Stream fishes in a tropical agricultural landscape: influence of environmental features at different spatial scales on multiple facets of biodiversity

Abstract

Contexto. Em riachos neotropicais, poucos estudos têm considerado os efeitos de variáveis ambientais em diferentes escalas espaciais sobre a ictiofauna. Além disso, estudos relacionados com a escala em sua maioria incorporam uma única faceta e um único componente da biodiversidade, proporcionando uma visão incompleta da estrutura da comunidade de peixes. Objetivo. Determinar a contribuição relativa de características locais, de microbacia e dos padrões espaciais na explicação da variação dos componentes α e β das facetas taxonômica, funcional e filogenética de peixes de riachos. Métodos. Foram amostrados 85 trechos de riachos (= 85 microbacias) no Alto Rio Paraná, Brasil. Diversas análises estatísticas foram utilizadas para explicar as facetas e componentes da biodiversidade em função de variáveis locais, de microbacia e espaciais. Resultados. Para quase todas as facetas e seus componentes α e β, os fatores ambientais locais explicaram uma fração substancial da variância. As variáveis na escala de microbacia, de um modo inesperado, e a estruturação espacial, como esperado, contribuíram pouco para a variação da biodiversidade ou não foram significativas. Conclusões. Este estudo tem implicações claras para a proteção da biodiversidade íctica regional e poderiam ser integradas na gestão de riachos de diferentes maneiras. Primeiro, os resultados destacam a importância de fatores ambientais locais para a manutenção da biodiversidade de peixes de riachos situados em paisagens agrícolas. Por conseguinte, essas características ambientais chave devem ser restauradas ou, pelo menos, preservadas. Segundo, uma vez que funções e processos ecossistêmicos exercidos pela zona ripária foram ou estão sendo perdidas, ações voltadas para a restauração das matas ciliares na rede de drenagem devem ser uma prioridade nas bacias estudadas. Terceiro, já que as espécies raras que são funcionalmente e/ou filogeneticamente ‘únicas’, possivelmente contribuíram de forma desproporcionada à dissimilaridade funcional/filogenética entre os riachos, este grupo de espécies merece atenção especial para conservação. Finalmente, os resultados destacam a importância de incorporar múltiplas facetas, e seus componentes, em avaliações da biodiversidade, já que uma faceta não pode ser usada como proxy para outras.

Context. In Neotropical streams, very few studies have considered the effects of environmental variables at different spatial scales on fish communities. Furthermore, scale-related studies mostly include only one facet and one component of biodiversity providing an incomplete picture of fish community structure. Objective. To determine the relative contributions of catchment and local environmental features and spatial patterns in explaining variation in the α- and β-components of taxonomic, functional and phylogenetic diversity facets of stream fish. Methods. Fish sampling was performed in 85 stream reaches (= 85 catchments) in the Alto Rio Paraná, Brazil. Different statistical analyzes were performed to explain the facets and components of biodiversity as a function of local, catchment or spatial variables. Results. For almost all facets and its α- and β-components, local environmental factors explained a substantial fraction of variance. Catchment variables, in an unexpected way, and spatial structuring, as expected, contributed little to the variation in the biodiversity or were not significant at all. Conclusions. This study has clear implications for protection of regional stream fish biodiversity and would be integrated into stream management in different ways. First, the results highlight the importance of local environmental factors for maintaining stream fish biodiversity in agricultural landscapes. Therefore, these key environmental features must be restored, or at least preserved. Second, because ecosystem functions and processes provided by riparian zone were or are being lost, actions directed toward restoring riparian forest in the drainage network should be a priority in the studied basins. Third, because rare species that are functionally and/or phylogenetically ‘unique’ possibly contributed disproportionately to the functional/phylogenetic dissimilarity among sites this group of species deserve special attention for conservation. And finally, the results highlight the importance to incorporate multiple facets, and its components, in biodiversity assessments because one facet cannot be used as a proxy for the others.