Body size responses to land use in stream fish: the importance of different metrics and functional groups

Body size influences the effect of individuals and assemblages on ecosystem functioning and defines how they respond to ecosystem changes. We evaluated how body size structure of fish assemblages and functional groups respond to human modifications at catchment, riparian and local scales in 40 streams of the Pampa grasslands, southern Brazil. To describe body size structure, we calculated the mean, coefficient of variation, skewness, and kurtosis, using individual biomass data for the entire fish assemblages and separately by functional group. The results suggested that body size response depends on body size metrics, functional group, and the spatial scale of land use. From 11 functional groups, only five showed a clear response to land use. In general, most functional groups had a higher concentration of small sizes (left-skewed) in response to increased land use measured at distinct spatial scales (local, riparian, and catchment), and a greater concentration of sizes in a narrow and central distribution (higher kurtosis). However, the responses were complex and varied between the functional groups. We conclude that considering ecomorphological and trophic features separately by functional group and assessing multiple body size metrics contributed greatly to detecting the influence of land use on fish body size.(AU)

O tamanho corporal influencia o efeito de indivíduos e assembleias no funcionamento dos ecossistemas e define como estes respondem à alterações ambientais. Investigamos como a estrutura do tamanho corporal de assembleias e grupos funcionais de peixes responde ao uso da terra quantificado em três escalas espaciais (sub-bacia, ripária e local), em 40 riachos do Pampa, sul do Brasil. Para tanto, calculamos média, coeficiente de variação, assimetria e kurtose usando biomassa individual em nível de assembleia e grupo funcional. As respostas do tamanho corporal dependeram da métrica utilizada, do grupo funcional e da escala de uso da terra. Entre os 11 grupos funcionais identificados, apenas cinco mostraram uma resposta clara ao uso da terra. Em geral, a maioria dos grupos mostrou uma assimetria na distribuição em favor de menores tamanhos corporais e uma concentração de tamanhos em uma distribuição estreita e central (alta kurtose) em resposta ao uso da terra quantificado nas três escalas espaciais. Entretanto, as respostas foram complexas e variaram entre grupos funcionais. A consideração de atributos ecomorfológicos e tróficos separadamente por grupo funcional e a avaliação de múltiplas métricas contribuem de forma importante para detectar a influência do uso da terra no tamanho corporal de peixes.(AU)

Movement and longitudinal distribution of a migratory fish ( Salminus brasiliensis) in a small reservoir in southern Brazil

We investigated whether the movement and distribution of the migratory fish, Salminus brasiliensis, were affected by a small reservoir. We also examined how movement and distribution were related to water temperature, flow, and rainfall. In December 2011 and January 2012, 24 individuals were captured downstream from the dam, tagged with radio transmitters and released in the reservoir (5.46 km² total area). After being released in the reservoir, 18 of the 24 tagged fish travelled upstream, taking an average of 16.6 days to leave the reservoir, with daily movements varying from < 5 km/day to > 24 km/day. However, only seven tagged specimens (29.16%) returned to the lower reservoir section, while the rest remained in the intermediate and upper reservoir sections. Longitudinal distributions and movements were positively related to both upstream flow into the reservoir and water temperature. We found evidence that S. brasiliensis can recognize the longitudinal gradient and is able to continue its upstream migration. On the other hand, the reservoir negatively affected downstream movements, possibly because disorientation prevented movement to the lower reservoir section. Based on these results, we suggest that the impact of small reservoirs on migratory fish species should be objectively addressed in environmental impact assessments and management programs.(AU)

Neste estudo investigamos se o movimento e distribuição do peixe migrador, Salminus brasiliensis, são afetados por um pequeno reservatório. Também avaliamos como movimento e distribuição se relacionam com a temperatura da água, fluxo e pluviosidade. Em dezembro de 2011 e janeiro 2012, 24 indivíduos foram capturados a jusante da barragem, marcados com radiotransmissores e liberados no reservatório (5,46 km²). Depois de soltos, 18 dos 24 peixes marcados se deslocaram para montante, levando em média 16,6 dias para ultrapassar o reservatório com movimentos diários variando de < 5km/dia a > 24km/dia. Entretanto, apenas sete (29,16%) dos peixes marcados retornaram para seção inferior do reservatório, a maior parte mantendo-se nas seções intermediárias e superiores do reservatório. Distribuição longitudinal e movimento dos peixes foram relacionados positivamente com o fluxo de montante dentro do reservatório e com a temperatura da água. Assim, encontramos evidências que S. brasiliensis pode reconhecer o gradiente longitudinal e continuar sua migração ascendente. Por outro lado, nossos resultados também indicam que o movimento para jusante foi afetado, possivelmente, devido à desorientação, o que impede que os indivíduos alcancem as seções inferiores do reservatório. Com base nos resultados, sugerimos que impactos sobre peixes migratórios devem ser objetivamente abordados em avaliações ambientais e gestão ambiental de pequenos reservatórios.(AU)

Reproduction of two loricariid species in a confined river and implications for environmental impacts of dams

Fish reproduction in floodplain rivers is often linked to flow regime and with the inundation of floodplain habitats. However, in confined rivers, where floodplains are absent, the relation between reproduction and flow can in comparison be expected to be distinct. In this study, we describe the reproductive life-history of Hemiancistrus fuliginosus and Hypostomus isbrueckeri in a confined river and discuss its differences relative to floodplain loricariids and also the implications for effects of dam construction and flow regulation. We found the reproductive peak of both species occurred during lowering waters, just after maximum river flow, in contrast to floodplain species that tend to spawn during rising waters. The studied species presented attributes of equilibrium life-history strategy, which are related to predictable river flow variation. Because both species spawned during low river flow, which is historically predictable in summer, we suggest that their reproduction may be severely disrupted, depending on how flow regime is affected by dam operation. These results have implications for assessing and mitigating the impacts of river damming on fish populations in confined rivers, and we point to ecologically driven flow management and conservation of free-flowing rivers as mitigation and conservation alternatives.(AU)

A reprodução de peixes em rios com planície de inundação está associada ao regime de vazão e sua interação com os hábitats laterais. Entretanto, em rios confinados, sem planícies de inundação, pode-se esperar que a relação entre reprodução e vazão seja comparativamente distinta. Neste estudo, descrevemos as características reprodutivas da história de vida de Hemiancistrus fuliginosus e Hypostomus isbrueckeri em um rio confinado, discutimos as diferenças em relação à reprodução de loricarídeos em planícies de inundação e também as implicações para o efeito de barragens e manejo da vazão de rios. O pico reprodutivo de ambas as espécies ocorreu durante o período de baixa vazão, logo após o período de máxima vazão, contrastando com o padrão observado na reprodução de espécies em planícies de inundação, que ocorre principalmente no período de incremento de vazão. As duas espécies apresentaram história de vida com estratégia de equilíbrio. Pelo fato de ambas espécies desovarem durante a baixa vazão do rio, cuja ocorrência no verão é historicamente previsível, sugerimos que seus padrões de desova podem ser severamente alterados, dependendo de como o regime de vazão for afetado pela operação da barragem. Esses resultados têm implicações para avaliação e manejo de impactos ambientais de barragens em rios confinados, sendo que o manejo ecológico de vazão e a conservação de rios livres de barragens como alternativas de mitigação e conservação, respectivamente.(AU)

Life-history of the South American darter, Characidium pterostictum (Crenuchidae): evidence for small scale spatial variation in a piedmont stream

The present study compares the reproduction, condition and size of the small characiform fish, Characidium pterostictum, sampled at close sites differing in severity of flash flood effects. Data were obtained from seasonal samples in two sites situated 8 km apart in the same stream. In the upstream site, habitat is more severely affected by flash floods than in the downstream site, and this difference was hypothesized to produce differences in life history and individual reproduction trade-off patterns, as predicted by life-history theory. The results provided evidence for small-scale spatial variation in life-history and trade-off patterns within the studied population. At the most severely disturbed site, C. pterostictum displayed a trade-off pattern that favored reproductive life-span (e.g., larger size, higher and seasonally stable condition, larger mean size of mature females) over instantaneous reproductive output (lower gonadosomatic index), while the opposite pattern was observed in the less disturbed site. Because of the differences in disturbance effects between each sampling site, these results suggest that within-stream variability in the severity of hydrological disturbance can influence life-history patterns at small spatial scales. An implication of the results is that fish occupying areas that are hydrologically more variable within a stream are not necessarily at an energetic or reproductive disadvantage, but may be simply under environmental conditions that favor distinct patterns of energy allocation (or trade-offs) and population persistence, as predicted by life-history theory. Therefore, plasticity in life-history is expected to be common in stream fish populations that are widespread in a stream system with spatially variable or patchy habitat characteristics.

Este estudo compara a estrutura populacional e a reprodução do pequeno caraciforme, Characidium pterostictum, amostrado em locais sujeitos a diferentes efeitos de perturbações hidrológicas naturais (enxurradas). Os dados foram obtidos a partir de amostragens sazonais em dois trechos distando 8 km entre si, no mesmo riacho. No trecho a montante, o habitat é mais severamente afetado pelas enxurradas do que no trecho a jusante e, devido a esta diferença, testou-se a hipótese de que haveria contrastes em padrões de alocação de energia entre reprodução e sobrevivência individual, como previsto pela teoria de história de vida. No trecho a montante, C. pterostictum apresentou características que favorecem a longevidade reprodutiva (como maior tamanho, condição mais elevada e sazonalmente pouco variável, maior tamanho de fêmeas maduras) em relação ao desempenho reprodutivo instantâneo (menor índice gonadossomático). O padrão oposto foi observado no trecho a jusante. Devido às diferenças em termos de efeito de perturbação (enxurradas) em cada trecho, esses resultados sugerem que a variabilidade espacial de perturbações hidrológicas pode influenciar padrões de história de vida dentro de uma população. Outra implicação dos resultados, é que os peixes que ocupam locais hidrologicamente mais variáveis em um riacho não estão necessariamente em desvantagem energética ou reprodutiva, mas podem estar simplesmente sob condições ambientais que favorecem padrões distintos de alocação de energia e persistência da população. Dessa forma, pode-se esperar que a plasticidade de história de vida seja comum em populações de peixes que sejam amplamente distribuídas em um sistema de riachos com características de hábitat espacialmente variáveis ou em mosaico.