Decomposition of organic matter as a functional indicator for assessing the impact of multiple stressors on low-order neotropical streams
This research investigates organic matter (OM) decomposition in Neotropical low-order streams as a functional indicator to evaluate the impact of different stressors, with a particular focus on nutrient enrichment, temperature shifts, and land use conversion at different spatial scales. The research...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade de São Paulo (USP) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:teses.usp.br:tde-09062025-142139 |
| Acceso en línea: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-09062025-142139/ |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | anthropogenic pressures córregos tropicais córregos urbanos cotton strips assays ecosystem functioning enriquecimento de nutrientes ensaios de tiras de algodão funcionamento do ecossistema functional indicators indicadores funcionais nutrient enrichment pressões antropogênicas tropical streams urban streams |
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Decomposition of organic matter as a functional indicator for assessing the impact of multiple stressors on low-order neotropical streams Decomposição de matéria orgânica como um indicador funcional para avaliar o impacto de estressores multiplos em riachos neotropicais de pequena ordem |
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Decomposition of organic matter as a functional indicator for assessing the impact of multiple stressors on low-order neotropical streams Calvetty Ayllón, José Antonio anthropogenic pressures córregos tropicais córregos urbanos cotton strips assays ecosystem functioning enriquecimento de nutrientes ensaios de tiras de algodão funcionamento do ecossistema functional indicators indicadores funcionais nutrient enrichment pressões antropogênicas tropical streams urban streams |
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This research investigates organic matter (OM) decomposition in Neotropical low-order streams as a functional indicator to evaluate the impact of different stressors, with a particular focus on nutrient enrichment, temperature shifts, and land use conversion at different spatial scales. The research is based on two independent studies that address complementary aspects of stream ecosystem functioning in neotropical regions. The first study evaluated the combined effects of nutrient enrichment and increased temperature on OM decomposition in two paired sub-catchments with differing levels of anthropogenic impact. Despite similar geological, climatic, and vegetation characteristics, the impacted stream exhibited significantly higher nutrient concentrations and temperatures compared to the reference stream. Using the cotton strip assay, microbial activity associated with OM decomposition was measured over a 41-day period. The results showed that the impacted stream had faster OM decomposition rates, particularly during the initial phase, likely driven by nutrient enrichment and elevated temperatures. However, decomposition rates declined in the second half of the experimental period, suggesting that extreme environmental conditions may surpass optimal thresholds for microbial activity. In contrast, the reference stream exhibited a more linear decomposition pattern, highlighting the role of riparian vegetation in buffering temperature fluctuations and supporting ecosystem stability. The second study examined land use effects across an urbanization gradient, revealing that watershed-scale urbanization above 50% triggered nonlinear increases in nutrient concentrations and decomposition rates. Restored streams showed intermediate functional responses, demonstrating both the potential and limitations of reach-scale rehabilitation. Together, these studies provide valuable insights into the interactive effects of stressors in neotropical streams. The findings emphasize the importance of considering multiple spatial scales in conservation strategies and highlight the role of riparian vegetation in mitigating the negative impacts of human activities on aquatic ecosystems. This work contributes to the broader understanding of stream ecosystem functioning in human-modified landscapes and underscores the relevance of functional indicators in assessing the ecological health of neotropical freshwater ecosystems. |
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Decomposition of organic matter as a functional indicator for assessing the impact of multiple stressors on low-order neotropical streamsDecomposição de matéria orgânica como um indicador funcional para avaliar o impacto de estressores multiplos em riachos neotropicais de pequena ordemanthropogenic pressurescórregos tropicaiscórregos urbanoscotton strips assaysecosystem functioningenriquecimento de nutrientesensaios de tiras de algodãofuncionamento do ecossistemafunctional indicatorsindicadores funcionaisnutrient enrichmentpressões antropogênicastropical streamsurban streamsThis research investigates organic matter (OM) decomposition in Neotropical low-order streams as a functional indicator to evaluate the impact of different stressors, with a particular focus on nutrient enrichment, temperature shifts, and land use conversion at different spatial scales. The research is based on two independent studies that address complementary aspects of stream ecosystem functioning in neotropical regions. The first study evaluated the combined effects of nutrient enrichment and increased temperature on OM decomposition in two paired sub-catchments with differing levels of anthropogenic impact. Despite similar geological, climatic, and vegetation characteristics, the impacted stream exhibited significantly higher nutrient concentrations and temperatures compared to the reference stream. Using the cotton strip assay, microbial activity associated with OM decomposition was measured over a 41-day period. The results showed that the impacted stream had faster OM decomposition rates, particularly during the initial phase, likely driven by nutrient enrichment and elevated temperatures. However, decomposition rates declined in the second half of the experimental period, suggesting that extreme environmental conditions may surpass optimal thresholds for microbial activity. In contrast, the reference stream exhibited a more linear decomposition pattern, highlighting the role of riparian vegetation in buffering temperature fluctuations and supporting ecosystem stability. The second study examined land use effects across an urbanization gradient, revealing that watershed-scale urbanization above 50% triggered nonlinear increases in nutrient concentrations and decomposition rates. Restored streams showed intermediate functional responses, demonstrating both the potential and limitations of reach-scale rehabilitation. Together, these studies provide valuable insights into the interactive effects of stressors in neotropical streams. The findings emphasize the importance of considering multiple spatial scales in conservation strategies and highlight the role of riparian vegetation in mitigating the negative impacts of human activities on aquatic ecosystems. This work contributes to the broader understanding of stream ecosystem functioning in human-modified landscapes and underscores the relevance of functional indicators in assessing the ecological health of neotropical freshwater ecosystems.Este estudo investiga a decomposição de matéria orgânica (MO) em riachos neotropicais de pequena ordem como um indicador funcional para avaliar o impacto de diferentes estressores, com foco especial no enriquecimento por nutrientes, alterações de temperatura e conversão do uso do solo em diferentes escalas espaciais. A pesquisa é composta por dois estudos independentes que abordam aspectos complementares do funcionamento dos ecossistemas aquáticos em regiões neotropicais. O primeiro estudo avaliou os efeitos combinados do enriquecimento por nutrientes e do aumento da temperatura em dois riachos com diferentes níveis de impacto antrópico. Embora compartilhassem características geológicas, climáticas e de vegetação semelhantes, o riacho impactado apresentou concentrações de nutrientes e temperaturas mais elevadas. A atividade microbiana associada à decomposição da MO foi avaliada ao longo de 41 dias por meio do ensaio com tiras de algodão. Os resultados indicaram taxas de decomposição mais rápidas no riacho impactado, especialmente na fase inicial, provavelmente impulsionadas pelo excesso de nutrientes e pelas temperaturas elevadas. No entanto, as taxas diminuíram na segunda metade do experimento, sugerindo que condições ambientais extremas podem ultrapassar os limites ótimos para a atividade microbiana. Já o riacho de referência apresentou uma decomposição mais linear, destacando o papel da vegetação ripária na atenuação das variações térmicas e na manutenção da estabilidade do ecossistema. O segundo estudo examinou os efeitos do uso do solo ao longo de um gradiente de urbanização e revelou que níveis de urbanização superiores a 50% na bacia hidrográfica provocaram aumentos não lineares nas concentrações de nutrientes e nas taxas de decomposição. Riachos restaurados apresentaram respostas funcionais intermediárias, indicando tanto o potencial quanto as limitações das ações de reabilitação em escala de trecho. Em conjunto, os estudos fornecem insights relevantes sobre os efeitos interativos de múltiplos estressores em riachos neotropicais. Os resultados reforçam a importância de considerar diferentes escalas espaciais nas estratégias de conservação e destacam o papel da vegetação ripária na mitigação dos impactos antrópicos sobre os ecossistemas aquáticos. Esta pesquisa contribui para a compreensão do funcionamento dos ecossistemas lóticos em paisagens alteradas pelo homem e ressalta a utilidade dos indicadores funcionais na avaliação da integridade ecológica de ambientes de água doce em regiões tropicais.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCunha, Davi Gasparini Fernandes2025-05-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-09062025-142139/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessengCalvetty Ayllón, José Antonio2025-06-09T19:16:02Zoai:teses.usp.br:tde-09062025-142139Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-09T19:16:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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