin, Escola da Terra e Sustentabilidade, Northern Arizona University; e Nancy Grimm, Escola de Ciências da Vida, Arizona State University.
A pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation.
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