Influence of urbanization on stream fish assemblages in three microbasins in the Upper Paraná River Basin / Influência da urbanização em assembleias de peixes de riachos em três microbacias na bacia do Alto Rio Paraná

Abstract The colonization pattern of fish assemblages in streams is often studied in the context of environmental filters. On the other hand, when fish assemblages are subjected to anthropogenic effects, variables associated with environmental quality assume more importance. Therefore, this work evaluated the richness and composition of fish from streams sampled at different urbanization levels, aiming to determine any direct effects on the structure of fish assemblages. To accomplish this, samples were collected from 2003 to 2011 at 31 sites distributed among 3 microbasins in the Rio Ivinhema Basin, Alto Rio Paraná. Based on environmental variables, physicochemical of the water and analysis of the use and occupation of the soil, the microbasins were classified into different urbanization levels (low, medium and high). A total of 4,320 individuals were sampled, out of which 57 fish species were recorded. Sampled sites with medium urbanization level presented higher richness compared to sampled sites with high urbanization level which presented lower richness. Species richness in these sites was explained mainly by water temperature and water velocity. Results confirmed that urbanization does directly affect environmental integrity, which, in turn, can lead to the homogenization of stream assemblages.

Resumo Estudos sobre assembleias de peixes em riachos enfatizam o papel dos filtros ambientais associados ao padrão de colonização das assembleias, por outro lado, quando a assembleia está sujeita aos efeitos antropogênicos, as variáveis ambientais associadas à qualidade ambiental assumem maior importância. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi analisar a riqueza e a composição de peixes de riachos amostrados em diferentes níveis de urbanização, buscando evidenciar se o efeito reflete diretamente na estrutura das assembleias. As amostragens foram realizadas em 31 locais distribuídos em três microbacias na bacia Rio Ivinhema, Alto Rio Paraná, no período de 2003 a 2011. Com base nas variáveis ambientais, físico-químicos da água e análise do uso e ocupação do solo as microbacias foram classificadas em diferentes níveis de urbanização (baixo, médio e alto). Foram amostrados um total 4.320 indivíduos, dos quais foram registradas 57 espécies de peixes. Os locais amostrados com influência média da urbanização apresentaram maior riqueza de espécies, entretanto, os locais amostrados com alta influência da urbanização apresentaram menor riqueza de espécies. Dessa forma, constatamos que a urbanização influencia diretamente na integridade ambiental, que pode levar a homogeneização das assembleias de riachos.

Influence of urbanization on stream fish assemblages in three microbasins in the Upper Paraná River Basin / Influência da urbanização em assembleias de peixes de riachos em três microbacias na bacia do Alto Rio Paraná

The colonization pattern of fish assemblages in streams is often studied in the context of environmental filters. On the other hand, when fish assemblages are subjected to anthropogenic effects, variables associated with environmental quality assume more importance. Therefore, this work evaluated the richness and composition of fish from streams sampled at different urbanization levels, aiming to determine any direct effects on the structure of fish assemblages. To accomplish this, samples were collected from 2003 to 2011 at 31 sites distributed among 3 microbasins in the Rio Ivinhema Basin, Alto Rio Paraná. Based on environmental variables, physicochemical of the water and analysis of the use and occupation of the soil, the microbasins were classified into different urbanization levels (low, medium and high). A total of 4,320 individuals were sampled, out of which 57 fish species were recorded. Sampled sites with medium urbanization level presented higher richness compared to sampled sites with high urbanization level which presented lower richness. Species richness in these sites was explained mainly by water temperature and water velocity. Results confirmed that urbanization does directly affect environmental integrity, which, in turn, can lead to the homogenization of stream assemblages.

Estudos sobre assembleias de peixes em riachos enfatizam o papel dos filtros ambientais associados ao padrão de colonização das assembleias, por outro lado, quando a assembleia está sujeita aos efeitos antropogênicos, as variáveis ambientais associadas à qualidade ambiental assumem maior importância. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi analisar a riqueza e a composição de peixes de riachos amostrados em diferentes níveis de urbanização, buscando evidenciar se o efeito reflete diretamente na estrutura das assembleias. As amostragens foram realizadas em 31 locais distribuídos em três microbacias na bacia Rio Ivinhema, Alto Rio Paraná, no período de 2003 a 2011. Com base nas variáveis ambientais, físico-químicos da água e análise do uso e ocupação do solo as microbacias foram classificadas em diferentes níveis de urbanização (baixo, médio e alto). Foram amostrados um total 4.320 indivíduos, dos quais foram registradas 57 espécies de peixes. Os locais amostrados com influência média da urbanização apresentaram maior riqueza de espécies, entretanto, os locais amostrados com alta influência da urbanização apresentaram menor riqueza de espécies. Dessa forma, constatamos que a urbanização influencia diretamente na integridade ambiental, que pode levar a homogeneização das assembleias de riachos.

Influence of urbanization on stream fish assemblages in three microbasins in the Upper Paraná River Basin

Abstract The colonization pattern of fish assemblages in streams is often studied in the context of environmental filters. On the other hand, when fish assemblages are subjected to anthropogenic effects, variables associated with environmental quality assume more importance. Therefore, this work evaluated the richness and composition of fish from streams sampled at different urbanization levels, aiming to determine any direct effects on the structure of fish assemblages. To accomplish this, samples were collected from 2003 to 2011 at 31 sites distributed among 3 microbasins in the Rio Ivinhema Basin, Alto Rio Paraná. Based on environmental variables, physicochemical of the water and analysis of the use and occupation of the soil, the microbasins were classified into different urbanization levels (low, medium and high). A total of 4,320 individuals were sampled, out of which 57 fish species were recorded. Sampled sites with medium urbanization level presented higher richness compared to sampled sites with high urbanization level which presented lower richness. Species richness in these sites was explained mainly by water temperature and water velocity. Results confirmed that urbanization does directly affect environmental integrity, which, in turn, can lead to the homogenization of stream assemblages.

Resumo Estudos sobre assembleias de peixes em riachos enfatizam o papel dos filtros ambientais associados ao padrão de colonização das assembleias, por outro lado, quando a assembleia está sujeita aos efeitos antropogênicos, as variáveis ambientais associadas à qualidade ambiental assumem maior importância. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi analisar a riqueza e a composição de peixes de riachos amostrados em diferentes níveis de urbanização, buscando evidenciar se o efeito reflete diretamente na estrutura das assembleias. As amostragens foram realizadas em 31 locais distribuídos em três microbacias na bacia Rio Ivinhema, Alto Rio Paraná, no período de 2003 a 2011. Com base nas variáveis ambientais, físico-químicos da água e análise do uso e ocupação do solo as microbacias foram classificadas em diferentes níveis de urbanização (baixo, médio e alto). Foram amostrados um total 4.320 indivíduos, dos quais foram registradas 57 espécies de peixes. Os locais amostrados com influência média da urbanização apresentaram maior riqueza de espécies, entretanto, os locais amostrados com alta influência da urbanização apresentaram menor riqueza de espécies. Dessa forma, constatamos que a urbanização influencia diretamente na integridade ambiental, que pode levar a homogeneização das assembleias de riachos.

Fish beta diversity responses to environmental heterogeneity and flood pulses are different according to reproductive guild

In floodplain communities, beta diversity is influenced by different factors; however, environmental heterogeneity and floods are believed to be particularly influential. The influence of environmental heterogeneity and floods on beta diversity may vary among guilds that present different ecological traits. This study evaluated the correlation between the environmental heterogeneity and flood periods and the beta diversity of trophic and reproductive guilds of fish assemblages. Sampling was conducted quarterly between 2000 and 2012 in the upper Paraná River floodplain. The environmental heterogeneity and period (i.e., dry or flood) were associated with the beta diversity of each guild based on the results of generalized least squares linear models. Only guilds with parental care were influenced by the interaction between environmental heterogeneity and period. The beta diversity of the other guilds presented no relationship between environmental heterogeneity and period. It is likely that species with parental care presented less dispersal capacity, which increased the dissimilarity among assemblages. The higher dispersion rates of the other guilds may be responsible for the lack of relationship between the beta diversity and the environmental heterogeneity and period. In sum, these results suggest that reproductive guilds influence how environmental heterogeneity and floods affect beta diversity variation.(AU)

A diversidade beta é influenciada por diferentes fatores em comunidades de planícies de inundação; contudo, acredita-se que a heterogeneidade ambiental e inundações sejam particularmente influentes. A influência da heterogeneidade ambiental e inundações na diversidade beta podem variar entre guildas que apresentam diferentes características ecológicas. Este estudo avaliou a correlação entre heterogeneidade ambiental, os períodos de inundação e a diversidade beta de guildas tróficas e reprodutivas de peixes. A amostragem foi realizada trimestralmente entre 2000 e 2012 na planície de inundação do Alto rio Paraná. Heterogeneidade ambiental e o período (i.e., seca ou cheia) foram associados à diversidade beta de cada guilda por modelos lineares de quadrados mínimos generalizados. Somente guildas com cuidados parentais foram influenciadas pela interação entre heterogeneidade ambiental e período. A diversidade beta das outras guildas não apresentou relação com heterogeneidade ambiental e período. É provável que espécies com cuidados parentais apresentem menor capacidade de dispersão, o que aumenta a diferença entre as assembleias. As maiores taxas de dispersão de outras guildas podem ser responsáveis pela ausência de relação entre a diversidade beta e heterogeneidade ambiental e o período. Em suma, os resultados sugerem que as guildas reprodutivas influenciam a forma como a heterogeneidade ambiental e as inundações afetam a variação da diversidade beta.(AU)

Variação espacial e temporal nas assembléias de peixes de riachos na bacia do rio Guiraí, Alto Rio Paraná / Spatial and temporal variation in stream fish assemblages of Guiraí River Basin, Upper Paraná Basin

This paper aims to characterize the fish assemblages and to quantify the importance of spatial and temporal variations on the organization of stream fish assemblages of Guiraí River Basin, Upper Paraná River Basin. The samples were taken every two months in seven streams, from October 2006 to August 2007. To examine these data, we used analysis such as cluster, similarity, variance, canonical correspondence and regression tree. We collected 64 species and the spatial variations of the assemblages were more evident than the temporal ones. The most important variables in determining the occurrence of the species were altitude of the region, stream width and depth and water velocity. This result indicates there is an interaction of regional factors (altitude) with local ones (depth, velocity and width) to define the species composition of each stream. The turnover in species composition was significantly influenced by stream depth and altitude. The differentiation on richness and species composition between upper and lower sites should allow richness increment at regional level (hydrographic basin), decreasing the niches overlap and maintenance of sub-populations (for wide-distributed species) which should to resist more to the antropic action over the habitat structure.

O presente trabalho procura caracterizar as comunidades de peixes relacionando a variação espacial e temporal com a organização das comunidades de peixes em riachos da bacia do rio Guiraí, Alto Rio Paraná. As amostragens foram realizadas bimestralmente em sete riachos, entre outubro/2006 e agosto/2007 e, para a análise destes dados, utilizamos análises de agrupamento, de similaridade, de variância, de correspondência canônica e árvore de regressão. Foram coletadas 64 espécies de peixes e a variação espacial das comunidades estudadas se mostrou mais evidente que a variação temporal. As variáveis mais importantes na determinação da ocorrência das espécies foram a altitude do trecho amostrado, largura e profundidade do riacho e velocidade da água, o que indica que há interação de fatores em escala regional (altitude) com fatores locais (profundidade, velocidade e largura) na definição da composição de espécies em cada um dos riachos amostrados. O turnover na composição de espécies foi significativamente influenciado pela profundidade e altitude dos riachos. A diferenciação na riqueza e composição de espécies entre os trechos superiores e inferiores da bacia pode permitir o incremento da riqueza em nível regional (bacia hidrográfica) através da diminuição da sobreposição de nichos, permitindo a manutenção de subconjuntos populacionais (para as espécies de distribuição ampla) que podem resistir melhor às alterações antrópicas na estrutura dos habitats.