Ecological and biological patterns of stream fish studies from the Piracicaba-CapivariJundiaí Basin (PCJ Basin, SP) assessed through a systematic review / Padrões ecológicos e biológicos de estudos de peixes de riachos da Bacia PiracicabaCapivari-Jundiaí (Bacia PCJ, SP) avaliados por meio de uma revisão sistemática

Tropical streams are among the most threatened ecosystems in the world. As such, studies carried out and compiled over spatial and temporal scales can provide useful information to examine patterns of species diversity and threats to their survival. Here we conducted a systematic review of published research on biological and ecological aspects of stream fish fauna found in the Piracicaba-Capivari-Jundiaí Basin, an industrial watershed of São Paulo State. We aimed to detect main patterns, trends and gaps in studies related to species composition, distribution, spatial and temporal scales, as well as in the covered topics. Results were related to main land uses, biomes and Conservation Units. A constant increase in published articles occurred from 2003 until 2016 with an average of 1.8 articles/year. Twenty-six publications were considered for the present study, reporting on fish samples obtained in 67 sites and resulting in 89 species. A high proportion of studies were concentrated in the Corumbataí sub-basin, and rarefaction curves indicated that stream fish richness in the PCJ Basin may be considerably higher than that shown by the actual numbers. Basin studies were unevenly distributed and did do not include such highly preserved areas as the Camanducaia, Jaguari and Jundiaí sub-basins. We emphasize the importance of further surveys in these regions, as well as in high priority conservation areas, which may lead to new insights for developing appropriate conservation strategies for this basin.

Riachos tropicais estão entre os ecossistemas mais ameaçados do mundo e a compilação de estudos temporais e espaciais pode fornecer informações úteis para examinar padrões de diversidade de espécies e ameaças nesses sistemas. Realizamos uma revisão sistemática das pesquisas publicadas sobre aspectos biológicos e ecológicos da ictiofauna de riachos da bacia do Piracicaba-Capivari-Jundiaí, uma bacia industrial do Estado de São Paulo. O objetivo foi detectar os principais padrões, tendências e lacunas em estudos relacionados à composição, distribuição de espécies, escalas espaciais, temporais e temas abordados. Os resultados foram relacionados aos principais usos do solo, biomas e Unidades de Conservação. Foi verificado um aumento constante de artigos entre 2003 e 2016, com média de 1,8 artigos/ano. Vinte e seis publicações foram consideradas para o estudo, que indicaram 67 locais amostrados, e o registro de 89 espécies. Uma alta proporção deles concentrou-se na sub-bacia de Corumbataí e curvas de rarefação indicaram que a riqueza de peixes de riacho na bacia do PCJ deve ser consideravelmente maior do que os números atuais. A distribuição desigual de estudos na bacia, que não inclui áreas altamente preservadas como as sub-bacias de Camanducaia, Jaguari e Jundiaí, enfatiza a necessidade de se obter mais informações nessas regiões, bem como em áreas de conservação de alta prioridade. Novas abordagens relacionadas a conceitos e teorias ecológicas em estudos futuros poderão fornecer informações que ajudem a desenvolver estratégias de conservação adequadas para esta bacia.

The influence of landscape at multiple spatial scales of the river basins at the Eastern Amazon fish assemblage

The Amazon River basins present distinct natural and anthropogenic characteristics that influence the structure of stream habitats and their associated biota. The influence of these characteristics can be evaluated through different spatial scales. We aimed to assess the influence (with and without the effect of spatial-geographical factors) of local, macroscale, and land-use variables in the structure of stream fish assemblages of Amazonian catchments with different deforestation levels. A partial redundancy analysis and a reduced metrics model were used to assess these influences. With geographic-spatial effects, we verified that the macroscale and local variables explained the variation in fish composition, and, without the effects, land use also explained the variation in this composition. In the forested catchments, the biota was associated with streams with natural characteristics (e.g., leaf banks). In the deforested catchments, it was associated with land use, sandy catchments with higher soil density (higher capacity of degradation), and less complex streams (fewer leaf banks, more sand). The associated fish have life features linked to these characteristics (e.g., Gymnorhamphichthys rondoni associated with sand). This configuration seems to be a result of both the impact of land use in the catchment (i.e., increased erosion, increased sedimentation) and the naturally sandy constitution of the catchment as well, reflecting the sandy substrate.

A Amazônia apresenta bacias hidrográficas com características naturais e antrópicas que estão presentes em distintas escalas espaciais da paisagem e que influenciam a estrutura do habitat de riachos e sua biota associada. Nosso objetivo foi verificar a influência (com e sem o efeito de fatores espaciais e geográficos) de variáveis locais, de macroescala e uso da terra na estrutura de assembleias de peixes de riachos de microbacias amazônicas com diferentes níveis de desmatamento. A análise de redundância parcial e modelo reduzido de métricas foram realizadas para verificar essas influências. Com os efeitos geográfico-espaciais, verificou-se que as variáveis de macroescala e locais explicavam a variação da composição dos peixes, e sem os efeitos, os usos da terra também explicaram. Nas microbacias florestadas, a biota foi associada a riachos com características naturais (e.g., bancos de folhas). Nas microbacias desmatadas, foi associada a usos da terra, a microbacias arenosas com maior densidade do solo (maior capacidade de degradação) e a riachos menos complexos (menos bancos de folhas e mais areia). Os peixes associados a essas microbacias desmatadas possuem aspectos de vida atrelados a essas características (e.g., Gymnorhamphichthys rondoni associado a areia). Essa configuração parece ser um reflexo tanto do impacto do uso da terra na microbacia (i.e., maior erosão, maior sedimentação) quanto da própria constituição natural arenosa da microbacia, refletindo o substrato arenoso.

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)

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)

Scale dependency of conservation outcomes in a forest-offsetting scheme.

Offset schemes help avoid or revert habitat loss through protection of existing habitat (avoided deforestation), through the restoration of degraded areas (natural regrowth), or both. The spatial scale of an offset scheme may influence which of these 2 outcomes is favored and is an important aspect of the scheme's design. However, how spatial scale influences the trade-offs between the preservation of existing habitat and restoration of degraded areas is poorly understood. We used the largest forest offset scheme in the world, which is part of the Brazilian Forest Code, to explore how implementation at different spatial scales may affect the outcome in terms of the area of avoided deforestation and area of regrowth. We employed a numerical simulation of trade between buyers (i.e., those who need to offset past deforestation) and sellers (i.e., landowners with exceeding native vegetation) in the Brazilian Amazon to estimate potential avoided deforestation and regrowth at different spatial scales of implementation. Allowing offsets over large spatial scales led to an area of avoided deforestation 12 times greater than regrowth, whereas restricting offsets to small spatial scales led to an area of regrowth twice as large as avoided deforestation. The greatest total area (avoided deforestation and regrowth combined) was conserved when the spatial scale of the scheme was small, especially in locations that were highly deforested. To maximize conservation gains from avoided deforestation and regrowth, the design of the Brazilian forest-offset scheme should focus on restricting the spatial scale in which offsets occur. Such a strategy could help ensure conservation benefits are localized and promote the recovery of degraded areas in the most threatened forest landscapes.

Los esquemas de compensación ayudan a evitar o revertir la pérdida de hábitat mediante la protección del hábitat existente (deforestación evitada), mediante la restauración de áreas degradadas (recrecimiento natural) o ambos. La escala espacial de una mitigación puede influir en cuál de ellos es seleccionado y es un aspecto importante del diseño de esquema. Sin embargo, no se entiende bien cómo influye la escala espacial en las compensaciones entre la preservación del hábitat existente y la restauración de áreas degradadas. Utilizamos el esquema de compensación forestal más grande del mundo, que forma parte del Código Forestal Brasileño, para explorar cómo la implementación a diferentes escalas espaciales puede afectar el resultado en términos de la superficie de deforestación evitada y el área de recrecimiento. Empleamos una simulación numérica del comercio entre compradores (i. e., aquellos que necesitan compensar la deforestación pasada) y vendedores (i. e., propietarios con exceso de vegetación nativa) en la Amazonía brasileña para estimar deforestación evitada y el recrecimiento a diferentes escalas espaciales de implementación. Permitir compensaciones en grandes escalas espaciales dio lugar a una superficie de deforestación evitada 12 veces mayor que de recrecimiento, mientras que restringir compensaciones a pequeñas escalas espaciales dio lugar a una superficie de recrecimiento dos veces mayor que la deforestación evitada. La mayor superficie total (deforestación evitada y recrecimiento combinados) se conservó cuando la escala espacial del esquema era pequeña, especialmente en localidades muy deforestadas. Para maximizar los beneficios de conservación derivados de la deforestación evitada y el recrecimiento, el diseño del esquema brasileño de compensaciones debe centrarse en restringir la escala espacial en la que se producen las compensaciones. Esta estrategia ayudaría a garantizar que los beneficios de la conservación sean localizados y promuevan la recuperación de zonas degradadas en los paisajes forestales más amenazados.

Mudanças climáticas globais: viés de percepção, tempo e espaço / Global climate changes: Perception bias, time and space / Cambio climático global: Sesgo de percepción, tiempo y espacio

Investigamos a percepção das mudanças climáticas globais e de sua gravidade em relação às escalas espacial e temporal. Colaboraram 52 estudantes, de ensino médio e superior, sendo 17 do sexo feminino e 35 do masculino. Utilizamos um questionário com perguntas tanto abertas como de múltipla escolha. Detectamos paralelos com o viés de otimismo espacial reportado na literatura, ou seja, uma visão mais positiva da situação quando se trata de ambientes geograficamente mais próximos do respondente. Esse otimismo também foi claramente identificado na escala temporal do momento presente. Para temporalidades maiores (10, 25, ou mais anos no futuro), as tendências observadas não foram tão claras, mas sugerem um otimismo temporal, e não o pessimismo temporal ("as coisas vão piorar") encontrado em estudos anteriores. Esses achados podem nortear projetos de educação ambiental que enfoquem o âmbito local e condições de existência no mesmo, indo além da avaliação positiva costumeiramente identificada na literatura (AU).

Global climate changes: Perception bias, time and space. We investigated the perception of global climate changes (GCCs) and their severity in relation to spatial and temporal scales. Participants were 52 students of secondary and higher education, being 17 females and 35 males. We employed a questionnaire containing open- ended and multiple-choice issues. We detected parallels with the bias of spatial optimism reported in the literature, that is, a more positive assessment of the situation for environments geographically closer to the respondent. This optimism was also clearly identified in the time scale of the present moment. For major temporalities (10, 25, or more years in the future), the trends observed were not so clear, but suggest a temporal optimism, not the temporal pessimism ("things will get worse") found in previous studies. These findings can guide environmental education projects that focus on the local scope and conditions of existence in the same, going beyond the positive evaluation customarily identified in the literature (AU).

Cambio climático global: Sesgo de percepción, tiempo y espacio. Investigamos la percepción de los cambios climáticos globales (CCGs) y de su gravedad con relación a las escalas espacial y temporal. Colaboraran 52 estudiantes, de enseñanza media y superior, siendo 17 del sexo femenino e 35 del masculino. Utilizamos un cuestionario con preguntas abiertas y de elección múltiple. Detectamos paralelos con el sesgo de optimismo espacial mencionado en la literatura, o sea, una visión más positiva de la situación cuando se trata de ambientes geográficamente más cercanos del respondiente. Ese optimismo también fue claramente identificado en la escala temporal del momento presente. Para temporalidades mayores (10, 25, o más años en el futuro), las tendencias observadas no fueran tan claras, pero sugieren un optimismo temporal, y no el pesimismo temporal ("las cosas van a empeorar") encontrado en estudios anteriores. Estos hallazgos pueden orientar proyectos de educación ambiental que enfoquen el ámbito local y condiciones de existencia en el mismo, yendo más allá de la evaluación positiva habitualmente identificada en la literatura (AU).

Natural and human-induced variability in the composition of fish assemblages in the Northwestern Cuban shelf

The main goal of the study was to obtain field data to build a baseline of fish assemblage composition that can be used comparatively for future analyses of the impact of human actions in the region. A basic network of 68 sampling stations was defined for the entire region (4 050 km2). Fish assemblage species and size composition was estimated using visual census methods at three different spatial scales: a) entire region, b) inside the main reef area and c) along a human impact coastal gradient. Multivariate numerical analyses revealed habitat type as the main factor inducing spatial variability of fish community composition, while the level of human impact appears to play the main role in fish assemblage composition changes along the coast. A trend of decreasing fish size toward the east supports the theory of more severe human impact due to overfishing and higher urban pollution in that direction. This is the first detailed study along the northwest coast of Cuba that focuses on fish community structure and the natural and human-induced variations at different spatial scales for the entire NW shelf. This research also provides input for a more comprehensive understanding of coastal marine fish communities’ status in the Gulf of Mexico basin. Rev. Biol. Trop. 57 (3): 721-740. Epub 2009 September 30.

Se obtuvieron datos de campo para una línea base de la composición de la ictiofauna que pueda ser usada comparativamente para el análisis de impactos humanos futuros en la región. Se estableció una red básica de 68 estaciones de muestreo para la región completa (4 050 km2). La composición por especies y por tallas de la ictiofauna fue estimada utilizando métodos de censo visual en tres escalas espaciales diferentes: a) La región completa, b) dentro del área principal de arrecifes y c) a lo largo de un gradiente costero de impacto humano. El tipo de hábitat es el factor principal que induce la variación espacial en la composición de la ictiofauna, mientras que el impacto humano juega el papel principal en los cambios a lo largo de la costa. La tendencia de la talla de los peces a disminuir hacia el este da soporte a la idea de un impacto humano más severo en esa dirección, debido a la sobrepesca y la contaminación. Este es el primer estudio detallado a lo largo de la costa NW de Cuba que se enfoca a la estructura de la comunidad de peces y sus variaciones naturales o antropogénicas en escalas espaciales diferentes.