Presente e passado, local e regional : a relação entre o uso da terra e a diversidade de peixes e macroinvertebrados de riachos

Abstract

The conversion of native vegetation to agricultural or urban uses affects biological communities in aquatic ecosystems worldwide. These impacts occur both directly, such as through effluent pollution, and indirectly, through alterations in stream habitats. Studies on land use at the landscape scale and its effects on biota have been conducted for about three decades, but some patterns remain underexplored. For instance, we know that historical legacy plays an important role in pattern detection, as biological responses do not occur immediately after land conversion. Additionally, the spatial scale of analysis can be crucial, as streams are dendritic and interconnected systems, where changes in adjacent areas or within a broader context may influence local communities. To better explore these and other questions, this thesis is structured into three chapters. The first chapter is a systematic review of 410 published articles, assessing the regional context where each study was conducted, whether historical legacy was considered, and the variation in land use and basin size across the sites analyzed. The second chapter is a meta-analysis of 69 articles, investigating whether the effect size found in the relationship between land use and diversity is influenced by the type of land use (agricultural or urban), climate, area history, and variation in land use among the evaluated basins. The third chapter presents an analysis based on data collected from 366 sites across Brazil, examining the effects of historical trajectories and broader spatial contexts on alpha and beta diversities. Through these three chapters, I gained a deeper understanding of the effects of land use on biodiversity using three complementary approaches, ranging from understanding the state of the art to quantitative analyses of published studies and extensive primary data. The findings provide support and guidelines for future studies, particularly regarding sampling design, data analysis, and result interpretation.

A conversão da vegetação nativa para usos agrícolas ou urbanos afeta comunidades biológicas de corpos aquáticos em todo o mundo. Esses efeitos ocorrem de forma direta, como pela poluição de efluentes, e indireta, por meio de alterações no habitat dos riachos. Estudos sobre o uso da terra em escala de paisagem e seus efeitos na biota vêm sendo realizados há cerca de três décadas, mas alguns padrões ainda são pouco explorados. Por exemplo, sabemos que o legado histórico da tem papel importante na detecção de padrões, uma vez que a resposta biológica não ocorre imediatamente após a conversão. Além disso, a escala espacial avaliada pode ser relevante, uma vez que riachos são sistemas dendríticos e conectados, e alterações em áreas adjacentes, ou então num contexto mais amplo pode influenciar uma comunidade local. Assim, para explorar melhor essas e outras questões esta tese está estruturada em três capítulos. O primeiro é uma revisão sistemática com 410 artigos publicados, avaliando o contexto regional onde cada trabalho foi conduzido, se o legado histórico foi avaliado e a variação no uso da terra e no tamanho das bacias dos sítios avaliado. O segundo é uma meta-análise, conduzida para 69 artigos, investigando se o tamanho do efeito encontrado ao avaliar a relação entre o uso da terra e a diversidade é afetado pelo tipo de uso (agrícola ou urbano), pelo clima, pelo histórico da área e pela variação no uso entre as bacias avaliadas. O terceiro apresenta uma análise baseada em dados coletados em 366 sítios distribuídos por todo o Brasil, examinando os efeitos das trajetórias históricas e do contexto espacial amplo sobre as diversidades alfa e beta. Com esses três capítulos, eu pude compreender melhor sobre o efeito do uso da terra sobre a biodiversidade com três abordagens complementares, que foram desde a compreensão do estado da arte até análises quantitativas com estudos publicados e com um grande volume de dados primários. Os resultados oferecem suporte e diretrizes para futuros estudos, especialmente em relação ao desenho amostral, à análise de dados e à interpretação de resultados.