Effects of insect and decapod exclusion and leaf litter species identity on breakdown rates in a tropical headwater stream

ABSTRACT

High species richness of tropical riparian trees influences the diversity of organic detritus entering streams, creating temporal variability in litter quantity and quality. We examined the influence of species of riparian plants and macroinvertebrate exclusion on leaf-litter breakdown in a headwater stream in the Luquillo Mountains of Puerto Rico. Leaf litter of Dacryodes excelsa (Burseraceae), Guarea guidonia (Meliaceae), Cecropia scheberiana (Moraceae), Manilkara bidentata (Sapotaceae), and Prestoea acuminata (Palmae) were incubated in litter bags in a pool of Quebrada Prieta. Fine mesh bags were used to exclude macroinvertebrates during leaf breakdown, and coarse mesh bags allowed access to decapod crustaceans (juvenile shrimps and crabs) and aquatic insects (mainly mayflies, chironomids, and caddisflies). D. excelsa and G. guidonia (in coarse- and fine-mesh bags) had significantly higher breakdown rates than C. scheberiana, M. bidentata, and P. acuminata. Breakdown rates were significantly faster in coarse-mesh bag treatments for all leaf types, thus indicating a positive contribution of macroinvertebrates in leaf litter breakdown in this headwater stream. After 42 days of incubation, densities of total invertebrates, mayflies and caddisflies, were higher in bags with D. excelsa and G. guidonia, and lower in P. acuminata, C. scheberiana y M. bidentata. Decay rates were positively correlated to insect densities. Our study highlights the importance of leaf identity and macroinvertebrate exclusion on the process of leaf litter breakdown in tropical headwater streams. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 2) 143-154. Epub 2014 April 01.

RESUMEN

La gran variedad de especies vegetales junto a los ríos tropicales afecta la diversidad de detritos orgánicos que llegan a los arroyos, creando variaciones temporales en cantidad y calidad de hojarasca. Examinamos la influencia de las especies vegetales y de la exclusión de macroinvertebrados sobre la descomposición de hojarasca en la parte alta de un arroyo en las montañas Luquillo de Puerto Rico. Incubamos hojarasca de Dacryodes excelsa (Burseraceae), Guarea guidonia (Meliaceae), Cecropia scheberiana (Moraceae), Manilkara bidentata (Sapotaceae) y Prestoea acuminata (Palmae) en bolsas descomposición que colocamos en una poza de Quebrada Prieta. Usamos bolsas de malla fina para excluir los macroinvertebrados y de malla gruesa para permitir la entrada a crustáceos decápodos (camarones y cangrejos jóvenes) e insectos acuáticos (principalmente efemerópteros, quironómidos y tricópteros). D. excelsa y G. guidonia (en ambos tipos de malla) tuvieron tasas de descomposición más altas que C. scheberiana, M. bidentata y P. acuminata. La descomposición fue más rápida para todas las especies de hoja con la malla gruesa, resaltando el papel de los descomponedores en este hábitat. Tras 42 días de esta incubación, las densidades totales de invertebrados, efemerópteros y tricópteros fueron mayores en las bolsas con hojas de D. excelsa y G. guidonia, e inferiores en P. acuminata, C. scheberiana y M. bidentata. A mayor densidad de insectos hubo mayor tasa de descomposición. Nuestros resultados indican la importancia de la especie de las hojas y de la presencia de macroinvertebrados en el proceso de descomposición de hojarasca en partes altas de arroyos tropicales.