A long-term study on zooplankton in two contrasting cascade reservoirs (Iguaçu River, Brazil): effects of inter-annual, seasonal, and environmental factors.

BACKGROUND: In reservoirs, zooplankton strongly interact with the physical and chemical characteristics of water, and this interaction is mainly influenced by climate variation and the different methods used to manage the dam water level. Therefore, the aim of this study was to evaluate how the distinct operating modes of two cascade reservoirs affected the richness, abundance, and composition of zooplankton, both spatially (intra and inter-reservoirs) and temporally (annual and seasonal). In this study, the upstream reservoir (Salto Santiago) operates using the storage method, with a water retention time (WRT) of 51 days, whereas the downstream reservoir (Salto Osório) operates using the run-of-river method, with a WRT of 16 days. METHODS: Zooplankton samples were collected for 16 consecutive years from the two reservoirs located on the Iguaçu River, Brazil. A total of 720 samples were collected. Four-way ANOVAs were used to determine the differences in richness and abundance of the zooplankton among years, periods, reservoirs, and environments. Multidimensional non-metric scaling (NMDS) and an analysis of similarities (ANOSIM) were used to describe similarity patterns in species composition. Finally, a canonical correspondence analysis (CCA) was used to select the environmental predictors that best explained the variation in zooplankton abundance data. RESULTS: We identified a total of 115 taxa in this study, and rotifers were the richest group. In contrast, the copepods were the most abundant. The four-way ANOVA results showed significant differences in the species richness and abundance of the zooplankton among years, periods, reservoirs, and environments. The NMDS ordination and ANOSIM test indicated that the largest differences in zooplankton species composition were annual and seasonal differences. Finally, the CCA showed that these differences were mainly associated with changes in water transparency, temperature, and the chlorophyll a, phosphorus, and total dissolved solids concentrations. DISCUSSION: Inter-annual changes in zooplankton species composition showed that over time, large filters-feeders (e.g., large daphinids and calanoid copepods) were replaced by small cladocerans (e.g., bosminids) and generalist rotifers. The highest species richness was associated with the fluvial environment, whereas the highest abundance was associated with the transitional and lacustrine reservoir environments. Variations in water temperature, nutrients, and food availability explained the annual and seasonal changes in community structure, whereas variations in the water flow characteristics of the environments explained the longitudinal changes in the richness and abundance of zooplankton in reservoirs. The differences in zooplankton structure between the two reservoirs can be explained by the functional differences between the two systems, such as their WRTs and morphometrics.

Larval development of mandi-pintado Pimelodus britskii (Siluriformes: Pimelodidae).

This study investigated the morphology, morphometric and meristic characters of 117 larval Pimelodus britskii showing early development of head, eye, barbel and snout. Body and mouth pigmentation increased throughout development; the mouth was ventrally situated in the yolk-sac stage, becoming subterminal afterwards, and an embryonic fin was visible in all four stages observed. Post-flexion larval P. bristskii are distinguished from larval P. ortmanni by having 47-50 myomeres (v. 36).

Larvae occurrences of Rhamdia quelen (Quoy & Gaimard, 1824) (Siluriformes: Heptapteridae) in an area under dam influence in the upper Paraná River region, Brazil

Rhamdia quelen (Jundiá) is a catfish species of great interest to fish producers and researchers due to several favorable characteristics for inclusion in the Brazilian list of commercially raised fish. It has a wide geographical distribution, with occurrences reported from Central Argentina to South Mexico. Studies on the biological aspects of this species have been limited to captive adult fishes that were researched for farming purposes. Research related to ichthyoplankton has provided valuable information on spawning periods and sites and other aspects of breeding for numerous species of fish. This information is crucial for implementing management and protection strategies for these species. The studied floodplain is located in a lotic remnant between the Reservoirs of Itaipu and Engenheiro Sérgio Motta. This area is located inside a protected area (Ilha Grande National Park) in the last portion of dam-free land along the Paraná River in the Brazilian territory; however, it is still threatened by the negative effects of the dams. We conducted monthly nocturnal collections during four periods from October to March, 2003 to 2007, in 22 locations along the main channel, secondary lakes and main tributaries of the Paraná River. After collection, the individuals were classified according to the degree of development and the notochord flexion and caudal fin support elements. Data were analyzed using principal component analysis (PCA), ANOVA and Pearson correlation to relate abiotic and larval density data. The increase of capture abundances in the four studied stages suggests that R. quelen is finding conditions that are favorable to its reproduction. The increase in captures can generate questions regarding R. quelen reproductive activity, for instance, whether the species is adapting or is influenced by environmental changes created by the Paraná River dams.(AU)

Rhamdia quelen (jundiá) é uma espécie de bagre que tem despertado grande interesse dos piscicultores e pesquisadores devido a várias características favoráveis a sua inclusão na lista de peixes criados comercialmente no país. Apresenta ampla distribuição geográfica, tendo sua ocorrência registrada desde a região central da Argentina até o sul do México, entretanto, os aspectos de sua biologia que foram estudados são em sua a maioria direcionada aos adultos e em cativeiro, com fins aquícolas. Pesquisas relacionadas ao ictioplâncton têm-se mostrado de grande importância por fornecer informações valiosas sobre a época, locais de desova e de criadouros naturais de várias espécies de peixes. Essas informações são fundamentais para a implementação de medidas de ordenamento e proteção dessas áreas. A planície de inundação estudada está localizada em um remanescente lótico, entre os reservatórios de Itaipu e Engenheiro Sérgio Motta. Apesar da unidade de conservação existente nesse trecho (Parque Nacional de Ilha Grande) e de estar localizada no último trecho livre de barramentos do rio Paraná em território brasileiro, a área é especialmente impactada pelos efeitos negativos dos barramentos. Foram realizadas coletas mensais noturnas durante quatro etapas entre os meses de outubro a março dos anos de 2003 a 2007 em 22 estações no leito principal do rio Paraná, lagoas marginais e principais afluentes. Após as triagens, as larvas foram classificadas de acordo com o grau de flexão da notocorda e desenvolvimento dos elementos de suporte da nadadeira caudal. Os dados foram submetidos à Análise de Componentes Principais (ACP), Análise de Variância e correlação de Pearson para sumarizar os dados abióticos e as densidades de larvas. O aumento da abundância de captura, nas quatro fases estudadas sugere que R. quelen tem encontrado condições favoráveis à sua reprodução. O aumento na captura pode gerar dúvidas sobre a atividade reprodutiva de R. quelen, por exemplo, se a espécie se adapta ou é influenciada por alterações no ambiente criado pelas barragens do rio Paraná.(AU)

Larvae occurrences of Rhamdia quelen (Quoy & Gaimard, 1824) (Siluriformes: Heptapteridae) in an area under dam influence in the upper Paraná River region, Brazil

Rhamdia quelen (Jundiá) is a catfish species of great interest to fish producers and researchers due to several favorable characteristics for inclusion in the Brazilian list of commercially raised fish. It has a wide geographical distribution, with occurrences reported from Central Argentina to South Mexico. Studies on the biological aspects of this species have been limited to captive adult fishes that were researched for farming purposes. Research related to ichthyoplankton has provided valuable information on spawning periods and sites and other aspects of breeding for numerous species of fish. This information is crucial for implementing management and protection strategies for these species. The studied floodplain is located in a lotic remnant between the Reservoirs of Itaipu and Engenheiro Sérgio Motta. This area is located inside a protected area (Ilha Grande National Park) in the last portion of dam-free land along the Paraná River in the Brazilian territory; however, it is still threatened by the negative effects of the dams. We conducted monthly nocturnal collections during four periods from October to March, 2003 to 2007, in 22 locations along the main channel, secondary lakes and main tributaries of the Paraná River. After collection, the individuals were classified according to the degree of development and the notochord flexion and caudal fin support elements. Data were analyzed using principal component analysis (PCA), ANOVA and Pearson correlation to relate abiotic and larval density data. The increase of capture abundances in the four studied stages suggests that R. quelen is finding conditions that are favorable to its reproduction. The increase in captures can generate questions regarding R. quelen reproductive activity, for instance, whether the species is adapting or is influenced by environmental changes created by the Paraná River dams.

Rhamdia quelen (jundiá) é uma espécie de bagre que tem despertado grande interesse dos piscicultores e pesquisadores devido a várias características favoráveis a sua inclusão na lista de peixes criados comercialmente no país. Apresenta ampla distribuição geográfica, tendo sua ocorrência registrada desde a região central da Argentina até o sul do México, entretanto, os aspectos de sua biologia que foram estudados são em sua a maioria direcionada aos adultos e em cativeiro, com fins aquícolas. Pesquisas relacionadas ao ictioplâncton têm-se mostrado de grande importância por fornecer informações valiosas sobre a época, locais de desova e de criadouros naturais de várias espécies de peixes. Essas informações são fundamentais para a implementação de medidas de ordenamento e proteção dessas áreas. A planície de inundação estudada está localizada em um remanescente lótico, entre os reservatórios de Itaipu e Engenheiro Sérgio Motta. Apesar da unidade de conservação existente nesse trecho (Parque Nacional de Ilha Grande) e de estar localizada no último trecho livre de barramentos do rio Paraná em território brasileiro, a área é especialmente impactada pelos efeitos negativos dos barramentos. Foram realizadas coletas mensais noturnas durante quatro etapas entre os meses de outubro a março dos anos de 2003 a 2007 em 22 estações no leito principal do rio Paraná, lagoas marginais e principais afluentes. Após as triagens, as larvas foram classificadas de acordo com o grau de flexão da notocorda e desenvolvimento dos elementos de suporte da nadadeira caudal. Os dados foram submetidos à Análise de Componentes Principais (ACP), Análise de Variância e correlação de Pearson para sumarizar os dados abióticos e as densidades de larvas. O aumento da abundância de captura, nas quatro fases estudadas sugere que R. quelen tem encontrado condições favoráveis à sua reprodução. O aumento na captura pode gerar dúvidas sobre a atividade reprodutiva de R. quelen, por exemplo, se a espécie se adapta ou é influenciada por alterações no ambiente criado pelas barragens do rio Paraná.

Spatial and temporal distribution patterns of ichthyoplankton in a region affected by water regulation by dams

The aim of this work was to study the occurrence of ichthyoplankton in a region affected by water regulation by dams. The study area was located in the region of Ilha Grande National Park, upper Paraná River floodplain. Specifically, we examined the temporal and spatial distribution of Ichthyoplankton, identified spawning areas and established the relationships between the abundances of fish eggs and larvae and some limnological and hydrological variables. Samples were taken monthly between October and March from 2001 to 2005 at 24 sampling sites. For analytical purposes, the sampling sites were grouped into upper, middle and lower areas. The upper area of the National Park had the highest egg density and should be considered the primary spawning area. The middle area should be considered a drift area, and the lower area likely functions as a growth and feeding habitat. Statistical analyses showed that the spawning was influenced by water temperature, pH, fluviometric level and rainfall, and that larval density was influenced by pH, conductivity, dissolved oxygen and rainfall. The results also revealed that the tributaries apparently are used as migratory routes by fish, and and this shows the need to protect these sites.(AU)

O objetivo deste trabalho foi estudar a ocorrência de ictioplâncton em uma região sob influência de barragens. A área de estudo está localizada na região do Parque Nacional de Ilha Grande, planície de inundação do Alto Rio Paraná. Especificamente, analisamos a distribuição temporal e espacial do ictioplâncton, identificando áreas de desova e estabelecendo relações entre a abundância de ovos e larvas de peixes e algumas variáveis limnológicas e hidrológicas. Amostras foram coletadas mensalmente entre outubro e março de 2001 a 2005 em 24 pontos de amostragem. Para fins de análise as estações de amostragens foram agrupadas em área superior, média e inferior. A parte superior da área do Parque Nacional apresentou a maior densidade de ovos e pode ser considerada como local de desova, enquanto que a área central pode ser considerada local de deriva, e a área inferior funciona como um provável local de crescimento e alimentação das larvas. As análises estatísticas mostraram que as desovas foram influenciadas pela temperatura da água, pH, nível fluviométrico e precipitação, e que a densidade de larvas foi influenciada pelo pH, condutividade, oxigênio dissolvido e precipitação. Os resultados também revelaram que os afluentes aparentemente são utilizados como rotas migratórias de peixes, e isso demonstra a necessidade de proteção destes locais.(AU)

Spatial and temporal distribution patterns of ichthyoplankton in a region affected by water regulation by dams

The aim of this work was to study the occurrence of ichthyoplankton in a region affected by water regulation by dams. The study area was located in the region of Ilha Grande National Park, upper Paraná River floodplain. Specifically, we examined the temporal and spatial distribution of Ichthyoplankton, identified spawning areas and established the relationships between the abundances of fish eggs and larvae and some limnological and hydrological variables. Samples were taken monthly between October and March from 2001 to 2005 at 24 sampling sites. For analytical purposes, the sampling sites were grouped into upper, middle and lower areas. The upper area of the National Park had the highest egg density and should be considered the primary spawning area. The middle area should be considered a drift area, and the lower area likely functions as a growth and feeding habitat. Statistical analyses showed that the spawning was influenced by water temperature, pH, fluviometric level and rainfall, and that larval density was influenced by pH, conductivity, dissolved oxygen and rainfall. The results also revealed that the tributaries apparently are used as migratory routes by fish, and and this shows the need to protect these sites.

O objetivo deste trabalho foi estudar a ocorrência de ictioplâncton em uma região sob influência de barragens. A área de estudo está localizada na região do Parque Nacional de Ilha Grande, planície de inundação do Alto Rio Paraná. Especificamente, analisamos a distribuição temporal e espacial do ictioplâncton, identificando áreas de desova e estabelecendo relações entre a abundância de ovos e larvas de peixes e algumas variáveis limnológicas e hidrológicas. Amostras foram coletadas mensalmente entre outubro e março de 2001 a 2005 em 24 pontos de amostragem. Para fins de análise as estações de amostragens foram agrupadas em área superior, média e inferior. A parte superior da área do Parque Nacional apresentou a maior densidade de ovos e pode ser considerada como local de desova, enquanto que a área central pode ser considerada local de deriva, e a área inferior funciona como um provável local de crescimento e alimentação das larvas. As análises estatísticas mostraram que as desovas foram influenciadas pela temperatura da água, pH, nível fluviométrico e precipitação, e que a densidade de larvas foi influenciada pelo pH, condutividade, oxigênio dissolvido e precipitação. Os resultados também revelaram que os afluentes aparentemente são utilizados como rotas migratórias de peixes, e isso demonstra a necessidade de proteção destes locais.