Diferentes métricas da diversidade de organismos planctônicos têm respostas distintas à adição experimental de nutrientes.

Abstract

Primary productivity is one of the main determinants of global biodiversity and it can be related to nutrient concentration in aquatic ecosystems. However, nutrient enrichment may alter the various components of biodiversity and ecosystem processes. The aim of this study was to evaluate plankton taxonomic and functional diversity responses to nutrient addition in microcosms. We experimentally established a gradient of nitrate and phosphate addition to ten treatments containing diverse assemblages of phytoplankton and zooplankton. Diversity was assessed based ontaxonomic (Shannon-Wiener Index, species richness and equitability) and functional diversity indexes (FRic, FDiv, FEve and RaoQ) for each microcosm (alpha diversity) and for each treatment (gamma diversity). Taxonomic and functional beta diversity were considered as the dissimilarity among replicates within each treatment; they were calculated with occurrence and species abundance data. We observed an increase in species richness and a decrease in equitability along the enrichment gradient for both groups, indicating the dominance of certain species in greater levels of productivity. Taxonomic beta diversity was positively related to nutrient gradient, pointing to the greater occurrence of stochastic processes in more rich microcosms. However, it also presented a dome relationship when abundance data were considered - greater species coexistence in intermediate levels of nutrient addition. Functional richness increased for both groups, whereas functional divergence decreased along the gradient, indicating that the excess of nutrients selects species with a certain combination of functional traits. We conclude that nutrient enrichment may affect biodiversity in a short period of time and at small spatial scales.

A produtividade primária é um dos principais determinantes da biodiversidade global e, em ecossistemas aquáticos, pode ser representada pela concentração de nutrientes na coluna d'água. Porém, nesses ambientes, o incremento por nutrientes pode alterar a biodiversidade e os processos ecossistêmicos. Avaliou-se a resposta das diversidades alfa, beta e gama - taxonômica e funcional - de fitoplâncton e zooplâncton ao incremento de nutrientes em microcosmos. Estabeleceu-se experimentalmente, um gradiente de adição de nitrato e fosfato a 10 tratamentos contendo esses organismos. Diferentes métricas de diversidade taxonômica (índice de Shannon-Wiener, riqueza, equitabilidade) e funcional (FRic, FDiv, FEve e RaoQ) foram calculadas para cada microcosmo (diversidade alfa) e para o conjunto dos quatro microcosmos que representaram um mesmo tratamento (diversidade gama). A diversidade beta, tanto taxonômica quanto funcional, foi considerada como a dissimilaridade entre réplicas de cada tratamento e calculada com dados de ocorrência e abundância de espécies. Para ambos os grupos, observou-se um incremento da riqueza e uma redução da equitabilidade ao longo do gradiente de enriquecimento, indicando a dominância de certas espécies em níveis maiores de produtividade. A diversidade beta taxonômica apresentou uma relação linear positiva com o incremento de nutrientes com dados de ocorrência, indicando a maior ocorrência de processos estocásticos em microcosmos mais produtivos, e uma relação em forma de domo com dados de abundância, indicando maior coexistência de espécies em níveis intermediários de nutrientes. A riqueza funcional aumentou para ambos os grupos, enquanto a divergência funcional diminuiu, indicando que o excesso de nutrientes seleciona espécies com combinações específicas de traços. Concluímos que, o enriquecimento por nutrientes em ambientes aquáticos pode afetar diretamente a biodiversidade, mesmo em pequena escala espacial e em curto espaço de tempo.