Structural and functional responses of macrobenthic communities to climate variability: a comparison between distinct climate scenarios

Abstract

Os ecossistemas estuarinos, à semelhança de muitos outros a nível mundial, estão sujeitos a constantes e elevadas pressões, não só antropogénicas, mas também de ordem climática. Estas reflectem-se de duas formas distintas: através de eventos extremos, tais como cheias, secas e ondas de calor, ou através de variabilidade climática, traduzida em anos chuvosos ou secos. Os eventos extremos caracterizam-se pela sua elevada intensidade e curta duração, enquanto a variabilidade climática reflecte eventos de baixa intensidade, mas com uma duração mais prolongada. As comunidades macrobentónicas são muito importantes devido à sua relevância na cadeia alimentar dos ecossistemas estuarinos e também por serem considerados como bioindicadores. De forma a uma melhor compreensão de como estas comunidades são afectadas pela variabilidade climática, foram realizadas diferentes análises (diversidade de espécies, diversidade funcional e produção secundária). Foram abordadas duas questões no estudo realizado: Será que a estrutura da comunidade macrobentónica varia em relação às diferentes condições climáticas (anos normais, chuvosos e secos)? Será que ocorrem mudanças nos atributos biológicos das comunidades para diferentes habitats e anos? Para a realização do estudo foram escolhidos dois locais no estuário do Mondego, com características diferentes (pradarias de Zostera noltii e área arenosa), cujas comunidades macrobentónicas foram comparadas em diversos tipos de anos (normais, chuvosos e secos). Para a análise da diversidade funcional foram considerados quatro atributos biológicos: desenvolvimento larvar, posição bentónica, locomoção e tipo de alimentação. 2 Os resultados obtidos não demonstraram diferenças significativas na estutura das comunidades em relação aos diferentes tipos de anos para as várias análises desenvolvidas. No entanto, foi possível observar uma clara separação entre os anos normais e os anos com variabilidade climática (chuvosos e secos). Estes últimos apresentaram os valores mais elevados de biodiversidade, densidade dos atributos biológicos e de produtividade, podendo estes resultados serem explicados com base na Hipótese da Perturbação Intermédia. Além disso, também se observou uma clara distinção entre as comunidades macrobentónicas das duas áreas de estudo.

Estuarine ecosystems, like many other habitats worldwide are being frequently subject to high pressures, not only anthropogenic but also by climate change. Climate change is reflected in two different ways through the extreme events such as floods, drought and heat waves which are short but very intensive episodes and through the climate variability corresponding to events of low intensity but of long duration such as rainy or dry years. Macrobenthic communities are very important due to its high relevance in food webs of estuarine ecosystems being also considered as bio-indicators. In order to better understand how macrobenthic communities would be affected by climate variability, different analyses (i.e. species diversity, functional diversity and secondary production) were performed. Two main questions were addressed in the present work: Does the macrobenthos community structure differ in relation to different years (normal, rainy and dry)? Does community´s wide biological trait shifts occur for different habitats and years? Two sites were chosen for this study in the Mondego estuary with different characteristics (Zostera noltii beds and Sandflat), whose communities were compared for distinct years (normal, rainy and dry). For the functional diversity analysis were considered four biological traits: larval development mode, living position, mobility and feeding guilds. The results showed no significant differences in community structure between years for the different analyses. But it was possible to observe a clear separation between normal years and those with climate variability (rainy and dry). These “different” years presented the highest values in terms of biodiversity, density of different traits and productivity. These results could be explained based on the Intermediate Disturbance Hypothesis. In addition, a clear distinction between macrobenthic communities of the two areas was reaffirmed.