Publication Date:
2022-08-31
Description:
The construction of dams is among the main anthropogenic impacts in natural freshwater systems. The first consequence of impoundments is the formation of reservoirs upstream, which represents a completely new environment compared to the natural river. In addition to this primary impact, the variations in the reservoir water level may be considered another facet of disturbances. Although several studies investigated the processes that occur in reservoirs, there is a shortfall regarding the effects of the dam operation scheme on ecosystem health. Most dams are designed to operate under two almost contrasting schemes: storage (STR) and run-of-river (ROR). These alternative operation schemes result in very different temporal variations, with STR reservoirs presenting rapid fluctuations while ROR reservoirs have a relatively constant volume. Likewise, this difference in the temporal dynamics of water level likely affects the stability of these ecosystems. In order to investigate how the dam operation scheme could affect the temporal stability of freshwater ecosystems, we used the fish communities from two reservoirs in the Iguaçu River that operate under contrasting schemes. The hypothesis was that the STR reservoir would be less stable, considering the environmental heterogeneity created by frequent water level variations, and the interactions among species would be less important for the structure of the resident fish community. In the first approach, the focus was on stability in terms of the ability to resist and recover (i.e., resistance and resilience) to disturbances. In the second approach, empirical data and simulations were used to assess which mechanism (species interactions, environmental or demographic stochasticity) underlie the synchrony of fish communities. Contrary to the expectation, the results showed the ROR reservoir as less stable than the STR, and the mechanisms underlying species synchrony coincided between reservoirs but played opposite roles. More specifically, the temporal dynamics imposed by ROR operation may have weakened the species-environment relationships, which led to a less stable community. Although the results were consistent, they were only primary evidence and such cause-effect relationships between dam operation and its effects on ecosystem stability require further investigations.
Description:
A construção de barragens está entre os principais impactos antropogênicos em ambientes de água doce. A primeira consequência dos barramentos é a formação de um reservatório à montante, que representa um ambiente completamente modificado, em relação ao rio natural. Impactos secundários, como as variações no nível da água, também podem ser considerados outros tipos de distúrbio. Embora vários estudos investigaram os processos que ocorrem em reservatórios, existe uma lacuna a respeito dos efeitos do modo de operação da barragem sobre a estado dos ecossistemas. A maioria das barragens é projetada para operar sob dois modos: acumulação (ACU) e fio d’água (FDA). Esses modos alternativos resultam em variações temporais muito distintas, com reservatórios ACU apresentando flutuações rápidas, enquanto reservatórios FDA possuem volume relativamente constante. Do mesmo modo, essa diferença na dinâmica temporal do nível da água provavelmente afeta a estabilidade desses ecossistemas. A fim de investigar como o modo de operação da barragem pode afetar a estabilidade temporal dos ambientes de água doce, foram utilizadas comunidades de peixes de dois reservatórios do rio Iguaçu, que operam sob modos diferentes. A hipótese testada foi que o reservatório ACU seria menos estável, considerando a heterogeneidade ambiental criada pelas variações frequentes no nível da água, e as interações entre as espécies seriam menos importantes para a estrutura da comunidade de peixes. Na primeira abordagem, o foco foi na estabilidade em termos da habilidade em resistir e se recuperar (i.e., resistência e resiliência) aos distúrbios. Na segunda abordagem, dados empíricos e simulações foram utilizados para verificar quais mecanismos (interações entre espécies, ou estocasticidade ambiental/demográfica) seriam subjacentes à sincronia das comunidades de peixes. Ao contrário do esperado, os resultados mostraram que o reservatório FDA foi menos estável do que o reservatório ACU e os mecanismos subjacentes à sincronia das espécies coincidiram entre os reservatórios, mas com papéis opostos. Mais especificamente, a dinâmica temporal imposta pela operação do reservatório FDA provavelmente enfraqueceu as relações espécie-ambiente, o que levou a uma comunidade menos estável. Embora os resultados sejam consistentes, são apenas indícios primários e as relações de causa-e-efeito entre o modo de operação da barragem e a estabilidade dos ecossistemas requer investigações futuras.
Description:
PhD
Keywords:
Peixes de água doce
;
Reservatórios de água doce
;
Environmental stochasticity
;
Reservatórios
;
Comunidades, Ecologia de
;
Competição interespecífica
;
Impactos ambientais antropogênicos
;
Manejo
;
ASFA_2015::F::Freshwater fish
;
ASFA_2015::F::Freshwater ecology
;
ASFA_2015::N::Niches
;
ASFA_2015::C::Communities (ecological)
;
ASFA_2015::I::Impacts
;
ASFA_2015::C::Competition
;
ASFA_2015::R::Reservoirs (water)
;
ASFA_2015::S::Species diversity
;
ASFA_2015::I::Interactions
;
ASFA_2015::I::Impoundments
Repository Name:
AquaDocs
Type:
Thesis/Dissertation
Format:
98pp.
Permalink
