Ecoregions and stream types help us understand ecological variability in Neotropical reference streams

Abstract

Stream site classification is a fundamental step in defining reference conditions for freshwater bioassessments globally. Landscape regionalisation and stream typology approaches have both been used to determine classes that reduce inherent environmental variation and to show classes with ecological meaning. We evaluated the applicability of ecoregion and stream typology approaches in a river basin located between the Neotropical Savanna and the Atlantic Forest biomes in south-eastern Brazil. We delimited two ecoregions and assessed whether stream types within each ecoregion would further reduce environmental and macroinvertebrate assemblage variability. In addition, we determined indicator taxa for each of the reference condition classes. Our results confirm the importance of defining ecoregions a priori and for using a nested a posteriori stream typology approach for further explaining macroinvertebrate assemblage variation. Geology and natural vegetation physiognomy were the key ecoregion factors likely to influence macroinvertebrate assemblages, and stream dimension attributes best delimited meaningful stream types. Although stream classification is a very important step in any monitoring, management or restoration program, it has been widely neglected in many tropical regions. In this study we demonstrated how it can be conducted to determine macroinvertebrate assemblage potentials even with a relatively limited number of sites.

Ecoregions, climate, topography, physicochemical, or a combination of all: Which criteria are the best to define river types based on abiotic variables and macroinvertebrates in neotropical rivers?

“…In addition, identifying the most relevant abiotic (physical) variables that allow defining different river types is essential to establish the reference conditions and assess the ecological quality of these water bodies (Pardo et al 2012). The ecological classification of freshwater ecosystems into water body types has been extensively tested in North America and Europe, but this issue has only recently been studied in other continents, such as Asia (Kim et al, 2017;Cai et al, 2019) Journal Pre-proof J o u r n a l P r e -p r o o f and South America (Martins et al, 2017;Agra et al, 2018;Pero et al, 2019;Gonzalez-Trujillo et al, 2019). In South America there is a lack of a common regional, legal or management framework to classify and assess the water bodies of the continent, which is fundamental for bio-monitoring processes that are urgently needed considering the increasing pressure over our fluvial ecosystems (IPBES, 2018;Albert et al 2020).…”

Paisagens Fluviais E Peixes De Riacho: Uma Introdução Aos Dados, Unidades Espaciais De Análise E Classificação

“…Por exemplo, podese usar as ecorregiões aquáticas (Abell et al 2008) e ecorregiões terrestres (Olson et al 2001) para estabelecer critérios de distribuição, inclusão e exclusão de sítios amostrais (Figura 1). Essas classificações geográficas amplas, embora possuam limitações (Melles et al 2014), podem ser utilizadas em conjunto para se alcançar uma caracterização regional adequada, para identificar unidades de paisagem de interesse e para reduzir a variabilidade nos dados (Martins et al 2018, Agra et al 2019. No Brasil, podese usar classificações ecorregionais de escala global (Olson et al 2001;Abell et al 2008), porém sua aplicabilidade é restrita devido à ausência de subdivisões ecorregionais mais finas.…”

“…No Brasil, podese usar classificações ecorregionais de escala global (Olson et al 2001;Abell et al 2008), porém sua aplicabilidade é restrita devido à ausência de subdivisões ecorregionais mais finas. Alternativamente, delineamentos ecorregionais podem ser obtidos ad-hoc, especificamente para regiões de interesse, produzindo bons resultados (Agra et al 2019). Por exemplo, Martins et al (2018) delinearam ecorregiões para sua área de estudo, com base em altitude, litologia e uso e cobertura da terra, e as utilizaram para seleção dos locais de amostragem, reduzindo a variabilidade ambiental e biológica entre sítios de referência.…”

“…Classificações multifatoriais podem reproduzir tipologias de unidades espaciais e podem ser obtidas por sobreposição do mapa de unidades espaciais (bacias, segmentos), de geologia, solos, vegetação ou quaisquer características que sejam convenientes, de forma que cada unidade espacial possa ser caracterizada por esses fatores (Martins et al 2018, Agra et al 2019). Mesmo dentro de uma região relativamente pequena pode haver variação ambiental significativa dentro de um riacho, onde podem ser encontrada os trechos de baixa declividade, mas situados em compartimentos fisiográficos muito distintos, como na Figura 2: na região de estudo, os riachos de planalto possuem leito de afloramento rochoso e estão sujeitos a variações mais extremas de temperatura, ao passo que nos fundos de vale o leito é de seixos soltos e as variações de temperatura são menos amplas (Figura 2a).…”

“…Porém se o objetivo é testar hipóteses sobre efeito de uso da terra ou associação entre peixes e hábitat local, pode ser melhor escolher um dado compartimento, abrindo-se mão de representatividade de todos os ambientes da bacia em favor de replicação em vários níveis do gradiente de uso da terra. Classificações da paisagem fluvial podem ajudar na formulação de hipóteses e desenhos amostrais estratificados, ou antecipar condições a ser avaliadas em reconhecimento de campo, porém são ainda pouco empregadas em estudos no Brasil (Agra et al 2019).…”