Land use effects on leaf litter breakdown in low-order streams draining a rapidly developing tropical watershed in Puerto Rico

Land use has an important role influencing stream ecosystem processes, such as leaf litter breakdown. Here, we assessed rates of leaf litter breakdown in low-order tropical streams draining forest, agriculture, and urban land uses in Puerto Rico. To measure leaf breakdown rates, we placed litter bags made of coarse mesh in nine streams, three for each land use type. At each stream, we measured changes in leaf mass over time, leaf breakdown rates, macroinvertebrate assemblages, and stream physicochemistry. Streams differed in their water physicochemistry, with urban streams showing high values for most variables. Stream physical habitat was evaluated using a visual assessment protocol, which indicated that agricultural and urban streams were more degraded than forested streams. Leaf breakdown rates were fast in all streams (k values ranging 0.006-0.024). Breakdown rates were significantly related to the physical conditions of the stream channel (e.g., visual protocol scores), with fastest rates in forested streams. Invertebrates colonizing leaves were mainly mayflies (Leptophlebiidae, Baetidae, and Caenidae), dipterans (Chironomidae), caddisflies (Polycentropodidae), and beetles (Elmidae and Gyrinidae). Our streams lacked large decapod populations, contrasting with other Puerto Rican streams. We found little evidence for an insect effect on leaf breakdown. Results suggest that land use is an important factor affecting leaf litter processing in streams. In contrast to studies in temperate regions, we found little evidence for a positive nutrient related effect of agricultural land use on decomposition rates. Changes in the physical characteristics of streams appear to be the main drivers behind observed decomposition patterns. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 2): 129-142. Epub 2014 April 01.El uso de la tierra influye significativamente sobre los procesos en ecosistemas de riachuelo, como la descomposición de la hojarasca. En el presente estudio, se evaluaron las tasas de descomposición de la hojarasca en arroyos tropicales menores de zonas boscosa, agrícola y urbana en Puerto Rico. Para medir las tasas de descomposición se colocaron bolsas de malla gruesa en nueve riachuelos, tres para cada uno de los tipos de uso de tierra. Se midieron los cambios en la masa de hojarasca con el tiempo, las tasas de descomposición, la composición de macroinvertebrados y los aspectos fisico-químicos del riachuelo. Los riachuelos mostraron diferencias en la fisico-química del agua: los riachuelos urbanos presentaron los valores más altos en casi todas las variables. Las características físicas del riachuelo fueron evaluadas utilizando un protocolo visual, el cual indica que los riachuelos urbanos y asociados a la agricultura están más degradados que los asociados a bosques. La tasa de descomposición de la hojarasca fue rápida en todos los riachuelos (k=0.006-0.024). La descomposición estuvo relacionada con las condiciones físicas del riachuelo, siendo más rápido en aquellos asociados al bosque. Los invertebrados que colonizaron las hojas fueron principalmente efemerópteros (Leptophlebiidae, Baetidae, and Caenidae), dípteros (Chironomidae), tricópteros (Polycentropodidae) y escarabajos (Elmidae and Gyrinidae). Contrario a lo encontrado en otros estudios, no hallamos decápodos. Hubo poca evidencia de que los insectos afecten la descomposición. Los resultados sugieren que el uso de la tierra es un factor importante que afecta el proceso de descomposición de la hojarasca en los riachuelos. Contrario a los estudios en zonas templadas, hallamos evidencia de una relación positiva de los nutrientes de tierra agrícola con las tasas de descomposición. Los cambios en las características físicas de los riachuelos parecen ser los factores principales en los patrones de descomposición