Comparing the performance of different stream classification systems using aquatic macroinvertebrates

Abstract

Aim: We evaluated five stream classification systems observing: 1) differences in richness, abundance and macroinvertebrates communities among stream classes within classification systems; and 2) whether classification systems present better performance using macroinvertebrates. Additionally, we evaluated the effects of taxonomic resolution and data type (abundance and presence) on results. Methods: Five stream classification systems were used, two based on hydroregions, one based on ecoregions by FEOW, a fourth one based on stream orders and the last one based on clusters of environment variables sampled in 37 streams at Rio Grande do Sul state, Brazil. We used a randomization test to evaluate differences of richness and abundance, a db-MANOVA to evaluate the differences of species assemblages and Classification Strength (CS) to evaluate the classifications performance. Results: There were differences of richness and abundance among stream classes within each stream classification. The same result was found for community data, except for stream order classifications in family level. We observed that stream classes obtained for each stream classification differed in terms of environment variables (db-MANOVA). The classification based on environment variables showed higher CS values than other classification systems. The taxonomic resolution was important to the observed results. Data on genera level presented CS values 12% higher than family level for cluster classification, and the data type was dependent on the classification system and taxonomic resolution employed. Conclusion: Our results indicate that classifications based on cluster of environment variables was better than other stream classification systems, and similar results using genera level can be obtained for management programs using family resolution in a geographical context similar to this study.

Objetivo: Avaliamos cinco sistemas de classificação de riachos observando: 1) diferenças na riqueza, abundância e composição da comunidade de invertebrados em riachos entre as classes das classificações utilizadas e 2) qual o melhor esquema de classificação usando macroinvertebrados. Concomitante, avaliamos os efeitos da resolução taxonômica e tipo de dados (abundância e presença/ausência) sobre os resultados. Métodos: Cinco sistemas de classificação de riachos foram adotados, sendo dois baseados em hidrorregiões, ecorregiões aquáticas, ordem do rio e a partir do agrupamento de variáveis ambientais amostradas em 37 riachos no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Utilizamos um teste de aleatorização e uma db-MANOVA para avaliar diferenças na riqueza, abundância e comunidades entre as classes de riacho para cada classificação utilizada. Usamos a força de classificação (CS) para medir o desempenho dos sistemas de classificação adotados. Resultados: Houve diferenças na riqueza e abundância entre as classes de rios dentro de cada classificação e o mesmo resultado foi observado para a comunidade como um todo, exceto para o nível de família na classificação usando ordens de rio. A classificação baseada no agrupamento de variáveis ambientais mostrou maiores valores que os demais sistemas de classificação. A resolução taxonômica foi um fator importante, embora os dados no nível de gênero tenham apresentado valores de CS apenas 12% maiores do que aqueles observados para família, para a classificação baseada no agrupamento de variáveis. Conclusão: Nossos resultados indicam que classificações baseadas em variáveis ambientais são melhores do que os outros sistemas de classificação, e que monitoramentos baseados em famílias podem responder tão bem quanto o nível de gênero num contexto geográfico similar ao deste estudo.