Taxonomic and functional turnover of Amazonian stream fish assemblages is determined by deforestation history and environmental variables at multiple scales

ABSTRACT

High rates of deforestation, either in the past or the present, affect many of the ecological processes in streams. Integrating deforestation history and the current landscape structure enhances the evaluation of ecological effects of land-use change. This is especially true when contemporary landscape conditions are similar but the temporal path to those conditions differs. One approach that has shown promise for evaluating biodiversity responses over time and space is the β-diversity partitioning, which combines taxonomic and functional trait-based approaches. We tested hypotheses related to stream fish assemblages' turnover in watersheds with different environmental conditions and deforestation histories. We sampled fish from 75 watersheds in the Machado River basin, Brazil, and environmental factors were quantified at multiple scales. Taxonomic turnover was higher than expected by chance, whereas functional turnover was lower than expected by the observed taxonomic turnover, indicating that deterministic processes are structuring these assemblages. The turnover, and the environmental factors differed among watersheds with different deforestation histories. Besides being scale-dependent, turnover patterns are also likely dependent on land use dynamics and involve time-lags.(AU)

RESUMO

Altas taxas de desmatamento, seja no passado ou no presente, afetam muitos processos ecológicos em riachos. Integrar o histórico do desmatamento à estrutura atual da paisagem melhora a avaliação dos efeitos ecológicos da mudança do uso do solo. Isto é especialmente verdadeiro quando as condições da paisagem contemporânea são semelhantes, mas seguiram trajetórias distintas. Uma abordagem promissora para avaliar as respostas da biodiversidade ao longo do tempo e espaço é a partição da diversidade-β, que combina abordagens taxonômica e funcional. Testamos hipóteses relacionadas à substituição das assembleias de peixes de riachos em microbacias com diferentes condições ambientais e histórias de desmatamento. Amostramos 75 microbacias na bacia do rio Machado, fatores ambientais foram quantificados em múltiplas escalas. A substituição taxonômica foi maior do que esperada pelo acaso, enquanto a substituição funcional foi menor do que o esperado pela substituição taxonômica, indicando que as assembleias são estruturadas por processos determinísticos. As substituições e fatores ambientais diferiram entre microbacias com históricos de desmatamento distintos. Além de serem escala-dependentes, os padrões de substituição provavelmente são dependentes da dinâmica do uso do solo, envolvendo defasagem temporal.(AU)