Zooplankton communities and their relationship with water quality in eight reservoirs from the midwestern and southeastern regions of Brazil / Comunidades de zooplâncton e sua relação com a qualidade da água em oito reservatórios das regiões Centro-Oeste e Sudeste do Brasil

Abstract Zooplankton are widely recognised as being regulated primarily by predators and food availability. In reservoirs, the quantity and quality of food resources are generally affected by the characteristics of the water, which in turn are controlled by the flow pulse generated by operation of the dams. In this study, we investigated the relationship between zooplankton, water quality and food availability (phytoplankton) in eight hydroelectric reservoirs located in Brazil. Samples were collected during the rainy and dry periods between 2008 and 2009. In general, the reservoirs exhibited mesotrophic conditions and Cyanobacteria were the predominant phytoplankton. The results showed that the rotifers Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp., and Polyarthra vulgaris were present, indicating nutrient-rich environments. In addition, the copepod Thermocyclops decipiens occurred in eutrophic environments. In contrast, the cladoceran Daphnia gessneri and copepod Notodiaptomus henseni were considered indicators of more desirable water quality, owing to their relationship with waters with lower levels of nutrients and suspended solids. The results support the use of these organisms as a useful tool for understanding changes in water quality and in the ecosystem processes involved.

Resumo O zooplâncton é amplamente reconhecido como sendo regulado principalmente por predadores e pela disponibilidade de alimento. Em reservatórios, a quantidade e a qualidade de recursos alimentares são afetadas pelas características da água que, por sua vez, são controladas pelo pulso de fluxo gerado pela operação das barragens. Neste estudo, investigamos a relação entre o zooplâncton, qualidade d'água e a disponibilidade de alimento (fitoplâncton) em oito reservatórios hidrelétricos localizados no Brasil. Amostras foram coletadas durante os períodos chuvoso e seco, entre os anos de 2008 e 2009. Em geral, os reservatórios exibiram condições mesotróficas e Cyanobacteria foi o fitoplâncton predominante. Os resultados mostraram que os rotíferos Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp. e Polyarthra vulgaris foram indicadores de ambientes ricos em nutrientes. Além disso, o copépode Thermocyclops decipiens ocorreu em ambientes eutróficos. Por outro lado, o cladócero Daphnia gessneri e o copépode Notodiaptomus henseni foram considerados indicadores de melhor qualidade da água, devido a sua relação com águas com baixos níveis de nutrientes e sólidos em suspensão. Os resultados suportam o uso desses organismos como uma ferramenta útil para o entendimento das mudanças na qualidade d'água e nos processos ecossistêmicos envolvidos.

Spatial and temporal variations in fish assemblage: testing the zonation concept in small reservoirs / Variações espaciais e temporais na assembleia de peixes: testando o conceito de zonação em pequenos reservatórios

Abstract Large reservoirs usually present spatial gradients in fish assemblage, distinguishing three strata (littoral, pelagic, and bathypelagic) along the vertical and horizontal axes, and three zones (fluvial, transitional, and lacustrine) along the longitudinal axis. The main objective of this study was to assess if small reservoirs also present the spatial gradients in fish assemblage attributes and structure as already observed in large reservoirs. Fish surveys were conducted quarterly, from 2003 to 2008, in the Mourão Reservoir (Mourão River, Paraná, Brazil), using gillnets with different mesh sizes, arranged in all strata of all three zones. Community attributes (species richness and evenness) were calculated for each sample, and differences were tested using three-way ANOVA (factors: zone, strata, year). Community composition was summarized using Correspondence Analysis (CA) and differences were tested with three-way ANOVA for each axis, controlling the same three factors. Because of the high variability in reservoir water level through time, all analyses were made considering temporal variations. Species richness presented a decreasing trend from fluvial to lacustrine zones, and higher values in littoral strata, possibly because upper reaches and littoral regions provide better conditions for fish to feed and to reproduce. Evenness was considerably low, presenting high variability, and no evident pattern. The expected longitudinal gradient was not found in this study indicating longitudinal similarity, contrary to observed in large reservoirs. Vertical and horizontal gradients were observed in all sampling stations, indicating that abiotic and biotic conditions are influencing fish distributions within the reservoir.

Resumo Grandes reservatórios, em geral, apresentam gradientes espaciais da assembleia de peixes, distinguindo três estratos (litoral, pelágico e batipelágico) ao longo dos eixos vertical e horizontal, e três zonas (fluvial, transição e lacustre) ao longo do eixo longitudinal. O principal objetivo deste estudo foi avaliar se pequenos reservatórios também apresentam tais gradientes espaciais, nos atributos e na estrutura da assembleia de peixes, como já observado em grandes reservatórios. As coletas dos peixes foram realizadas trimestralmente, de 2003 a 2008, no reservatório de Mourão (Rio Mourão, Paraná, Brasil), com redes de espera com diferentes tamanhos de malha, dispostas em todos os estratos de todas as três zonas. Atributos da assembleia (riqueza de espécies e equitabilidade) foram calculados para cada amostra, e as diferenças foram testadas utilizando ANOVA tri-fatorial (fatores: zona, estratos, anos). A estrutura da assembleia foi sumarizada usando uma Análise de Correspondência (CA) e as diferenças foram testadas com ANOVA tri-fatorial para cada eixo, controlando os mesmos três fatores. Devido à alta variabilidade no nível da água do reservatório ao longo do tempo, todas as análises foram feitas considerando as variações temporais. A riqueza de espécies apresentou tendência decrescente, da zona fluvial até a lacustre, com valores maiores no estrato litoral, possivelmente porque locais à montante e regiões litorâneas proporcionam melhores condições de alimentação e reprodução para os peixes. A equitabilidade foi consideravelmente baixa, apresentando alta variabilidade e nenhum padrão evidente. O gradiente longitudinal esperado não foi encontrado neste estudo, indicando similaridade longitudinal, ao contrário do observado em grandes reservatórios. Gradientes verticais e horizontais foram observadas em todas as áreas amostradas, sugerindo que as condições bióticas e abióticas estão influenciando a distribuição dos peixes ao longo do reservatório.

Spatial and temporal variations in fish assemblage: testing the zonation concept in small reservoirs

Abstract Large reservoirs usually present spatial gradients in fish assemblage, distinguishing three strata (littoral, pelagic, and bathypelagic) along the vertical and horizontal axes, and three zones (fluvial, transitional, and lacustrine) along the longitudinal axis. The main objective of this study was to assess if small reservoirs also present the spatial gradients in fish assemblage attributes and structure as already observed in large reservoirs. Fish surveys were conducted quarterly, from 2003 to 2008, in the Mourão Reservoir (Mourão River, Paraná, Brazil), using gillnets with different mesh sizes, arranged in all strata of all three zones. Community attributes (species richness and evenness) were calculated for each sample, and differences were tested using three-way ANOVA (factors: zone, strata, year). Community composition was summarized using Correspondence Analysis (CA) and differences were tested with three-way ANOVA for each axis, controlling the same three factors. Because of the high variability in reservoir water level through time, all analyses were made considering temporal variations. Species richness presented a decreasing trend from fluvial to lacustrine zones, and higher values in littoral strata, possibly because upper reaches and littoral regions provide better conditions for fish to feed and to reproduce. Evenness was considerably low, presenting high variability, and no evident pattern. The expected longitudinal gradient was not found in this study indicating longitudinal similarity, contrary to observed in large reservoirs. Vertical and horizontal gradients were observed in all sampling stations, indicating that abiotic and biotic conditions are influencing fish distributions within the reservoir.

Resumo Grandes reservatórios, em geral, apresentam gradientes espaciais da assembleia de peixes, distinguindo três estratos (litoral, pelágico e batipelágico) ao longo dos eixos vertical e horizontal, e três zonas (fluvial, transição e lacustre) ao longo do eixo longitudinal. O principal objetivo deste estudo foi avaliar se pequenos reservatórios também apresentam tais gradientes espaciais, nos atributos e na estrutura da assembleia de peixes, como já observado em grandes reservatórios. As coletas dos peixes foram realizadas trimestralmente, de 2003 a 2008, no reservatório de Mourão (Rio Mourão, Paraná, Brasil), com redes de espera com diferentes tamanhos de malha, dispostas em todos os estratos de todas as três zonas. Atributos da assembleia (riqueza de espécies e equitabilidade) foram calculados para cada amostra, e as diferenças foram testadas utilizando ANOVA tri-fatorial (fatores: zona, estratos, anos). A estrutura da assembleia foi sumarizada usando uma Análise de Correspondência (CA) e as diferenças foram testadas com ANOVA tri-fatorial para cada eixo, controlando os mesmos três fatores. Devido à alta variabilidade no nível da água do reservatório ao longo do tempo, todas as análises foram feitas considerando as variações temporais. A riqueza de espécies apresentou tendência decrescente, da zona fluvial até a lacustre, com valores maiores no estrato litoral, possivelmente porque locais à montante e regiões litorâneas proporcionam melhores condições de alimentação e reprodução para os peixes. A equitabilidade foi consideravelmente baixa, apresentando alta variabilidade e nenhum padrão evidente. O gradiente longitudinal esperado não foi encontrado neste estudo, indicando similaridade longitudinal, ao contrário do observado em grandes reservatórios. Gradientes verticais e horizontais foram observadas em todas as áreas amostradas, sugerindo que as condições bióticas e abióticas estão influenciando a distribuição dos peixes ao longo do reservatório.

Zooplankton communities and their relationship with water quality in eight reservoirs from the midwestern and southeastern regions of Brazil

Abstract Zooplankton are widely recognised as being regulated primarily by predators and food availability. In reservoirs, the quantity and quality of food resources are generally affected by the characteristics of the water, which in turn are controlled by the flow pulse generated by operation of the dams. In this study, we investigated the relationship between zooplankton, water quality and food availability (phytoplankton) in eight hydroelectric reservoirs located in Brazil. Samples were collected during the rainy and dry periods between 2008 and 2009. In general, the reservoirs exhibited mesotrophic conditions and Cyanobacteria were the predominant phytoplankton. The results showed that the rotifers Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp., and Polyarthra vulgaris were present, indicating nutrient-rich environments. In addition, the copepod Thermocyclops decipiens occurred in eutrophic environments. In contrast, the cladoceran Daphnia gessneri and copepod Notodiaptomus henseni were considered indicators of more desirable water quality, owing to their relationship with waters with lower levels of nutrients and suspended solids. The results support the use of these organisms as a useful tool for understanding changes in water quality and in the ecosystem processes involved.

Resumo O zooplâncton é amplamente reconhecido como sendo regulado principalmente por predadores e pela disponibilidade de alimento. Em reservatórios, a quantidade e a qualidade de recursos alimentares são afetadas pelas características da água que, por sua vez, são controladas pelo pulso de fluxo gerado pela operação das barragens. Neste estudo, investigamos a relação entre o zooplâncton, qualidade dágua e a disponibilidade de alimento (fitoplâncton) em oito reservatórios hidrelétricos localizados no Brasil. Amostras foram coletadas durante os períodos chuvoso e seco, entre os anos de 2008 e 2009. Em geral, os reservatórios exibiram condições mesotróficas e Cyanobacteria foi o fitoplâncton predominante. Os resultados mostraram que os rotíferos Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp. e Polyarthra vulgaris foram indicadores de ambientes ricos em nutrientes. Além disso, o copépode Thermocyclops decipiens ocorreu em ambientes eutróficos. Por outro lado, o cladócero Daphnia gessneri e o copépode Notodiaptomus henseni foram considerados indicadores de melhor qualidade da água, devido a sua relação com águas com baixos níveis de nutrientes e sólidos em suspensão. Os resultados suportam o uso desses organismos como uma ferramenta útil para o entendimento das mudanças na qualidade dágua e nos processos ecossistêmicos envolvidos.

Spatial and temporal distribution of curvina larvae (Plagioscion squamosissimus HECKEL, 1840) and its relationship to some environmental variables in the upper Paraná River floodplain, Brazil

With the objective of studying the spatial and temporal distribution of ''curvina'' Plagioscion squamosissimus larvae and verifying respective spawning sites, monthly sampling was carried out from March 1993 to February 1994 on the Upper Paraná River floodplain. Using a conical-cylindrical plankton net (0.5 mm mesh), samples were taken from the surface of the water bodies, and in the marginal vegetation a strainer and a dragnet (''picaré'') were used. Water samples were collected for environmental variable analysis (temperature, dissolved oxygen, water pH, and electrical conductivity). Water level data were obtained from hydrometric stations. High average density of larvae was found from December 1993 to February 1994 due to high temperature and water level. The Baía sub-area was shown to be the most important in the larvae catch, probably due to its semi-lotic characteristics. Larvae size distribution was shown to be more frequent in the 4.0 mm standard length class, indicating that the sampling stations were next to the spawning sites.

Spatial and temporal distribution of larvae and juveniles of Hoplias aff. malabaricus (Characiformes, Erythrinidae) in the Upper Paraná River floodplain, Brazil

Spatial and temporal distribution of larvae and juveniles of trahira, Hoplias aff. malabaricus (Erythrinidae), and their relationship with environmental parameters in the Upper Paraná River floodplain were analyzed. Sampling of larvae and juveniles of H. aff. malabaricus has been conducted during the period from November 1991 through February 1995, with 42 sampling stations distributed in four sub-areas: Ivinhema I, Ivinhema II, Baía, and Paraná. During the same period, data were obtained for water temperature, dissolved oxygen, pH, electrical conductivity, river level, precipitation index, and photoperiod. The largest catches of larvae were in the Ivinhema I sub-area (47.06%), and of juveniles in the Paraná sub-area (54.55%). Larvae and juveniles were caught from October to February. Larvae were mainly collected at night and in all types of environments sampled (lotic, semi-lotic, and lentic). Principal Component Analysis of the environmental parameters and larval density showed that the largest catches were obtained in dry season months, with low values for temperature, electrical conductivity, river level, and photoperiod, and with high concentrations of dissolved oxygen and pH. This reproductive strategy may minimizes predation and maximizes food utilization, as it enables the fish to reach advanced developmental stages, while most other species are spawning.

Analisou-se a distribuição espaço-temporal de larvas e juvenis de Hoplias aff. malabaricus (Erythrinidae) na planície de inundação do alto rio Paraná e suas relações com algumas variáveis ambientais, verificando-se os habitats preferenciais para a reprodução e desenvolvimento inicial. As amostragens foram divididas em quatro fases realizadas durante o período de novembro de 1991 a fevereiro de 1995, sendo estabelecidas 42 estações de coleta distribuídas em 4 subáreas (Ivinhema I, Ivinhema II, Baía e Paraná). As coletas foram realizadas na coluna de água e na vegetação aquática marginal. Durante o período foram obtidos dados de temperatura da água, oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica, nível fluviométrico, índice pluviométrico e fotoperíodo. As maiores capturas de larvas foram verificadas na subárea Ivinhema I (47,06%) e, de juvenis, na subárea Paraná (54,55%). As larvas foram encontradas entre outubro e fevereiro em todas as subáreas, já os juvenis foram encontrados até abril. As larvas foram capturadas principalmente durante o período noturno em todos os tipos de ambientes amostrados (lótico, semilótico e lêntico). A Análise de Componentes Principais, aplicada entre as variáveis ambientais e a densidade de larvas, revelou que as maiores capturas são obtidas em meses em que predominam baixos valores de temperatura, condutividade elétrica, nível fluviométrico e fotoperíodo e elevadas concentrações de oxigênio dissolvido e de pH, ou seja, em meses de seca. Esta estratégia reprodutiva minimiza a predação e maximiza o aproveitamento alimentar, uma vez que lhe permite alcançar estágios avançados enquanto a maioria das espécies está desovando.

Spatial and temporal distribution of larvae and juveniles of Hoplias aff. malabaricus (Characiformes, Erythrinidae) in the upper Paraná river floodplain, Brazil

Spatial and temporal distribution of larvae and juveniles of trahira, Hoplias aff. malabaricus (Erythrinidae), and their relationship with environmental parameters in the Upper Paraná River floodplain were analyzed. Sampling of larvae and juveniles of H. aff. malabaricus has been conducted during the period from November 1991 through February 1995, with 42 sampling stations distributed in four sub-areas: Ivinhema I, Ivinhema II, Baía, and Paraná. During the same period, data were obtained for water temperature, dissolved oxygen, pH, electrical conductivity, river level, precipitation index, and photoperiod. The largest catches of larvae were in the Ivinhema I sub-area (47.06 percent), and of juveniles in the Paraná sub-area (54.55 percent). Larvae and juveniles were caught from October to February. Larvae were mainly collected at night and in all types of environments sampled (lotic, semi-lotic, and lentic). Principal Component Analysis of the environmental parameters and larval density showed that the largest catches were obtained in dry season months, with low values for temperature, electrical conductivity, river level, and photoperiod, and with high concentrations of dissolved oxygen and pH. This reproductive strategy may minimizes predation and maximizes food utilization, as it enables the fish to reach advanced developmental stages, while most other species are spawning