Spatial distribution and habitat use by early fish stages in a dammed river basin, Southern Brazil / Distribución espacial y uso de hábitat de peces en estadios tempranos de una represa del sur de Brasil

Abstract Fish diversity loss is threatened by the construction of dams as they prevent the regular natural dispersal among populations. Thus, conservation of key riverine habitats for fish reproduction may be essential for the recruitment of new native species of fish. The present study aimed to identify key habitats for fish spawning and early development in the Paranapanema River basin, as well as to determine the taxonomic composition, reproductive and life-history strategy, and to report spatial distribution of eggs, larvae and juveniles. The importance of lagoons, tributaries, and sub-tributaries was evaluated in the Paranapanema River basin between October 2012 and March 2013. Eggs and larvae samples were collected at dawn and dusk with conical plankton nets (0.5 mm mesh size), whereas juveniles were captured during the day with seine and sieve (0.5 cm mesh size). A total of 547 eggs, 904 larvae and 1 228 juveniles were captured. We observed that 2 larvae and 288 juveniles of non-migratory species, parental care, and equilibrium life-history strategy, predominated in lagoons and tributaries. On the other hand, 13 larvae and 60 juveniles of short migratory distance, no parental care, and periodic life-history strategy predominated in sub-tributaries. The highest densities of eggs were recorded in tributaries and sub-tributaries (Tukey's test, P = 0.001 and P = 0.03, respectively), and the highest densities of larvae were recorded for lagoons and tributaries (P = 0.005 and P = 0.0001, respectively). Captures of eggs and larvae were higher at night; while the highest catches per unit effort of juveniles were recorded for tributaries and sub-tributaries. Fish species that adopt different life-history strategies can use diverse types of habitats during the early stages. Lagoons, tributaries and sub-tributaries of the Paranapanema River play different roles in the reproductive success of fish fauna in a heavily modified basin. The preservation of spawning and nursery areas trapped between reservoirs is necessary for Neotropical fish species recruitment and survival. Rev. Biol. Trop. 66(2): 605-621. Epub 2018 June 01.

Resumen Los riesgos de pérdida de diversidad de peces aumentan con la construcción de represas, ya que impide la dispersión de individuos entre las poblaciones. Por lo tanto, la conservación del habitat ribereño clave para la reproducción de peces puede ser esencial para el reclutamiento de nuevos individuos de especies nativas. El presente estudio tiene como objetivo identificar hábitats clave para el desove y el desarrollo temprano de peces en la cuenca del río Paranapanema, así como determinar la composición taxonómica, la estrategia reproductiva y la historia de vida, y reportar la distribución espacial de huevos, larvas y juveniles. Se evaluó la importancia de lagunas, afluentes y subafluentes en la cuenca del río Paranapanema entre octubre de 2012 y marzo de 2013. Se recogieron muestras de huevos y larvas al amanecer y al atardecer con redes de plancton cónico (tamaño de malla de 0,5 mm), mientras que los juveniles fueron capturados durante el día con redes de cerco y tamiz (tamaño de malla de 0,5 cm). Se capturaron un total de 547 huevos, 904 larvas y 1 228 juveniles. Como resultado fue observado que 2 larvas y 288 juveniles de especies no migratorias, cuidado parental y estrategia de vida de equilibrio son predominantes en lagunas y afluentes. Por otro lado, 13 larvas y 60 juveniles de espécies migratorias de corta distancia, sin cuidado parental y estrategia de vida periódica predominaron en subafluentes. Se registraron las densidades más altas de huevos para afluentes y subafluentes (Prueba de Tukey, P = 0.001 y P = 0.03, respectivamente), y se registraron las densidades más altas de larvas para las lagunas y afluentes (P = 0.005 y P = 0.0001, respectivamente). Las capturas de huevos y larvas eran más altas por la noche. Las mayores capturas por unidad de esfuerzo de juveniles se registraron para los afluentes y subafluentes. Las especies de peces que adoptan diferentes estrategias de historia de vida pueden utilizar diversos tipos de hábitats durante las primeras etapas. Lagunas, afluentes y subafluentes del río Paranapanema desempeñan diferentes papeles en el éxito reproductivo de la fauna de peces en una cuenca fuertemente modificada. La preservación de áreas de desove y cría atrapadas entre el embalse es necesaria para el reclutamiento de especies de peces neotropicales.

Effects of the flood regime on the body condition of fish of different trophic guilds in the Upper Paraná River floodplain, Brazil / Influência do regime de cheias na condição corporal de peixes de diferentes guildas troficas na planície de inundação do Alto Rio Paraná, Brazil

In this study, we evaluated the influence of various hydrological cycles on the feeding body condition of fish species of different trophic guilds in the Paraná River floodplain, as well as the impacts of upstream impoundments on fish conditions. Attributes of the river floods (duration, time of year, intensity, and variability in a given year) and the body condition, measured by the mean residuals of length-weight ratios, of the detritivorous, herbivorous, insectivorous, invertivores, omnivorous, piscivorous, and planktivorous species were evaluated. Fish were sampled during a period before (1986-1994) and after (2000-2004) the completion of filling of the Porto Primavera Reservoir, which is located upstream from the floodplain area under study. Three sub-basins in the floodplain were sampled: the Ivinheima River, which has no dams; the Paraná River, which has several dams; and the Baia River, which is influenced by the Paraná. A two-way ANOVA identified significant variations in mean body conditions for localities and for the hydrological cycles, and the interactions were also significant. The findings revealed that before the Porto Primavera Reservoir was filled, the body condition of the feeding guilds varied similarly in the three sub basins, but this pattern was not observed after filling was completed. However, in years with minor or no floods, the body condition was high, especially in the sub-basins influenced by Porto Primavera (Paraná and Baía). Pearson's and Spearman's correlations showed that most effects of the floods were unfavorable to the body condition of the guilds, except for the annual variation in water level, which aids herbivores in accessing allochthonous food resources. Detritivores were negatively affected by all flood attributes. A correlation between the relative stomach weight (mean residual of the ratio of total and stomach weights) and the body condition demonstrated the poor relationship between the amount ...

Nesse estudo, buscou-se avaliar a influência de diversos ciclos hidrológicos sobre a condição nutricional de peixes de diferentes categorias tróficas, na planície alagável do alto rio Paraná, bem como dos impactos de represamentos a montante, sobre esse processo. Para isso foram avaliados os atributos das cheias anuais (duração, época, intensidade, variabilidade) e a condição nutricional dos peixes, medida pelos resíduos médios da relação entre o peso e o comprimento de espécies detritívoras, herbívoras, insetívoras, invertívoras, onívoras, piscívoras e planctívoras. Os peixes foram coletados em período anterior (1986-1995) e posterior (2000-2004) ao represamento de Porto Primavera, a montante, em três subsistemas da planície alágável do alto rio Paraná, Ivinheima (sem controle por represamentos), Paraná (com represamentos) e Baía (influenciado pelo rio Paraná). Uma análise de variância (ANOVA bifatorial) revelou variações significantes na condição nutricional média dos peixes, tanto entre subsistemas e ciclos hidrológicos, como em suas interações. Os resultados evidenciaram que antes do represamento, as variações na condição nutricional dos peixes foram similares entre os subsistemas, divergindo no período subseqüente, e que em anos com cheias incipientes ou nulas a condição nutricional foi elevada, especialmente nos subsistemas influenciados pelo represamento a montante. As correlações de Pearson e Spearman revelaram que, pelo menos parte dos atributos das cheias foram adversos para os peixes de diferentes categorias tróficas, exceto a variabilidade anual dos níveis fluviométricos, que possibilitou às espécies herbívoras o acesso periódico a fontes de alimento externas. As espécies detritívoras foram afetadas negativamente por todos os atributos da cheia. As mesmas correlações realizadas entre o peso relativo do estômago (resíduo médio da relação peso do estomago-peso total) e a condição nutricional demonstraram ausência de relação ...

Interannual variability of phytoplankton in the main rivers of the Upper Paraná River floodplain, Brazil: influence of upstream reservoirs / Variabilidade Interanual do Fitoplâncton dos principais rios da planície de inundação do Alto Rio Paraná, Brasil: influência de reservatórios a montante

The interannual variation of phytoplankton communities in the three main rivers of the Upper Paraná River floodplain is evaluated in relation to changes in the hydrosedimentological regime. These changes are a result of climatic variability and the formation of Porto Primavera Reservoir, located at the upper Paraná River. Phytoplankton species richness and density were investigated in rivers during a prior period (1993-1994) and eight years after reservoir impoundment (2000-2007). Multiple analyses were conducted to test the differences between these time periods in order to find predictor variables for phytoplankton attributes. A total of 454 phytoplanktonic taxa were found. The regression analysis revealed significant differences between periods. In the years following construction of the Porto Primavera dam, species richness was lower in the Paraná River and density was higher in the three rivers. In general, the algal density decreased from 2005 to 2007. Diatoms and cyanobacteria contributed significantly to the total density during the period from March 1993 to February 1994. The years 2000-2007 presented the lowest diatom contribution to species richness and the highest cyanobacteria contribution. From 2000 on, cryptomonads and cyanobacteria dominated. The interannual variability of phytoplankton was probably influenced by changes in hydrosedimentological regime due to climatic variations (La Niña and El Niño - Southern Oscillation events - ENSO) and the operational procedures associated with an upstream reservoirs. Studies on climatic variability and its effects on hydrosedimentological regimes of the Paraná, Baía and Ivinhema rivers and the biota therein are necessary to obtain subsidies for management, including decisions related to the operation of dams upstream and downstream of the study area, with the purpose of minimizing risks to the Environmental Protection Area.

A variação interanual da estrutura fitoplanctônica nos três principais rios da planície de inundação do Alto Rio Paraná foi avaliada em relação às modificações no regime hidrossedimentológico. Essas modificações são resultantes da variabilidade climática e da formação do reservatório de Porto Primavera, localizado no Alto Rio Paraná. Foi avaliada a riqueza de espécies e a densidade, em um período anterior à construção da UHE de Porto Primavera (1993-1994) e nos 8 anos seguintes (2000-2007) a formação do reservatório. Foram realizadas análises de regressão múltipla para testar as diferenças entre os períodos e buscar variáveis preditoras dos atributos fitoplanctônicos analisados. Foram registrados 454 táxons. A análise de regressão evidenciou variações significativas entre os períodos analisados. A riqueza de espécies foi menor no Rio Paraná e a densidade fitoplanctônica foi maior nos três rios nos anos seguintes à formação do reservatório de Porto Primavera. Registrou-se um decréscimo nos valores de densidade nos anos de 2005 a 2007. Diatomáceas e cianobactérias contribuíram significativamente para a densidade durante o período de março de 1993 a fevereiro de 1994. No período de 2000 a 2007 ocorreu menor contribuição de diatomáceas e, maior contribuição de cianobactérias para a riqueza de espécies. A partir de 2000, criptofíceas e cianobactérias dominaram. As alterações nos atributos analisados também estiveram associadas às flutuações no regime hidrossedimentológico dos rios estudados, provavelmente, influenciadas pelas fases La Niña e El Niño (Oscilação Sul - ENOS). Estes resultados salientam a necessidade de estudos enfocando a variabilidade climática e seus efeitos sobre o regime hidrossedimentológico do Rio Paraná e, sobre sua biota, de modo a fornecer subsídios para o manejo adequado, incluindo decisões quanto à operação das barragens situadas a montante e jusante da região de estudo, para minimizar as perdas de biodiversidade nesta ...

Effects of the flood regime on the body condition of fish of different trophic guilds in the Upper Paraná River floodplain, Brazil

In this study, we evaluated the influence of various hydrological cycles on the feeding body condition of fish species of different trophic guilds in the Paraná River floodplain, as well as the impacts of upstream impoundments on fish conditions. Attributes of the river floods (duration, time of year, intensity, and variability in a given year) and the body condition, measured by the mean residuals of length-weight ratios, of the detritivorous, herbivorous, insectivorous, invertivores, omnivorous, piscivorous, and planktivorous species were evaluated. Fish were sampled during a period before (1986-1994) and after (2000-2004) the completion of filling of the Porto Primavera Reservoir, which is located upstream from the floodplain area under study. Three sub-basins in the floodplain were sampled: the Ivinheima River, which has no dams; the Paraná River, which has several dams; and the Baia River, which is influenced by the Paraná. A two-way ANOVA identified significant variations in mean body conditions for localities and for the hydrological cycles, and the interactions were also significant. The findings revealed that before the Porto Primavera Reservoir was filled, the body condition of the feeding guilds varied similarly in the three sub basins, but this pattern was not observed after filling was completed. However, in years with minor or no floods, the body condition was high, especially in the sub-basins influenced by Porto Primavera (Paraná and Baía). Pearson's and Spearman's correlations showed that most effects of the floods were unfavorable to the body condition of the guilds, except for the annual variation in water level, which aids herbivores in accessing allochthonous food resources. Detritivores were negatively affected by all flood attributes. A correlation between the relative stomach weight (mean residual of the ratio of total and stomach weights) and the body condition demonstrated the poor relationship between the amount of food intake and weight gain; insectivores were the exception, showing a significant negative correlation. Therefore, for this guild, there is evidence that their food sources during floods have low nutritional value. It is hypothesized that dry years lead to improvement in the nutritional quality of food resources, and that the water released from the upstream dam dilutes and removes these resources without providing new food inputs. This exacerbates the effects of floods on body conditions.

Nesse estudo, buscou-se avaliar a influência de diversos ciclos hidrológicos sobre a condição nutricional de peixes de diferentes categorias tróficas, na planície alagável do alto rio Paraná, bem como dos impactos de represamentos a montante, sobre esse processo. Para isso foram avaliados os atributos das cheias anuais (duração, época, intensidade, variabilidade) e a condição nutricional dos peixes, medida pelos resíduos médios da relação entre o peso e o comprimento de espécies detritívoras, herbívoras, insetívoras, invertívoras, onívoras, piscívoras e planctívoras. Os peixes foram coletados em período anterior (1986-1995) e posterior (2000-2004) ao represamento de Porto Primavera, a montante, em três subsistemas da planície alágável do alto rio Paraná, Ivinheima (sem controle por represamentos), Paraná (com represamentos) e Baía (influenciado pelo rio Paraná). Uma análise de variância (ANOVA bifatorial) revelou variações significantes na condição nutricional média dos peixes, tanto entre subsistemas e ciclos hidrológicos, como em suas interações. Os resultados evidenciaram que antes do represamento, as variações na condição nutricional dos peixes foram similares entre os subsistemas, divergindo no período subseqüente, e que em anos com cheias incipientes ou nulas a condição nutricional foi elevada, especialmente nos subsistemas influenciados pelo represamento a montante. As correlações de Pearson e Spearman revelaram que, pelo menos parte dos atributos das cheias foram adversos para os peixes de diferentes categorias tróficas, exceto a variabilidade anual dos níveis fluviométricos, que possibilitou às espécies herbívoras o acesso periódico a fontes de alimento externas. As espécies detritívoras foram afetadas negativamente por todos os atributos da cheia. As mesmas correlações realizadas entre o peso relativo do estômago (resíduo médio da relação peso do estomago-peso total) e a condição nutricional demonstraram ausência de relação entre a quantidade de alimento ingerida e o ganho de peso, exceto para as espécies insetívoras, para as quais a correlação mostrou-se significativamente negativa, sugerindo ser sua fonte de recurso durante as cheias de menor valor nutricional. Postula-se que os anos secos permitem uma melhoria na qualidade nutricional dos recursos alimentares e que os efluentes de barragem promovem a diluição e o arraste desses recursos, sem que se promovam novos aportes, potencializando o efeito das cheias sobre a condição nutricional dos peixes, independente de seus hábitos alimentares.

Interannual variability of phytoplankton in the main rivers of the Upper Paraná River floodplain, Brazil: influence of upstream reservoirs

The interannual variation of phytoplankton communities in the three main rivers of the Upper Paraná River floodplain is evaluated in relation to changes in the hydrosedimentological regime. These changes are a result of climatic variability and the formation of Porto Primavera Reservoir, located at the upper Paraná River. Phytoplankton species richness and density were investigated in rivers during a prior period (1993-1994) and eight years after reservoir impoundment (2000-2007). Multiple analyses were conducted to test the differences between these time periods in order to find predictor variables for phytoplankton attributes. A total of 454 phytoplanktonic taxa were found. The regression analysis revealed significant differences between periods. In the years following construction of the Porto Primavera dam, species richness was lower in the Paraná River and density was higher in the three rivers. In general, the algal density decreased from 2005 to 2007. Diatoms and cyanobacteria contributed significantly to the total density during the period from March 1993 to February 1994. The years 2000-2007 presented the lowest diatom contribution to species richness and the highest cyanobacteria contribution. From 2000 on, cryptomonads and cyanobacteria dominated. The interannual variability of phytoplankton was probably influenced by changes in hydrosedimentological regime due to climatic variations (La Niña and El Niño - Southern Oscillation events - ENSO) and the operational procedures associated with an upstream reservoirs. Studies on climatic variability and its effects on hydrosedimentological regimes of the Paraná, Baía and Ivinhema rivers and the biota therein are necessary to obtain subsidies for management, including decisions related to the operation of dams upstream and downstream of the study area, with the purpose of minimizing risks to the Environmental Protection Area.

A variação interanual da estrutura fitoplanctônica nos três principais rios da planície de inundação do Alto Rio Paraná foi avaliada em relação às modificações no regime hidrossedimentológico. Essas modificações são resultantes da variabilidade climática e da formação do reservatório de Porto Primavera, localizado no Alto Rio Paraná. Foi avaliada a riqueza de espécies e a densidade, em um período anterior à construção da UHE de Porto Primavera (1993-1994) e nos 8 anos seguintes (2000-2007) a formação do reservatório. Foram realizadas análises de regressão múltipla para testar as diferenças entre os períodos e buscar variáveis preditoras dos atributos fitoplanctônicos analisados. Foram registrados 454 táxons. A análise de regressão evidenciou variações significativas entre os períodos analisados. A riqueza de espécies foi menor no Rio Paraná e a densidade fitoplanctônica foi maior nos três rios nos anos seguintes à formação do reservatório de Porto Primavera. Registrou-se um decréscimo nos valores de densidade nos anos de 2005 a 2007. Diatomáceas e cianobactérias contribuíram significativamente para a densidade durante o período de março de 1993 a fevereiro de 1994. No período de 2000 a 2007 ocorreu menor contribuição de diatomáceas e, maior contribuição de cianobactérias para a riqueza de espécies. A partir de 2000, criptofíceas e cianobactérias dominaram. As alterações nos atributos analisados também estiveram associadas às flutuações no regime hidrossedimentológico dos rios estudados, provavelmente, influenciadas pelas fases La Niña e El Niño (Oscilação Sul - ENOS). Estes resultados salientam a necessidade de estudos enfocando a variabilidade climática e seus efeitos sobre o regime hidrossedimentológico do Rio Paraná e, sobre sua biota, de modo a fornecer subsídios para o manejo adequado, incluindo decisões quanto à operação das barragens situadas a montante e jusante da região de estudo, para minimizar as perdas de biodiversidade nesta Área de Preservação Ambiental.