Patterns in composition and occurrence of the fish fauna in shallow areas of the São Francisco River mouth / Padrões de composição e ocorrência da ictiofauna em áreas rasas da foz do rio São Francisco

Abstract The construction of dams causes changes in river variables, as a result of direct changes in their hydrological and biogeochemical cycles. One of the most notable changes is the flow regulation, which reduces seasonal events and the hydrostatic pressure exerted by freshwater, increasing the saltwater wedge intrusion into the system. Changing the salinity regime causes modifications in downstream ecosystems as well as in the distribution and composition of the fish fauna. In Brazil, the São Francisco River stands out, which has a system of cascading dams, built between the 70's and 90's. Because of these changes caused in the natural course of the river, this study aimed to analyze the patterns of composition and occurrence of the ichthyofauna at the mouth of the São Francisco River and relate them to the physical and chemical variables of the region. In order to evaluate the patterns of composition and occurrence of the fish fauna at the mouth of the São Francisco River, monthly trawls were conducted along the bank and physical and chemical variables were analyzed in the river channel over a period of one year. The relationship between abundance and species richness with environmental variables was verified using Generalized Linear Models. A total of 101,958 fish belonging to 87 taxa were caught, with emphasis on marine fish, both in number of individuals (99.92%) and in biomass (99.31%). A spatial gradient was detected, in which sites 1 and 2 were under marine influence, sites 3 and 4 represented the transition between the environments and site 5 was under the influence of brackish and freshwater. In general, the effect of the São Francisco River dams on the fish fauna was observed, with a predominance of fauna with more estuarine and less freshwater characteristics.

Resumo A construção de barragens provoca alterações nas variáveis dos rios, em decorrência de mudanças diretas em seus ciclos hidrológicos e biogeoquímicos. Uma das mudanças mais notáveis é a regulação do fluxo, que reduz os eventos sazonais e a pressão hidrostática exercida pela água doce, aumentando a intrusão das cunhas da água salgada no sistema. Mudar o regime de salinidade causa modificações nos ecossistemas a jusante, bem como na distribuição e composição da ictiofauna. No Brasil, destaca-se o Rio São Francisco, que possui um sistema de barragens em cascata, construído entre as décadas de 70 e 90. Por causa dessas alterações causadas no curso natural do rio, o presente estudo teve por objetivo analisar os padrões de composição e ocorrência da ictiofauna da foz do rio São Francisco e relacioná-los com as variáveis físicas e químicas da região. Para avaliar os padrões de composição e ocorrência da ictiofauna foram realizados arrastos mensais ao longo da margem e analisadas as variáveis físicas e químicas no canal do rio ao longo de um ano. A relação entre abundância e riqueza de espécies de peixes com as variáveis ambientais foi verificada por meio de Modelos Lineares Generalizados. Foram capturados 101.958 peixes pertencentes a 87 táxons, com destaque para peixes marinhos, tanto em número de indivíduos (99,92%) quanto em biomassa (99,31%). Um gradiente espacial foi detectado, em que os pontos 1 e 2 estavam sob influência marinha, os pontos 3 e 4 representavam a transição entre os ambientes e o ponto 5 estava sob a influência de água doce e salobra. De maneira geral, foi observado o efeito das barragens do rio São Francisco sobre a ictiofauna, com predomínio de fauna com características mais estuarinas e menos dulcícolas.

Hydropower affects fish trophic structure both downstream of the dam and upstream of the reservoir

Dams often cause drastic changes in freshwater environments and can compromise the quality and availability of food resources in rivers. This study aims to analyze the influence of a dam on the trophic structure of fish assemblages in lotic areas located both upstream and downstream of the Irapé Hydroelectric Power Plant. Fish sampling occurred before (2003 to 2005) and after (2011 to 2017) the impoundment, which began in 2006. The trophic structure and species composition before dam construction were similar upstream of the reservoir and downstream of the dam. After the building of the dam, both aspects of the assemblages changed along the lotic stretches - the upstream incurred an increase in biomass of detritivores and a decrease of piscivores and omnivores, while downstream went exactly the opposite, causing a differentiation between the two assemblages. Because lotic areas upstream of reservoirs are also impacted by river damming, efforts for impact mitigation should also focus on these areas.(AU)

Barragens causam mudanças drásticas em ambientes de água doce e podem comprometer a qualidade e a disponibilidade de recursos alimentares nos rios. Este estudo teve como objetivo analisar a influência de uma barragem na estrutura trófica da assembleia de peixes em áreas lóticas localizadas a montante e a jusante da usina hidrelétrica de Irapé. A amostragem de peixes ocorreu antes (2003 a 2005) e após (2011 a 2017) o fechamento das comportas, iniciado em 2006. A estrutura trófica e a composição das espécies antes da construção da barragem eram semelhantes a montante do reservatório e a jusante da barragem. Após a construção da barragem, ambos os aspectos das assembleias mudaram ao longo dos trechos lóticos - a montante ocorreu um aumento na biomassa de detritívoros e diminuição de piscívoros e onívoros, enquanto a jusante ocorreu exatamente o oposto, causando uma diferenciação entre as duas assembleias. Como as áreas lóticas a montante dos reservatórios também são impactadas por barramentos, esforços para mitigação de impactos também devem se concentrar nessas áreas.(AU)

Ichthyofauna of the inner shelf of Paraná, Brazil: checklist, geographic distribution, economic importance and conservation status / Ictiofauna da plataforma interna do Paraná, Brasil: checklist, distribuição geográfica, importância econômica e estado de conservação

Abstract Comprehensive species checklists are essential to effectively implementing preservation and recovery measures, and should assess conservation status, vulnerability degree and anthropogenic threats. This checklist was compiled from fish species recorded in surveys conducted over the last 30 years in the shallow inner continental shelf in the State of Paraná, Brazil. Information on biogeography, conservation status, economic importance and degree of species' vulnerability are provided. A total of 272 fish species were recorded, spanning 25 orders and 88 families. The most speciose family was Sciaenidae (25 species), followed by Carangidae (23), Engraulidae (10), Carcharhinidae (9), Epinephelidae (9) and Paralichthyidae (9). Most species occurring in Paraná's shallow inner continental shelf are restricted to the West Atlantic. In terms of economic importance, 93% (253) of the species recorded were of fishery, aquaculture or aquaria interest. A notable fraction (39%) of the recorded species was classified as having moderate to very high vulnerability to extinction. In particular, 28 species (10%) were listed as globally endangered, and 34 species (12%) were listed as endangered in the Brazilian territory.

Resumo Listas abrangentes de espécies são essenciais para a implementação efetiva de medidas de preservação e devem avaliar o estado de conservação e o grau de vulnerabilidade das comunidades ecológicas. Esta lista foi compilada a partir de espécies de peixes registradas em pesquisas realizadas nos últimos 30 anos na plataforma continental interna rasa do Estado do Paraná. Foram fornecidas informações sobre biogeografia, estado de conservação, importância econômica e grau de vulnerabilidade das espécies. Um total de 272 espécies de peixes foram registradas, abrangendo 25 ordens e 88 famílias. A família com maior número de espécies foi Sciaenidae (25 espécies), seguida de Carangidae (23), Engraulidae (10), Carcharhinidae (9), Epinephelidae (9) e Paralichthyidae (9). A maioria das espécies registrada na plataforma continental interna do Paraná está limitada ao Atlântico Oeste. Em termos de importância econômica, 93% (253) das espécies incluídas nesta lista são comercialmente viáveis, seja na pesca, aquicultura ou aquariofilia. Uma fração notável (39%) das espécies registradas foi classificada como de vulnerabilidade moderada a muito alta. Em particular, 28 espécies (10%) estão listadas como ameaçadas de extinção em escala global, e 34 espécies (12%) estão listadas como ameaçadas de extinção no território brasileiro.

The protected areas system in Brazil as a baseline condition for wetlands management and fish conservancy: the example of the Pantanal National Park

Considering the need for the Brazilian government to develop tools for environmental monitoring for biodiversity conservancy purposes in the national protected areas system, this paper focuses on determining reference site metrics (or baselines) for adapting the Index of Biotic Integrity (IBI) based on the fish assemblages in the Pantanal National Park (PNP). The habitats in the PNP were grouped into four categories: main rivers, corixos (channels connecting the floodplain), permanent bays, and temporary bays. Fish samplings were performed at 12 points during the dry season (Oct-Nov 2010 and 2011). 146 fish species were identified from the total 18,954 individuals collected with standardized fishing gear. There was no association between the structure of the fish assemblage and categories, suggesting a theory on homogeneity of habitats. The final IBIPNP consists of nine metrics, most of them were framed in excellent class, some in fair, and none in poor. There was no significant difference in IBIPNP scores between the two sampled years. This approach provides a direct application for wetland management purposes.(AU)

É iminente que o Brasil desenvolva ferramentas para monitorar o sistema de áreas protegidas do país, formado especialmente pelas Unidades de Conservação e tendo como foco a proteção efetiva da biodiversidade. Nesse contexto, esse trabalho discute métricas de referência (ou linhas de base) para compor um Índice de Integridade Biótica (IIB) baseado nas comunidades de peixes, tendo como área de estudo o Parque Nacional do Pantanal Matogrossense. Os hábitats encontrados no Parque foram agrupados em quatro estratos ambientais: rios, corixos (cursos d´água que se conectam à planície de inundação) e baías permanentes e temporárias. As coletas de peixes foram realizadas em 12 pontos amostrais durante o período seco (out/nov de 2010 e 2011). Foram identificadas 146 espécies de peixes, totalizando 18.954 exemplares coletados em amostragens padronizadas. Não houve associação entre a estrutura da comunidade e os estratos ambientais, sugerindo homogeneidade de hábitats. O IIB final foi composto por nove métricas, a maior parte alocada na classe excelente de integridade biótica, poucas na classe regular e nenhuma na classe pobre. Não houve diferença significativa no IIB entre os dois anos consecutivos. Esses resultados oferecem subsídios técnicos para a tomada de decisão sobre a gestão das áreas alagáveis no Pantanal brasileiro.(AU)

Structure of the littoral fish assemblage in an impounded tributary: the effects of macrophytes presence (subtropical region, Brazil) / Estrutura da assembleia de peixes litorâneos em um tributário represado: os efeitos da presença de macrófitas (região subtropical, Brasil)

To evaluate the effects of macrophytes presence in the structure of littoral fish assemblages in the littoral zone, monthly samples were collected from September, 2006 to August, 2007 in an impounded tributary of the Itá Reservoir, the Fragosos River, located in the Upper Uruguay River Basin. Fish were collected using a beach seine and sampling was conducted in the littoral zone inside a macrophyte stand and in an area with no macrophytes. A total of 5,191 fish were captured during the study period. Fish assemblage attributes (fish abundance, species richness, and diversity) varied significantly between sampling months and areas. The abundance of Astyanax cf. bimaculatus, Astyanax fasciatus, Geophagus brasiliensis, and Gymnotus carapo also varied significantly between sampling months and areas. Detrended Correspondence Analysis showed a clear spatial segregation at the first axis and a slight temporal segregation at the second axis. These results were confirmed by Multiple Response Permutation Procedure analysis. Apparently, the presence of the aquatic macrophytes is not the only factor influencing the distribution of littoral fish assemblages in the Fragosos River. Littoral fish seem to be taking advantage of low- to medium-sized macrophyte stands, but few species used maximum-sized stands.

Buscando-se avaliar os efeitos da presença de macrófitas na estrutura da assembleia de peixes litorâneos, foram realizadas coletas mensais (setembro/2006 a agosto/2007) na região lêntica de um tributário represado pelo reservatório de Itá (Rio Uruguai, Brasil), o Rio Fragosos. As amostragens foram realizadas com uma rede de arrasto na zona litorânea dentro do banco de macrófitas e em áreas sem macrófitas. Os peixes coletados foram identificados e submetidos a uma biometria. Para caracterizar os locais amostrados, foi avaliada a qualidade da água e estimada a área de cobertura do banco. Foram capturados 5191 indivíduos durante todo o período de estudo. Os atributos da assembleia analisados variaram significativamente entre os meses e os locais amostrados, assim como a abundância das espécies Astyanax cf. bimaculatus, Astyanax fasciatus, Geophagus brasiliensis e Gymnotus carapo. A Análise de Correspondência Destendenciada mostrou uma forte segregação espacial e uma leve segregação temporal. Esses resultados foram confirmados pela análise de permutação múltipla - MRPP. Aparentemente, a presença das macrófitas aquáticas não é o único fator que está influenciando a distribuição da assembleia de peixes do rio Fragosos, a qual parece estar se beneficiando do banco de macrófitas em períodos de baixa e média cobertura vegetal, sendo que poucas espécies utilizam esse ambiente quando o banco se torna maior.

Effects of the hydrological regime on the ichthyofauna of riverine environments of the Upper Paraná River floodplain / Efeitos do regime hidrológico sobre a ictiofauna de ambientes fluviais da planície de inundação do Alto Rio Paraná

In this work, spatial and temporal variations in the diversity (species richness and Simpson's Diversity Index) and abundance (indexed by the capture per unit effort - CPUE; total and for reproductive groups) of fish from three rivers (Baía, Ivinheima and Paraná) located in a floodplain of the Upper Paraná River basin were analyzed over a period of 20 years (1987-2007). In addition, we evaluated the relationships of these ecological attributes with variations in the hydrologic regime, considering the possible effects of natural (climatic events) and artificial (discharge control by dams) disturbances. Annual variations in hydrometric attributes were calculated using PULSO software and daily water level data. We applied analysis of covariance to determine the relationships between ecological and hydrometric attributes, the latter summarized in axes of a principal component analysis. Lower values of the fish assemblage attributes (diversity and abundance) were registered in the Paraná River. Species richness, total CPUE and CPUE of long-distance migratory species were positively related to the duration of the floods and the connectivity of the area. Variations in the annual hydrological cycle and their effects on fish assemblage appear to be affected by extreme natural (ENSO) and artificial (discharge control by dams) events.

Nesse trabalho foi avaliada a variação espaço-temporal na diversidade (riqueza de espécies e Índice de Diversidade de Simpson) e abundância (indexada pela captura por unidade de esforço - CPUE; total e por grupo reprodutivo) de espécies de peixes de três rios (Baía, Ivinheima e Paraná), localizados na planície de inundação do Alto Rio Paraná, ao longo de 20 anos (1987-2007). Ainda, avaliamos as relações desses atributos ecológicos (diversidade e abundância) à variação anual do regime hidrológico, considerando a influência de distúrbios naturais (eventos climáticos) e artificiais (regulação hidrológica por barragens). Para representar a variação anual do regime hidrológico de cada rio, foram utilizados os atributos hidrométricos calculados pelo programa PULSO, a partir de medidas do nível hidrométrico diário. Análise de covariância foi aplicada para avaliar a relação entre os atributos ecológicos das assembléias de peixes e a variação no regime hidrológico, esta sumarizada em eixos de uma análise de componentes principais. A riqueza de espécies, a CPUE total e a de migradores de longa distância foram relacionadas positivamente à duração das cheias e conectividade, sendo que o Rio Paraná apresentou os menores valores médios desses atributos. Dessa forma, as variações constatadas no ciclo hidrológico anual e seus reflexos sobre a estrutura das assembléias de peixes do rio Paraná parecem decorrer do efeito combinado de eventos naturais (El Niño - ENSO) e artificiais (controle da vazão pelas barragens).

Effects of the hydrological regime on the ichthyofauna of riverine environments of the Upper Paraná River floodplain

In this work, spatial and temporal variations in the diversity (species richness and Simpson's Diversity Index) and abundance (indexed by the capture per unit effort - CPUE; total and for reproductive groups) of fish from three rivers (Baía, Ivinheima and Paraná) located in a floodplain of the Upper Paraná River basin were analyzed over a period of 20 years (1987-2007). In addition, we evaluated the relationships of these ecological attributes with variations in the hydrologic regime, considering the possible effects of natural (climatic events) and artificial (discharge control by dams) disturbances. Annual variations in hydrometric attributes were calculated using PULSO software and daily water level data. We applied analysis of covariance to determine the relationships between ecological and hydrometric attributes, the latter summarized in axes of a principal component analysis. Lower values of the fish assemblage attributes (diversity and abundance) were registered in the Paraná River. Species richness, total CPUE and CPUE of long-distance migratory species were positively related to the duration of the floods and the connectivity of the area. Variations in the annual hydrological cycle and their effects on fish assemblage appear to be affected by extreme natural (ENSO) and artificial (discharge control by dams) events.

Nesse trabalho foi avaliada a variação espaço-temporal na diversidade (riqueza de espécies e Índice de Diversidade de Simpson) e abundância (indexada pela captura por unidade de esforço - CPUE; total e por grupo reprodutivo) de espécies de peixes de três rios (Baía, Ivinheima e Paraná), localizados na planície de inundação do Alto Rio Paraná, ao longo de 20 anos (1987-2007). Ainda, avaliamos as relações desses atributos ecológicos (diversidade e abundância) à variação anual do regime hidrológico, considerando a influência de distúrbios naturais (eventos climáticos) e artificiais (regulação hidrológica por barragens). Para representar a variação anual do regime hidrológico de cada rio, foram utilizados os atributos hidrométricos calculados pelo programa PULSO, a partir de medidas do nível hidrométrico diário. Análise de covariância foi aplicada para avaliar a relação entre os atributos ecológicos das assembléias de peixes e a variação no regime hidrológico, esta sumarizada em eixos de uma análise de componentes principais. A riqueza de espécies, a CPUE total e a de migradores de longa distância foram relacionadas positivamente à duração das cheias e conectividade, sendo que o Rio Paraná apresentou os menores valores médios desses atributos. Dessa forma, as variações constatadas no ciclo hidrológico anual e seus reflexos sobre a estrutura das assembléias de peixes do rio Paraná parecem decorrer do efeito combinado de eventos naturais (El Niño - ENSO) e artificiais (controle da vazão pelas barragens).

Associations between fish assemblage and riparian vegetation in the Corumbataí River Basin (SP)

This work intends to examine if there are associations between fish species and the state of conservation of the riparian forest in the Corumbataí River Basin. Four main rivers were chosen for this study with three sites on each. Collections were carried out from March to June and from September to December 2001. Multivariate techniques were applied to determine the correlation between species richness and the order of the rivers, preservation level of the riparian forest, shade level, presence or absence of Eucalyptus, sugar cane and pastures, and surrounding declivity stability of the sites. Species richness was highest at locations with greater vegetation cover and preserved riparian forest.

Este trabalho teve o objetivo de examinar se existem associações entre as espécies de peixes e o estado de conservação das matas ciliares na bacia do rio Corumbataí. Foram escolhidos 4 rios principais com 3 pontos de coleta em cada um. Foram realizadas coletas nos períodos de março a junho e de setembro a dezembro de 2001. Técnicas multivariadas foram aplicadas para determinar a correlação entre a riqueza de espécies e a ordem dos rios, estado de preservação da mata ciliar, sombreamento, presença ou ausência de Eucalyptus, cana-de-açúcar e pastagens, e nível de estabilidade do barranco ao redor dos pontos de coleta. A riqueza de espécies foi maior em locais com maior cobertura vegetal e mata ciliar preservada.

Fish-assemblage structure of the Corumbatai river basin, São Paulo State, Brazil: characterization and anthropogenic disturbances

The Corumbataí river is one of the main tributaries of the right margin of the Piracicaba river, itself a tributary of Tietê river. The Corumbataí is part of the Paraná river basin and is regionally important not only because of its good-quality water but also because the local landscape has unique features. This study aimed to characterize the fish assemblage of the Corumbataí in order to provide background data for evaluating its environmental status. For this purpose, within the Corumbatai river basin 4 of the main rivers were chosen, along which 3 sampling points each were established. Twenty-four samplings were carried out during March-July and September-December 2001. Diversity measures were used to evaluate biotic data. A linear ANCOVA model was used to test the hypothesis of a spatio-temporal variation in the fish assemblage, with species richness as the response variable, river order as the factor, and temperature and the natural logarithm of number of individuals as covariates. This analysis showed a spatio-temporal variation in agreement with various concepts, e.g., the specie-area relationship and the river continuum, which have been exhaustively discussed in the literature. When compared to those of the other rivers, data from the Ribeirão Claro river showed a different pattern, probably due to human interference, and exemplifying aquatic habitat fragmentation that might have led to isolation of local fish populations.

O rio Corumbataí é um dos principais tributários da margem direita do rio Piracicaba que é um tributário do rio Tietê. O rio Corumbataí integra a bacia do rio Paraná e é regionalmente importante não só por possuir águas de boa qualidade, mas também por possuir elementos raros na paisagem local. Este estudo visou caracterizar as assembléias de peixes do rio Corumbataí e fornecer dados que contribuam para uma avaliação da sua qualidade ambiental. Na bacia do rio Corumbataí, foram amostrados 4 rios principais, cada um com 3 pontos de coleta. Vinte e quatro amostras foram coletadas durante os meses de março a julho e de setembro a dezembro de 2001. Dados bióticos foram avaliados por medidas de diversidade. Um modelo linear ANCOVA foi utilizado para testar a hipótese de variação espaço-temporal nas assembléias de peixes, com a riqueza de espécies como variável resposta, ordem do rio como fator e temperatura e logaritmo natural do número de indivíduos como covariáveis. Esta análise mostrou uma variação espaço-temporal que é corroborada por conceitos exaustivamente discutidos na literatura, tais como relação espécie-área e o conceito de rio contínuo. Dados provenientes do rio Ribeirão Claro mostraram um padrão diferente quando comparados com os outros rios. Esta diferença foi provavelmente devido à interferência humana e atesta o processo de fragmentação de hábitats aquáticos que podem ter levado a um isolamento das populações locais de peixes.

Fish diversity along spatial gradients in the Itaipu Reservoir, Paraná, Brazil

Local and turnover patterns of fish diversity in the Itaipu Reservoir were evaluated and related to a longitudinal or river-dam gradient (composed of riverine, transitional, and lacustrine zones) and to transversal or upstream-downstream gradients of the tributaries (composed of lotic and lentic stretches of tributaries and reservoir shores). Thirteen stations were sampled quarterly during 2 years. A total of 85 fish species were caught. Local (alpha) and turnover (beta) patterns of fish diversity showed significant differences in reservoir spatial gradients. Along the longitudinal gradient, total and alpha-diversity were the highest in the riverine and transitional zones of the reservoir and lowest in the lacustrine zone. Along the transversal gradient, total and alpha-diversity increased from the lotic stretches of the tributaries to the reservoir shores. The lotic and lentic stretches of the tributaries presented the highest beta-diversity values, indicating heterogeneity in species compositions among the sub-basins. We conclude with recommendations for reservoir management based on the results of this study.

Padrões locais e regionais de diversidade de peixes no reservatório de Itaipu foram avaliados e relacionados aos gradientes longitudinal ou rio-represa (dividido nas zonas fluvial, intermediária e lacustre) e transversal ou cabeceira-foz dos tributários (dividido em trechos lóticos e lênticos dos tributários e margens do reservatório). As coletas foram realizadas trimestralmente durante dois anos. Foram capturadas 85 espécies. Os padrões de diversidade local (alfa) e turnover (beta) apresentaram diferenças significativas ao longo dos gradientes espaciais. Ao longo do gradiente longitudinal, as diversidades total e alfa foram maiores nas zonas fluvial e intermediária. Ao longo do gradiente transversal, as diversidades total e alfa aumentaram gradualmente do trecho lótico dos tributários às margens do reservatório. Os trechos lóticos e lênticos dos tributários apresentaram os maiores valores de diversidade beta, indicando a heterogeneidade na composição de espécies das sub-bacias. Com base nos resultados deste estudo, recomendamos algumas ações de manejo para o reservatório.