The role of leaf litter quality and streambed hydro-morphology on in-stream leaf litter dynamics

Resumen

El papel de la calidad de la hojarasca y la hidro-morfología del lecho fluvial en la dinámica de la hojarasca en los arroyos Comprender la dinámica de las entradas de hojarasca en los arroyos implica la evaluación de su retención, distribución espacial y procesamiento. Sin embargo, la dinámica de la hojarasca en arroyos se ha estudiado principalmente determinando los factores de control del procesamiento de la misma, ignorando si las entradas de hojarasca se retienen en las corrientes, y cómo estas entradas se distribuyen espacialmente dentro del lecho. Además, el procesamiento de la hojarasca en los arroyos no es un proceso aislado porque puede vincularse con la dinámica de los solutos de estas corrientes. Por ejemplo, los lixiviados de la hojarasca proporcionan a los arroyos materia orgánica disuelta (DOM), así como nutrientes disueltos (principalmente nitrógeno [N] y fósforo [P]). Además, la mineralización de las entradas de hojarasca implica la liberación de formas disueltas de C y nutrientes a la columna de agua. Además, las comunidades microbianas que habitan en la hojarasca absorben formas disueltas de la columna de agua durante la descomposición de la hojarasca. A pesar de la estrecha relación entre el procesamiento de hojarasca y la dinámica de solutos en el arroyo, pocos estudios proporcionaron información sobre los principales factores que controlan esta conexión. Para comprender cómo funciona la dinámica de la hojarasca en arroyos, la presente tesis pretende examinar (a) cómo las características hidro-morfológicas del lecho del arroyo pueden influir en la retención, distribución espacial, fragmentación física y descomposición de la hojarasca. Además, también examinamos (b) la interacción entre el procesamiento de hojarasca y la dinámica del carbono orgánico disuelto y nitrógeno inorgánico disuelto del arroyo y cómo varía dependiendo de las especies de hojarasca consideradas. Para abordar este objetivo, examinamos específicamente cómo el tipo de hojarasca procedente de diferentes especies de árboles ribereños (calidad de las hojarasca) puede influir: (1) en la composición química y la biodisponibilidad de los lixiviados de la hojarasca sobre las comunidades microbianas del arroyo (2) la absorción de nitrógeno orgánico disuelto y carbono orgánico disuelto de la columna de agua por los microorganismos que colonizan las hojas durante el proceso de descomposición y cómo se relaciona con la actividad de dichos microorganismos y (3) cómo la descomposición de hojarasca impulsada por microorganismos varía entre arroyos que cubren un amplio gradiente de concentraciones de nutrientes inorgánicos. La presente tesis revela que la heterogeneidad de la velocidad del agua dentro de un tramo es un factor que controla diferentes aspectos de la dinámica de hojarasca en arroyos, ya que no solo influye en la fracción de hojarasca retenida, sino también en cómo estas entradas se distribuyen espacialmente y se procesan en los arroyos. Por lo tanto, indicamos que la relevancia de las entradas de hojarasca como fuente de materia orgánica para las comunidades del arroyo puede estar sujeta a las características hidro-morfológicas de dicho ecosistema, ya que determinan la heterogeneidad espacial de la velocidad del agua dentro del mismo. Además, sugerimos que la calidad de la hojarasca influye en las propiedades químicas y estructurales de los lixiviados de hojarasca y también cómo estos lixiviados son utilizados por los microorganismos del arroyo. La calidad de la hojarasca también puede dictar las demandas microbianas de C y N disuelto de la columna de agua. Finalmente, sugerimos que la influencia de las concentraciones de nutrientes del arroyo en la descomposición de la hojarasca puede estar sujeta a la calidad de la hojarasca. Teniendo en cuenta todos nuestros resultados, sugerimos que la composición del bosque de ribera, que determina la calidad de las entradas de hojarasca, puede controlar el vínculo entre el procesamiento de la hojarasca y la dinámica de solutos C y N del arroyo. Sin embargo, la heterogeneidad de la velocidad del agua puede ser el factor más relevante para determinar la importancia de la hojarasca en las corrientes, ya que puede controlar la probabilidad de que las hojas queden retenidas en el arroyo o se exporten aguas abajo, perdiéndose como fuente de materia y energía.