RESUMEN
Abstract: Benthic macroinvertebrates Functional Feeding Group (FFG) have been used to determine aquatic assemblage dynamics and as a biomonitoring tool. The main goals of this study were to assess the effects of stream variables on the abundance and richness of FFGs and evaluate ecosystem attributes (FFG ratios) as a tool to assess ecological conditions of Atlantic Rainforest streams. We sampled 146 sites with different impairment conditions in Rio de Janeiro, Brazil. Richness was significantly different among impairment conditions for all FFGs. Mixed-effect models show that aquatic macroinvertebrate FFGs differed in their responses to abiotic variables for abundance and richness. Also, they were reduced in the impaired sites when compared to intermediate and reference sites. The FFG ratio indicated significant differences along the impairment gradient. The FFG ratio analysis was shown to be a fast and cheap tool that can be used for monitoring aquatic ecosystems in the Atlantic Forest biome. However, further studies are required to calibrate the method specifically for the Atlantic Forest region.
Resumo: Os Grupos Funcionais de Alimentação (GFA) são utilizados para determinar a dinâmica da comunidade de macroinvertebrados bentônicos e como uma ferramenta de biomonitoramento. Os principais objetivos deste estudo foram: avaliar os efeitos de variáveis de riacho na abundância e riqueza de GFAs e os atributos do ecossistema (razão GFA) como uma ferramenta para avaliar as condições ecológicas dos córregos da Mata Atlântica. Foram amostrados 146 locais com diferentes condições de impacto no Rio de Janeiro, Brasil. A riqueza foi significativamente diferente com as condições de impacto entre todos os GFA. Os modelos de efeito misto mostraram que os GFA diferiam em suas respostas às variáveis abióticas quanto à abundância e riqueza. Além disso, eles diferem nas áreas impactadas quando comparados as áreas intermediária e de referência. A razão de GFA encontrou diferenças significativas ao longo do gradiente de impacto. A análise da razão de GFA evidenciou-se uma ferramenta rápida e barata, com potencial para ser utilizada no monitoramento de ecossistemas aquáticos no bioma Mata Atlântica. No entanto, mais estudos serão necessários para calibrar o método especificamente para a região da Mata Atlântica.
RESUMEN
Abstract: Multimetric Indices (MMIs) have been widely applied for ecological assessment in freshwater ecosystems. Most MMIs face difficulties when scaling up from small spatial scales because larger scales usually encompass great environmental variability. Covariance of anthropogenic pressures with natural environmental gradients can be a confounding factor in assessing biologic responses to anthropogenic pressures. This study presents the development and validation of a predictive multimetric index to assess the ecological condition of Atlantic Forest wadeable streams using benthic macroinvertebrates. To do so, we sampled 158 sites for the index development. We adjusted each biological metric to natural variation through multiple regression analyses (stepwise-forward) and considered that the residual distribution describes the metric variation in the absence of natural environmental influence. For metric selection we considered normal distribution, variation explained by the models, redundancy between metrics and sensitivity to differentiate reference from impaired sites. We selected five metrics to the final index: total richness, %MOLD, %Coleoptera, EPT richness and Chironomidae abundance. The residuals were transformed into probabilities and the final index was obtained through the mean of these probabilities. This index performed well in discriminating the impairment gradient and it showed a high correlation (r = 0.85, p <0.001) with a specific index developed for a particular basin indicating a similar sensitivity. This index can be used to assess wadeable streams ecological condition in Atlantic Forest biome, so we believe that this type of approach represents an important step towards the application of biomonitoring tools in Brazil.
Resumo: Índices Multimétricos (MMIs) são ferramentas amplamente aplicadas ao monitoramento ecológico de ecossistemas aquáticos continentais. A maior dificuldade na utilização dos MMIs em amplas escalas espaciais consiste no aumento da variabilidade ambiental associado ao aumento da escala. A covariância entre os impactos antropogênicos e o gradiente ambiental natural pode atuar como fator de confusão, dificultando a avaliação das respostas biológicas às pressões antropogênicas. Este estudo consiste no desenvolvimento e validação de um índice multimétrico preditivo para avaliar a condição ecológica de riachos vadeáveis da Mata Atlântica, utilizando macroinvertebrados bentônicos. Todas as métricas biológicas foram ajustadas a variação natural através da análise de regressão múltipla ("stepwise-forward") e a distribuição dos resíduos foi utilizada para descrever variação de cada métrica na ausência de gradiente ambiental natural. Para a seleção das métricas foram considerados critérios de normalidade da distribuição, variação explicada pelos modelos, redundância entre métricas e sensibilidade para diferenciar gradiente de impacto. Foram selecionadas cinco métricas para compor o índice final: riqueza total, %MOLD (Mollusca+Diptera), %Coleoptera, riqueza de EPT (Ephemeroptera+Plecoptera+Trichoptera) e abundância de Chironomidae. Os resíduos das métricas selecionadas foram transformados em probabilidades e o valor final do índice foi obtido através da média dessas probabilidades. O índice teve ótimo desempenho em discriminar o gradiente de impacto e mostrou alta correlação (r = 0.85, p <0.001) com um índice desenvolvido especificamente para uma das bacias, indicando sensibilidade similar. O índice desenvolvido nesse trabalho pode ser utilizado em todo o estado do Rio de Janeiro e acreditamos que este tipo de abordagem constitui uma contribuição importante para o desenvolvimento e implementação de um programa de monitoramento biológico no Brasil.
