Effects of an atypical drought on the benthic macroinvertebrate community in a tropical reservoir / Efeitos de uma seca atípica sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em um reservatório tropical

Abstract Atypical drought events have increasingly occurred in Brazil over the last years due to global climate changes. However, their consequences on aquatic biota in reservoirs are poorly known. We tested the hypothesis that macroinvertebrate communities are negatively affected by atypical drought events, given the sensitivity of many taxa to environmental changes. We predicted that: (a) there would be changes in limnological and sediment parameters between a regular year and an atypical year, (b) abundance and richness of the genera of Chironomidae and of exotic species would be higher due to the enhanced ability of these organisms to adapt to changes in the physical environment, and (c) community structure metrics (i. richness; ii. % richness; iii. abundance; iv. % abundance) would be affected by disturbance indices (i. Buffer Disturbance Index-BDI; ii. Local Disturbance Index-LDI; iii. Integrated Disturbance Index-IDI) in both years. The study was carried out in the reservoir of the Nova Ponte Hydroelectric Power Plant, state of Minas Gerais, comparing two sampling periods: a regular climatological year (2010) and an atypical drought year (2014). A total of 40 sampling sites were defined along the shore of the reservoir, and types of land use in the surrounding area of each site were measured, as well as physical habitat conditions, sediments, and benthic macroinvertebrate communities. Sampling was performed at these sites in the end of the rainy season in both years. The intensity of anthropogenic modifications was assessed at local scale and in the areas (buffers) surrounding the sampling sites using quantitative disturbance indices. There were striking differences in limnological parameters and sediment characteristics between sampling periods. Taxonomic richness was significantly lower in the drought year. As opposed to our predictions, richness and abundance of Chironomidae and exotic species did not increase with the atypical drought event. Besides, most community structure metrics showed a significant relationship with disturbance indices only during the regular climatological year, thus indicating that the large-scale effects of water stress may override the conditions of local habitats and the surrounding landscape. Therefore, in addition to a correct political-environmental management of water resources at local-scale, which includes maintaining the water quality and the riparian and landscape integrity, addressing large-scale climate issues is required for the maintenance of the ecological integrity of tropical reservoirs.

Resumo A ocorrência de episódios atípicos de seca vem crescendo nos últimos anos no Brasil em decorrência de mudanças globais no clima. Entretanto, as consequências disso para a biota aquática são ainda pouco conhecidas. Testamos a hipótese de que comunidades de macroinvertebrados são negativamente afetadas por eventos de seca atípica, dada a sensibilidade de muitos taxa às alterações ambientais. Nossas predições foram que (a) parâmetros limnológicos e características de sedimento seriam alterados em um ano de seca atípica, (b) encontraríamos maior abundância e riqueza de gêneros de Chironomidae e de espécies exóticas dada à alta capacidade destes organismos de adaptarem-se às mudanças no ambiente, (c) métricas de estrutura de comunidade (i. riqueza; ii. % riqueza; iii. abundância e iv. % abundância) seriam afetadas por índices de distúrbio (i. Índice de Distúrbio no Buffer-IDB; ii. Índice de Distúrbio Local-IDL e iii. Índice de Distúrbio Integrado-IDI) em ambos os anos. O estudo foi realizado no reservatório da Usina Hidrelétrica de Nova Ponte, Minas Gerais, comparando dois períodos amostrais: um ano climatológico normal (2010) e um ano de seca atípica (2014). Foram definidos 40 sítios amostrais na região litorânea do reservatório onde foram mensurados os tipos de usos do solo no entorno, condições de habitats físicos, características limnológicas na coluna d'água, sedimento e comunidades de macroinvertebrados bentônicos. A intensidade de alterações antrópicas foi avaliada em escala local e no entorno dos pontos amostrais (buffers) por meio de índices de distúrbio. Observamos diferenças expressivas nos parâmetros limnológicos e nas características dos sedimentos entre os dois períodos amostrais. A riqueza taxonômica foi significativamente menor no ano de seca. Ao contrário do esperado, os valores de riqueza e abundância de Chironomidae e de espécies exóticas não aumentaram com o evento extremo de seca. Paralelamente, a maioria das métricas de estrutura de comunidade apresentou relação significativa com os índices de distúrbio somente durante o ano climatológico normal, indicando que os efeitos de estresse hídrico em larga escala podem se sobrepor às condições locais de habitat e de paisagem circundante. Portanto, deve ser considerada não só a correta gestão político-ambiental de recursos hídricos em escala local, que inclui a manutenção da qualidade da água e da integridade da região ripária e uso do solo da região de entorno, mas também abordar questões climáticas em larga escala faz-se necessário para a manutenção da integridade ecológica em reservatórios tropicais.

Potential ecological distribution of alien mollusk Corbicula largillierti and its relationship with human disturbance in a semi-arid reservoir / Potencial ecológico de distribuição do molusco alienígena Corbicula largillierti e sua relação com perturbação humana em um reservatório no semiárido

The introduction of exotic mollusk species has resulted in loss of biodiversity in semi-arid neotropical aquatic ecosystems. This study aims to relate the presence and density of Corbicula largillierti species to human disturbance, providing data for the conservation and management of aquatic ecosystems. Specimens were collected at Epitácio Pessoa reservoir in December 2011 and June 2012, presenting densities of 20.96 and 62.89 individuals per square meter, respectively. Anthropic disturbance metrics were calculated considering the presence, type and intensity of disturbance in littoral, riparian and flood zones. The occurrence of C. largillierti was mainly associated to the variables total phosphorus (261.05 ± 342.22 µg/L) and total nitrogen (440.79 ± 103.77 µg/L), near to tributaries. The occurrence of exotic mollusk species is evidence of the need for freshwater ecosystem conservation and management, particularly in reservoirs used for water supply.

A introdução de espécies exóticas de moluscos resulta em perda de biodiversidade em ecossistemas aquáticos semiáridos neotropicais. Este estudo tem o objetivo de relacionar a presença e densidade da espécie Corbicula largillierti ao distúrbio humano, fornecendo dados para a conservação e manejo de ecossistemas aquáticos. Os espécimes foram coletados no reservatório Epitácio Pessoa em dezembro de 2011 e junho de 2012, com densidades de 20,96 e 62,89 indivíduos por metro quadrado, respectivamente. Métricas de perturbação antrópica foram calculadas considerando a presença, tipo e intensidade de perturbação nas zonas litorânea, ribeirinha e de inundação. A ocorrência de C. largillerti esteve associada ès variáveis fósforo total (261,05 ± 342,22 μg/L) e nitrogênio total (440,79 ± 103,77 μg/L), em locais próximos aos afluentes. A ocorrência de espécies exóticas de moluscos evidencia a necessidade de conservação e manejo de ecossistemas de água doce, principalmente em reservatórios utilizados para abastecimento de água.

Influence of environmental variables on stream fish fauna at multiple spatial scales

Effects of environmental variables at different spatial scales on freshwater fish assemblages are relatively unexplored in Neotropical ecosystems. However, those influences are important for developing management strategies to conserve fish diversity and water resources. We evaluated the influences of site- (in-stream) and catchment-scale (land use and cover) environmental variables on the abundance and occurrence of fish species in streams of the Upper Araguari River basin through use of variance partitioning with partial CCA. We sampled 38 1st to 3rd order stream sites in September 2009. We quantified site variables to calculate 11 physical habitat metrics and mapped catchment land use/cover. Site and catchment variables explained > 50% of the total variation in fish species. Site variables (fish abundance: 25.31%; occurrence: 24.51%) explained slightly more variation in fish species than catchment land use/cover (abundance: 22.69%; occurrence: 18.90%), indicating that factors at both scales are important. Because anthropogenic pressures at site and catchment scales both affect stream fish in the Upper Araguari River basin, both must be considered jointly to apply conservation strategies in an efficient manner.(AU)

Os efeitos das variáveis ambientais em diferentes escalas espaciais sobre as assembleias de peixes de água doce ainda é um tema pouco explorado na região Neotropical. Entretanto é um assunto de extrema relevância, pois gera subsídios para definições de estratégias de manejo e conservação de ictiofauna e dos recursos hídricos. Nós avaliamos a influência de variáveis ambientais em escalas local (dentro do rio) e da paisagem (uso e cobertura do solo) na abundância e ocorrência das espécies de peixes de riachos da bacia do alto rio Araguari através da partição da variância usando CCA parcial. Um total de 38 riachos de até 3ª ordem foi amostrado em setembro de 2009. Nós quantificamos variáveis locais para calcular 11 métricas de hábitats físicos e mapeamos o uso e cobertura do solo. O conjunto de dados (variáveis locais e da paisagem) explicou mais de 50% da variação total nas espécies de peixes. Variáveis em escala local (abundância: 25,31%; ocorrência: 24,51%) explicaram levemente uma maior variação nas assembleias de peixes do que o uso e cobertura do solo (abundância: 22,69%; ocorrência: 18,90%), indicando que os fatores em ambas as escalas de estudo são importantes. Uma vez que a influência antrópica em diferentes escalas afeta as espécies de peixes em riachos da bacia do alto rio Araguari, ambas devem ser consideradas juntamente para a adoção de estratégias de conservação de uma forma racional.(AU)

Ecological assessment of a southeastern Brazil reservoir / Avaliação Ecológica de um reservatório no sudeste do Brasil

Reservoirs are artificial ecosystems with multiple functions having direct and indirect benefits to humans; however, they also cause ecological changes and influence the composition and structure of aquatic biota. Our objectives were to: (1) assess the environmental condition of Nova Ponte Reservoir, Minas Gerais state, southeastern Brazil; and (2) determine how the aquatic biota respond to disturbances. A total of 40 sites in the littoral zone of the reservoir were sampled to characterize physical and chemical habitat, land use, and benthic macroinvertebrate and fish assemblages. The predominant type of land cover near the reservoir was natural vegetation. A total of 29 fish species and 39 macroinvertebrate taxa were collected, including eight alien species. Most sites had intermediate levels of human disturbance, however, high levels of degradation were associated with high proportions of alien species. Disturbances at multiple scales may alter natural patterns and processes, leading to environmental changes and damaging biological communities. Our results reinforce the importance of assessing reservoir ecological conditions at several scales. The study of land use, littoral zone physical habitat characteristics, water quality, and assemblage structure set the ground for proposing actions to rehabilitate and conserve aquatic ecosystems.

Reservatórios são ecossistemas artificiais com múltiplas funções e que oferecem benefícios diretos e indiretos ao homem; no entanto, também causam mudanças ecológicas e influenciam a composição e estrutura da biota aquática. Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar a condição ambiental do reservatório de Nova Ponte, Estado de Minas Gerais, sudeste do Brasil; e (2) verificar se a biota aquática responde aos distúrbios. No total, 40 sítios amostrais na região litorânea do reservatório foram amostrados para caracterizar os habitats físicos e químicos, cobertura e uso do solo, assembleias de macroinvertebrados e peixes. Vegetação natural de cerrado foi o tipo predominante de cobertura do solo no entorno do reservatório. 29 espécies de peixes e 39 taxa de macroinvertebrados bentônicos foram coletadas, incluindo oito espécies exóticas. A maioria dos sítios amostrais possui níveis intermediários de distúrbio antrópico, porém o aumento de alterações antrópicas foi associado ao aumento do número e abundância de espécies exóticas. Distúrbios em múltiplas escalas podem alterar os padrões e processos naturais, levando a mudanças ambientais e nas comunidades biológicas. Nossos resultados reforçam a importância de avaliar as condições ecológicas do reservatório em várias escalas. O estudo do uso e cobertura do solo, características de habitats físicos na zona litorânea, características limnológicas e estrutura das assembléias fornecem bases para a proposição de ações para reabilitação e conservação de ecossistemas aquáticos.

First record of Corbicula largillierti (Philippi 1844) in the Paraíba River Basin and potential implications from water diversion of the São Francisco River / Primeiro registro de Corbicula largillierti (Philippi 1844) na bacia do Rio Paraíba e implicações potenciais com a transposição das águas do Rio São Francisco

Corbicula largillierti is a native mollusk from China. In Brazil, this species was first recorded in the Pantanal of Mato Grosso. This short communication reports the occurrence of C. largillierti for the first time in the Paraíba river basin (Brazilian semi-arid), and also considers the risk of introduction of other molluscs invaders in this basin due to the diversion of water from the São Francisco River. Densities of individuals ranged from 33 to 65 ind.m-2 (maximum values of 484 ind.m-2) in coarse sediment (gravel, 2-4 mm). The diversion of waters from the São Francisco river can lead to the introduction of new species, enhancing ecological problems in the Paraiba river basin.

Corbicula largillierti é um molusco nativo da China. No Brasil esta espécie foi registrada primeiramente no Pantanal do Mato Grosso. Esta nota registra a primeira ocorrência de C. largillierti na bacia do Rio Paraíba (semiárido brasileiro). Considera também os riscos potenciais de introdução de outros moluscos invasores nesta bacia devido è transposição das águas do Rio São Francisco. As densidades do molusco variaram de 33 a 65 ind.m-2 (atingindo valor máximo de 484 ind.m-2) em sedimentos grossos (cascalho, 2-4 mm). A transposição das águas do Rio São Francisco pode ocasionar a introdução de novas espécies exóticas potencializando problemas ecológicos na bacia do Rio Paraíba.

Water quality and diversity of yeasts from tropical lakes and rivers from the Rio Doce basin in Southeastern Brazil

Yeast communities were assessed in 14 rivers and four lakes from the Doce River basin in Brazil, during the rainy and dry seasons of the years 2000 and 2001. Water samples were collected at the subsurface in all sites. The following physical and chemical parameters were measured: temperature, dissolved oxygen, pH, electrical conductivity, total phosphorus, ortho-phosphate, ammonium, nitrate, nitrite and total nitrogen and the counts of faecal coliforms and heterotrophic bacteria were carried out to characterize the aquatic environmental sampled. The yeast counts were higher in aquatic environments with the highest counts of coliform and heterotrophic bacteria. These environments receive a high influx of domestic and industrial waste. A total of 317 isolates identified in forty eight yeast species were recorded in the sites sampled and the specie Aureobasidium pullulans were found in eleven out of eighteen sites sampled and some opportunistic pathogens such as the yeast species Candida krusei were isolated only in the polluted rivers with a positive correlation with the biotic and abiotic parameters that indicate sewage contamination.

Dynamics of allochthonous organic matter in a tropical Brazilian headstream

The species composition of the riparian vegetation and the seasonal contribution of input and storage of fine and coarse particulate organic matter were assessed in a 3rd order stretch. Fourteen tree species in the riparian zone were identified, with 3 species contributing with 68 percent of total litter input: Miconia chartacea Triana (43 percent), Miconia cyathanthera Triana (16 percent) and Erythroxylum pelletarianum St. Hil (9 percent). The allochthonous input of coarse particulate organic matter (CPOM) was composed mainly by leaves (over 50 percent). Species composition and the contribution of each plant species biomass for vertical, lateral and soil inputs and benthic stocks varied along the study period. The maximum values found in September, November and December coincided with the beginning of the rainy season. There were no differences between the allochthonous vertical and lateral inputs of CPOM to the stream. Differently to other studies, this result was probably due to the peculiar composition of streamÆs riparian vegetation at Serra do Cipó.

Foram determinadas as espécies que compõem a vegetação ripária e avaliada a variação sazonal da entrada e o estoque de matéria orgânica particulada grossa (MOPG) em um trecho de 3ª ordem. Três espécies dentre 14 identificadas foram as mais abundantes na região ripária: Miconia chartacea Triana (43 por cento), Miconia cyathanthera Triana (16 por cento) and Erythroxylum pelletarianum St. Hil (9 por cento). A matéria orgânica particulada alóctone foi composta principalmente por folhas (acima de 50 por cento) Foi observado que MOPG e MOPF no estoque bêntico aumentou de julho a dezembro de 2001, sendo mais elevado em setembro, novembro e dezembro com o início da estação chuvosa. A composição de espécies e a biomassa de cada espécie no aporte de matéria orgânica vertical, lateral, no solo e estoque bêntico variaram ao longo do período estudado. Não foram encontradas diferenças significativas entre os aportes de matéria orgânica vertical, lateral e no solo. Este resultado contraria os encontrados em outros estudos, o que provavelmente expressa um caráter peculiar da vegetação ripária dos riachos de altitude na Serra do Cipó.

Mayfly diversity in the brazilian tropical headwaters of Serra do Cipó

Os objetivos foram avaliar a distribuição espaço-temporal, estrutura de assembléias e associações de ninfas de Ephemeroptera com substratos em 5 ecossistemas lóticos nas nascentes das bacias dos rios Doce e São Francisco, Brasil. As amostragens foram realizadas em 24 estações, nos períodos de chuvas e seca de 1998. No total, 7,066 organismos foram coletados, pertencentes a 27 gêneros e 6 famílias. Os taxa dominantes foram Americabaetis, Paracloeodes, Leptohyphes e Hagenulus. No período de chuvas foram observados maiores valores dos indices de riqueza taxonômica, diversidade e equitabilidade na bacia do rio São Francisco, enquanto que no período de seca, a riqueza taxonômica foi maior na bacia do rio Doce. Não foram encontradas diferenças significativas dos valores dos indices de riqueza, equitabilidade, diversidade e densidade de ninfas de Ephemeroptera entre os dois períodos estudados. Os resultados obtidos sugerem que a diversidade das assembléias de Ephemeroptera nas cabeceiras da Serra do Cipó são provavelmente devido a características ecológicas dos ecossistemas aquáticos e bacias hidrográficas estudadas.

Distributional congruence among aquatic plants: invertebrates and fishes withim the Río Paraguay Basin, Paraguay

Hipótesis nulas concernientes a distribuciones de especies al azar con respecto a subregiones y macrohábitats dentro del Río Paraguay son examinadas con datos provenientes de 131 especies de macrocrustáceos e invertebrados bénticos y 186 especies de plantas acuáticas. Los patrones son comparados con el resultado de distrubuciones de peces presentedos por Chernoff et al. (2004). Los datos provenientes de invertebrados mostraron un patrón identico entre subregiones, como es evidente en las distribuciones de peces. Los resulatdos apoyan el reconocimiento de dos zonas:i) la zona del Río Paraguay incluyendo las regiones superiores e inferiores del Río Negro, ii) la zona del Río Apa incluyendo el Río Apa y el Riacho La Paz. Para todos los grupos de datos, la zona del Río Paraguay posee una mayor riqueza de especies que la zona del Río Apa. La frontera entre las zonas es abrupta, lo cual es tamién apoyado por los datos provenientes de las plantas. Solo 11 de 186 especies de plantas fueron encontradas en ambas zonas. No existen patrones de congruencia entre macrohábotats. Datos de plantas e invertebrados contienen muchos valores que no son diferentes de las medias de similaridades al azar. Los datos provenientes de las plantas demuestra una relación entre hábitats de orilla y arena, los cuales están más sometidos a grandes corrientes que los otros hábitats. Las plantas encontradas en hábitats de aguas negras poseen poca similaridad con otros macrohábitats. Basado en estas observaciones, se concluye que habitats significantes dentro de cada zona deben ser preservados para mantener una gran porción de la biodiversidad

The use of rapid assessment aproach to discuss ecologicalrheories in wetland systems: southern Brazil

El Programa de Evaluación Rápida (RAP) es una herramienta que puede ser usada para seleccionar áreas prioritarias para conservación de la biodiversidad. La relación entre diversidad de especies y tamaño del ecosistema ha sido investigada por biólogos, principalmente en ecosistemas terrestres. Estudios sobre diversidad de algas, macrófitos y macroinvertebrados han sido llevadas a cabo recientemente en la Cuenca del Río do Sinos (sur de Brasil) a través del programa Aqua-Rap. La selección de las humedales (distintos tamaños y clases) fue fundamental para discutir la relación entre la diversidad de especies y el tamaño del ecosistema. Sólo la riqueza de macrófitos estuvo correlacionadas en el tamaño de los humedales. La riqueza de algas y macroinvertebrados no estuvo influenciada por el tamaño de estos sistemas. Estos resultados muestran la importancia de la inclusión de diferentes comunidades biológicas para testar teorías ecológicas y proponer estrategias a los programas de conservación