Effects of salt marsh restoration on eukaryotic microbenthic communities in the Yangtze Estuary

Abstract

To fight invasion of Spartina alterniflora and conserve biodiversity of migratory shorebirds, several S. alterniflora marshes and bare mudflats have been restored back to Scirpus mariqueter marshes in the Yangtze River estuary in recent years. Although it is known that changes in plant cover in salt marshes alters the physical environment, findings on its effects on benthic communities are inconsistent and site-specific. In the present study, we tested how ciliates were influenced by a recent restoration. Ciliated protozoa play a key role in wetland benthic food webs and are useful bioindicators. We investigated 3 habitats: restored S. mariqueter meadow, S. alterniflora-invaded meadow, and bare mudflats, where we quantified environmental conditions, community composition (species and traits), and 3 aspects of biodiversity (classic, taxonomic, and functional diversity) over 4 seasons. CAP and ANOSIM were used to determine the differences among samples, while RDA and GLMs were used to reveal potential driving factors. We found that, although changes in the type of vegetation due to restoration or invasion significantly modified the sediment properties and ciliate species composition, it had limited influence on functional trait composition as well as on diversity, especially on functional diversity. These results indicate that the conversion of mudflats to S. mariqueter meadow did not affect ciliate community functions at the time scale of this study. However, biomonitoring based on microbenthic communities should be included when evaluating the long-term success of coastal wetland restoration.

Ciliate Communities Respond via Their Traits to a Wastewater Treatment Plant With a Combined UASB–Activated Sludge System

“…Functional diversity connects the species properties to the ecosystem processes through functional traits (Weisse, 2017). Studies on functional diversity using ciliates as model focus on the following approaches: spatial/temporal changes in the community structure (Xu et al, 2016;Liu et al, 2019;Sikder et al, 2019;Xu and Soininen, 2019;Zhong et al, 2019a,b;Xu et al, 2020), correlation between functional traits of ciliates and environmental changes (Zhong et al, 2017;Xu et al, 2018d;Sikder et al, 2019;Gui et al, 2020;Guo et al, 2020;Xu et al, 2020), vertical trophic-functional patterns in the community , identification of indicators to assess environmental quality (Xu et al, 2018a,b), and use of new methodological approaches (Weisse, 2017;Zhong et al, 2017;.…”

“…Previous studies about functional diversity of ciliates in aquatic ecosystems highlighted 1 feeding type (i.e., bacterivore, algivore, carnivore), 2 body size classes (e.g.,< 50 μm; 50-150 μm; > 150 μm), 3 form of locomotion (i.e., sessile, crawling and free-swimming), 4 respiration type (aerobic or anaerobic), 5 body shape (flattened or cylindrical), 6 body flexibility (flexible or non-flexible), 7 cyst formation, 8 defense mechanisms (i.e., toxicysts, cell projections), and 9 sensibility to abiotic parameters (i.e., temperature, salinity, pH) (Weisse, 2017;Xu et al, 2018b,c,d;Zhong et al, 2019a,b;Xu and Soninen, 2019;Xu et al, 2020). To our knowledge, there is no study about functional diversity of ciliates in wastewater treatment plants.…”

Abordagem funcional no estudo da comunidade de ciliados em uma estação de tratamento de esgoto combinada UASB-lodo ativado

“…Todos os traços afetam a aptidão através de efeitos sobre o crescimento, reprodução, sobrevivência e impactando ou sendo impactados por fatores ambientais, sendo classificados em traços de efeito que dizem respeito ao efeito que um organismo é capaz de gerar no funcionamento de um sistema ecológico e em traços de resposta que correspondem à reação de um organismo a uma mudança nas variáveis ambientais (VIOLLE et al, 2007;BORICS et al, 2021). Os traços receberam ponderação igualitária, sendo eles: preferência alimentar (bacterívoro, carnívoro, onívoro), tamanho do corpo (<50µm -pequeno, 50-150µm -intermediário, >150µm -grande), forma de locomoção (livre natante, séssil, rastejante), flexibilidade do corpo (flexível ou não flexível), geometria corporal (cilíndrico e dorsoventralmente achatado) respiração (aeróbia e anaeróbia), formação de floco (formam ou não formam), formato do corpo (alongado -comprimento duas vezes maior que a largura, oval/arredondado, pedunculado com tentáculo, pedunculado sem tentáculo) (Figura 6) (MADONI et al, 1993;MADONI, 1994;MADONI & BASSANINI, 1999;FOISSNER, 2016;ZHONG et al, 2017;WEISSE, 2017;XU, Y. et al, , 2018bXU, G. et al, 2018b;ZHONG et al, 2019;XU et al, 2020;XU & SONINEN, 2020). Essas características foram escolhidas por representarem o comportamento (preferência alimentar, forma de locomoção, formação de floco), a morfologia (tamanho do corpo, flexibilidade do corpo, geometria corporal e formato do corpo) e a respiração.…”

“…Os estudos com abordagem funcional usando protistas em ambientes aquáticos estão se ampliando nos últimos anos, tendo como foco temas contemporâneos tais como ciclagem global de energia e nutrientes, e ainda, o papel de espécies mixotróficas no ciclo biogeoquímico (WEISSE, 2017). A abordagem funcional proporciona melhor compreensão sobre o funcionamento de diversos ambientes, usando distintos grupos de organismos, tais como bactérias marinhas (FUHRMAN, 2009), fitoplâncton (CARDOSO et al, 2017), plantas (COHEN, 2014), e zooplâncton (SETUBAL et al, 2020), sendo os dados com ciliados em ecossistemas límnicos escassos (XU, Y. et al, , 2018bLIU et al, 2019;XU, Y. et al, 2020).…”

“…Dentre os índices e parâmetros analisados, a riqueza de espécies e a riqueza funcional foram correlacionadas positiva e significativamente, visto o baixo número de espécies de ciliados e o grande número de traços atribuídos. Em estudos em ETE's operadas por lodos ativados, com maior número de espécies de ciliado ativas (CURDS & COCKBURN, 1970a, 1970bMADONI et al, 1993;SALVADÓ et al, 1995;MARTÍN-CERECEDA et al, 1996;ZHOU et al, 2007;DUBBER & GREY, 2011), haverá potenciais novos resultados, tal como demonstrado em outros estudos sobre a comunidade de ciliados em ambiente límnicos e marinhos (XU et al, 2016;ZHONG et al, 2017;AL et al, 2018aAL et al, , 2018bXU, Y. et al, , 2018b, LIU et al, 2019XU & SONINEN, 2019;ZHONG et al, 2019;GUI et al, 2020;XU et al, 2020 (SMETI et al, 2019). Por estes motivos a biodiversidade deve ser estudada no contexto das medidas clássicas e também da estrutura e funcionamento da comunidade (FRAINER et al, 2014).…”