Physical habitat simulation for small-sized characid fish species from tropical rivers in Brazil

Physical habitat simulation (PHABSIM) is an important step of the instream flow incremental methodology (IFIM), which is applied to establish environmental flow regimes. This study applied the PHABSIM in two reaches of the Velhas river basin, whose long-term discharges are similar but are under different degrees of impact. Suitability curves were obtained for fish species using traditional methods (Astyanax sp., Piabarchus stramineus, Piabina argentea and Serrapinnus heterodon) and generalized additive models for fish density (Astyanax sp., P. argentea and S. heterodon). The results of habitat use depended on the method for curves generation. Applying the suitability curves by traditional methods, different discharge scenarios were simulated. The flow increasing from a dry scenario to a discharge of 1 year of return promotes a possible habitat increase for all species. However, the same hydrological flow percentiles produce different habitat proportions in different rivers. This work demonstrates that regardless of how suitability curves for the Neotropical species are generated, caution should be taken when applying them. However, the PHABSIM method allows more complex analyses than the traditional approaches based on minimal flow estimations, which is usually applied in South America.(AU)

A simulação de habitat para espécies de peixes (PHABSIM) é uma etapa importante do método Instream Flow Incremental Methodology (IFIM), cuja aplicação está relacionada a determinação da vazão ecológica. O presente estudo aplicou PHABSIM em dois trechos da bacia do rio das Velhas, cujas vazões de médio prazo são semelhantes, mas sob condições de conservação ambiental diferente. Curvas de aptidão foram obtidas para Astyanax sp., Piabarchus stramineus, Piabina argentea e Serrapinnus heterodon através do método tradicional e ajustando modelo aditivos generalizados (Astyanax sp., P. argentea e S. heterodon). Os resultados sugerem uso de habitats diferentes dependendo do modelo utilizado para gerar as curvas. Aplicando as curvas obtidas pelo método tradicional no PHABSIM, diferentes cenários de vazão foram simulados. O aumento da vazão para cheia de um ano de retorno aumenta o habitat provável para todas as espécies. Entretanto, mesmo cenário de vazão, fornecido por análise de hidrológica de percentis de ocorrência, fornece diferente proporção de habitat em diferentes rios. O trabalho demonstra que curvas de aptidão para espécies neotropicais, independentemente da forma de geração, devem ser usadas com cautela. Entretanto, o método PHABSIM permite análises mais elaboradas do que as tradicionais estimativas de vazão mínima empregadas na América do Sul.(AU)

Influence of peak flow changes on the macroinvertebrate drift downstream of a Brazilian hydroelectric dam / Influência de alterações de vazão sobre a deriva de macroinvertebrados a jusante de uma barragem hidrelétrica brasileira

Successive daily peak flows from hydropower plants can disrupt aquatic ecosystems and alter the composition and structure of macroinvertebrates downstream. We evaluated the influence of peak flow changes on macroinvertebrate drift downstream of a hydroelectric plant as a basis for determining ecological flows that might reduce the disturbance of aquatic biota. The aim of this study was to assess the influence of flow fluctuations on the seasonal and daily drift patterns of macroinvertebrates. We collected macroinvertebrates during fixed flow rates (323 m3.s1 in the wet season and 111 m3.s1 in the dry season) and when peak flows fluctuated (378 to 481 m3.s1 in the wet season, and 109 to 173 m3.s1 in the dry season) in 2010. We collected 31,924 organisms belonging to 46 taxa in the four sampling periods. Taxonomic composition and densities of drifting invertebrates differed between fixed and fluctuating flows, in both wet and dry seasons, but family richness varied insignificantly. We conclude that macroinvertebrate assemblages downstream of dams are influenced by daily peak flow fluctuations. When making environmental flow decisions for dams, it would be wise to consider drifting macroinvertebrates because they reflect ecological changes in downstream biological assemblages.

Os sucessivos pulsos diários de vazão decorrentes da operação de usinas hidrelétricas podem perturbar os ecossistemas aquáticos e alterar a composição e estrutura de macroinvertebrados a jusante de barramentos. Nós avaliamos a influência de alterações de vazão sobre a deriva de macroinvertebrados a jusante de uma barragem hidrelétrica como subsídio para a determinação de vazões ecológicas que podem reduzir os distúrbios sobre a biota aquática. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência das flutuações de vazão sobre os padrões sazonais e diários de deriva de macroinvertebrados. Nós coletamos os macroinvertebrados durante períodos de vazão fixa (323 m3.s1 na estação de chuvas e 111 m3.s1 na estação seca) e com flutuações de vazão (378 - 481 m3.s1 na estação de chuvas e 109 - 173 m3.s1 na estação seca) no ano de 2010. Foram coletados 31.924 organismos distribuídos em 46 taxa nos quatro períodos amostrais. A composição taxonômica e a densidade de invertebrados a deriva diferiram entre os períodos com vazão fixa e flutuante, tanto na estação de chuvas quanto na seca, mas a riqueza taxonômica não variou significativamente. Em conclusão, as comunidades de macroinvertebrados a jusante de barragens são influenciadas pelas flutuações diárias na vazão. Portanto, os macroinvertebrados a deriva devem ser considerados nos cálculos de vazões ambientais, pois eles claramente refletem as mudanças ecológicas nas comunidades biológicas a jusante de barragens hidrelétricas.