Resumo: Muitos estudos demonstraram que as pressões induzidas pelo homem estão causando a perda de espécies em muitos grupos tróficos, com potenciais efeitos negativos na capacidade dos ecossistemas de manter funções e prestar serviços para o bem-estar humano. No entanto, ainda faltam evidências consistentes para esta previsão nos ecossistemas de água doce. Reportou-se os resultados de quatro estudos que investigaram os efeitos da perturbação induzida pelo homem sobre (i) a biodiversidade, (ii) o funcionamento dos ecossistemas e (iii) as relações entre biodiversidade e funcionamento dos ecossistemas. Estes estudos foram conduzidos em diferentes ecossistemas de água doce e abrangeram múltiplas escalas espaciais e temporais. Utilizou-se um conjunto de dados de 12 anos de um lago raso exibindo mudanças entre três estados alternativos (claro, túrbido e sombreado). Investigou-se como a biodiversidade (taxonômica e funcional) de peixes e zooplâncton, a multifuncionalidade do ecossistema (provisão de múltiplas funções ecossistêmicas simultaneamente) e suas relações foram afetadas por mudanças entre estados alternativos. A biodiversidade de peixes e zooplâncton e a multifuncionalidade aumentaram durante o estado de águas claras, mas diminuíram durante os estados turvos e sombreados. A relação entre biodiversidade e multifuncionalidade foi fortemente positiva durante o estado de águas claras, mas enfraqueceu após a mudança do lago para estados turvos e sombreados. Empregou-se um conjunto de dados de 72 lagos de quatro grandes planícies do Brasil para examinar como o aumento da pressão humana (pegada humana) afetou a relação entre a biodiversidade (taxonômica e funcional) de sete grupos de organismos aquáticos e a multifuncionalidade. A biodiversidade da maioria dos grupos de organismos foi positivamente associada à multifuncionalidade. Entretanto, o aumento da pressão humana enfraqueceu estas relações, e para alguns grupos estas relações se tornaram negativas. Utilizou-se também um conjunto de dados de 61 córregos de dois biomas neotropicais (floresta amazônica, pastagens uruguaias) para investigar como o aumento da cobertura do uso do solo humano (agricultura, pastagem, urbanização e florestamento) afetou a biodiversidade (taxonômica e funcional) de peixes, artrópodes e macrófitas, e as consequências disso para a produção de biomassa animal. Em ambos os biomas, a biodiversidade dos conjuntos de animais e plantas diminuiu com o aumento da cobertura de uso do solo. Os usos do solo reduziram a biomassa animal através de caminhos diretos e indiretos mediados por declínios na biodiversidade. Por fim, investigou-se como a crescente pressão humana afeta a diversidade dos peixes e as consequências disso para o fluxo de energia nas teias de alimento de peixes durante 17 anos em um rio subtropical (rio Uruguay). A pressão humana foi associada a declínios temporais na diversidade e no fluxo de energia em todos os compartimentos tróficos de peixes, e a relação entre diversidade e fluxo de energia enfraqueceu com o tempo. Coletivamente, estes estudos demonstram, de maneira consistente, que as perturbações induzidas pelo homem reduzem a biodiversidade de vários grupos de organismos em diferentes tipos de ecossistemas aquáticos. O declínio da biodiversidade, por sua vez, reduz a capacidade desses ecossistemas de sustentar múltiplas funções.
Abstract: Many studies have shown that human-induced pressures are causing species loss across many trophic groups, with potential negative effects ability of ecosystems to maintain functions and provide services to human well-being. However, evidence for this prediction is still lacking in freshwater ecosystems. In this document, we report the results of four studies that investigated the effects of human-induced disturbance on (i) biodiversity, (ii) ecosystem functioning, and (iii) biodiversity-ecosystem functioning relationships. These studies were conducted in different freshwater ecosystems and encompassed multiple spatial and temporal scales. In the first study, we used a 12-year data set from a shallow lake displaying shifts between three alternative states (clear, turbid and shaded). We investigated how the biodiversity (taxonomic and functional) of fish and zooplankton, ecosystem multifunctionality (provision of multiple ecosystems functions simultaneously) and their relationships were affected by shifts between alternative states. Biodiversity of fish and zooplankton and multifunctionality enhanced during clear-water state, but decreased during turbid and shaded states. The relationship between biodiversity and multifunctionality was strongly positive during the clear state, but weakened after the lake shifted to turbid and shaded states. In the second study, we used a dataset of 72 lakes from four large Brazil wetlands to examine how increased human pressure (human footprint) affected the relationship between the biodiversity (taxonomic and functional) of seven groups of aquatic organisms and multifunctionality. The biodiversity of most organismal groups was positively associated with multifunctionality. However, increased human pressure has weakened these relationships, and for some groups these relationships have become negative. In the third study, we used a dataset of 61 streams from two Neotropical biomes (Amazonian rainforest, Uruguayan grasslands) to investigated how increased cover human land-uses (agriculture, pasture, urbanization and afforestation) affected the biodiversity (taxonomic and functional) of fish, arthropods and macrophytes, and the consequences of this for animal biomass production. In both biomes, the biodiversity of animal and plant assemblages decreased with increasing cover of land-uses. Land-uses reduced animal biomass through direct and indirect pathways mediated by declines in biodiversity. In the fourth study, we investigate how increasing human pressure affects fish diversity and the consequences of this for energy flux in fish food webs over 17 years in a subtropical river (Uruguay River). Human pressure was associated with temporal declines in diversity and energy flux in all fish trophic compartments, and the relationship between diversity and energy flux weakened over time. Collectively, these studies reveal that human-induced disturbances reduce the biodiversity of various groups of organisms in different types of aquatic ecosystems. The decline in biodiversity, in turn, reduces the ability of these ecosystems to sustain multiple functions. |