Substrate stability in streams : effects of stream size, particle size, and rainfall on frequency of movement and burial of particles

Abstract

Surface movement and burial of streambed particles are indicated in the literature as mechanisms by which floods disturb stream invertebrate assemblages. We designed an experiment to test whether stream size, rainfall, and particle size were important in the frequency of particle movement and burial. Five stream sites, from orders 1-4 and differing from each other in relation to substrate composition and presence of debris dams were studied. Labeled particles were placed in the streambed and checked every two months during one year. There was a statistically significant interaction among rainfall and particle size, indicating that the positive effect of rainfall was dependent on particle size. Also, there was a statistically significant positive effect of stream size, although of low magnitude when compared to the effects of rainfall. Frequency of burial was much lower than that of particle movements, except in the smallest stream site during the peak of the rainy season when 57% of the particles were buried to some degree. During periods of high rainfall several of the debris dams present in the smallest stream were broken, causing movements of particles located upstream and burial of particles in downstream areas. In a second survey one year after the end of the experiment, 67-100% of the particles were dislodged.

Rolagem e enterramento de pedras são indicados na literatura como mecanismos pelos quais enchentes perturbam comunidades de invertebrados em riachos. Nós usamos um experimento para avaliar a importância do tamanho do riacho, tamanho de pedras e chuvas na frequência de rolagem e enterramento de pedras. O experimento foi feito em cinco riachos, de ordens 1 a 4 e variando em composição do substrato e presença de pequenas cachoeiras formadas por deposição de detritos. Pedras marcadas foram colocadas no leito dos riachos e conferidas a cada dois meses durante um ano. Houve uma interação estatística significativa entre quantidade de chuva e tamanho de pedras, indicando que o efeito positivo de chuvas foi dependente do tamanho de pedra. Ainda, houve um efeito estatisticamente significativo de tamanho de riacho, embora de baixa magnitude quando comparado ao efeito de chuvas. A frequência de enterramento foi muito menor que o de rolagem, com exceção do menor riacho durante o pico da estação chuvosa, quando 57% das pedras foram pelo menos parcialmente enterradas. Durante períodos de chuvas intensas, diversas cachoeiras formadas por acumulação de detritos foram desfeitas, causando rolagem de pedras a montante e enterramento de pedras a jusante. Numa avaliação subsequente, após o término do experimento, 67-100% das pedras foram deslocadas num período de um ano.