Stable isotope composition to validate ecological network models: the case of Arrábida Marine Park rocky reefs

Tese de Mestrado em Ecologia Marinha, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, 2022Coastal marine habitats provide important environmental and socio-economic services, and adjacent coastal areas are very attractive to human populations. Like other coastal marine habitats, rocky reefs are heavily impacted by anthropogenic activity. As these are considered important breeding, nursery and feeding areas for several marine species, their protection is imperative. To improve conservation methods, it is necessary to understand the structure and processes of rocky reef communities. Trophic relationships are one of the ways in which species are connected, with food webs representing the flow of matter and energy from producers to consumers and from prey to predators. Stable isotope analysis (δ13C and δ15N) was used to characterize the food web of the rocky reef of Arrábida Marine Protected Area. The results showed a relatively short food web, most likely due to high abundances of juveniles with consumers with diverse diets and feeding strategies, exploiting different sources of organic matter, of both benthic (macroalgae and benthic POM) and pelagic origin (phytoplankton and pelagic POM). However, the benthic pathway was more important with more than half of the diet of most secondary and tertiary consumers following this route and thus, suggesting a bottom-up control, and hinting at the importance held by macroalgae and benthic production in this ecosystem. There was also a high incidence of omnivores in all trophic groups, which could contribute to the similar trophic redundancy and trophic evenness found between groups. Even so, primary consumers showed greater trophic richness related to basal resources.Os habitats marinhos costeiros fornecem importantes serviços ambientais e socioeconómicos, sendo as zonas costeiras adjacentes muito atrativas para as populações humanas. Tal como os outros habitats marinhos costeiros, os recifes rochosos são bastante impactados pela atividade antropogénica. Sendo estes considerados zonas importantes de reprodução, berçário e de alimentação para várias espécies marinhas, torna-se imperativa a sua proteção. Para melhorar os métodos de conservação é necessário compreender a estrutura e os processos das comunidades dos recifes rochosos. As relações tróficas são uma das formas pelas quais as espécies estão conectadas, sendo as teias alimentares representações do fluxo de matéria e energia dos produtores aos consumidores e das presas para os predadores. A análise de isótopos estáveis (δ13C e δ15N) foi usada para caracterizar a teia trófica do recife rochoso da Área Marinha Protegida (AMP) da Arrábida. Os resultados mostraram uma teia alimentar relativamente curta, provavelmente devido à maior abundância de juvenis, com consumidores com dietas e estratégias alimentares diversificadas, explorando diferentes fontes de matéria orgânica, tanto de origem bentónica (macroalgas e POM bentónico) como de origem pelágica (fitoplâncton e POM pelágico). No entanto, a via bentónica contribuiu em mais da metade para a dieta da maioria dos consumidores secundários e terciários, sugerindo um efeito bottom-up e mostrando a importância das macroalgas e da produção bentónica neste ecossistema. Houve também uma alta incidência de omnívoros em todos os grupos tróficos, o que pode contribuir para a similar redundância trófica e uniformidade trófica encontrada entre os grupos. Contudo, os consumidores primários apresentaram maior riqueza trófica relacionada aos recursos basais