Fish-Passage facilities as ecological traps in large neotropical rivers

Abstract

At present most of the large rivers of South America are impounded. Management plans historically have relied on the construction of fish passages, specifically ladders, to mitigate the impact of these waterway blockages on fisheries and biodiversity. Nevertheless, the design of these facilities is not ecologically sound and they are not monitored continually. Consequently, the real role of South American fish passages in fisheries and biodiversity management is unclear and the results of some studies suggest that ladders are problematic in fish conservation. We examined the characteristics and negative aspects of fish passages within a larger context and considered the notion that these facilities are ecological traps in some Brazilian impoundments. Four conditions are required to characterize a fish passage as an ecological trap: (1) attractive forces leading fish to ascend the passage; (2) unidirectional migratory movements (upstream); (3) the environment above the passage has poor conditions for fish recruitment (e.g., the absence of spawning grounds and nursery areas); and (4) the environment below the passage has a proper structure for recruitment. When these conditions exist individuals move to poor-quality habitats, fitness is reduced, and populations are threatened. To exemplify this situation we analyzed two case studies in the upper Paraná River basin, Brazil, in which the four conditions were met and migratory fish populations were declining. If passages work as ecological traps, regional fisheries will be in danger of collapse and conservation policies toward biodiversity will become more difficult and ineffective. The situation demands the closing of the passage in conjunction with alternative management actions to preserve system functionality, especially the conservation of critical habitats downstream and the restoration of damaged habitats in the region.

Resumen: Actualmente, la mayoría de los ríos de América del Sur tienen represas. Históricamente, los planes de manejo han confiado en la construcción de pasajes para peces, específicamente escaleras, para mitigar el impacto de estos bloqueos sobre las pesquerías y la biodiversidad. Sin embargo, el diseño de estas instalaciones no es ecológicamente sano, y no son monitoreadas continuamente. En consecuencia, el verdadero papel de los pasajes para peces sudamericanos en las pesquerías y el manejo de biodiversidad no es claro, y los resultados de algunos estudios sugieren que las escaleras son problemáticas en la conservación de peces. Examinamos las características y aspectos negativos de los pasajes de peces en un contexto más amplio y consideramos la noción de que estas instalaciones son trampas ecológicas en algunos embalses brasileños, Se requieren cuatro condiciones para caracterizar a un pasaje para peces como una trampa ecológica: (1) fuerzas atrayentes que hacen que los peces asciendan por el pasaje, (2) movimientos migratorios unidireccionales (río arriba), (3) el ambiente arriba del pasaje tiene condiciones pobres para el reclutamiento de peces (e.g., la ausência de áreas para el desove y para el cuidado de crías) y (4) el ambiente abajo del pasaje tiene una estructura apropiada para el reclutamiento. Cuando estas condiciones existen, los individuos se mueven a hábitats de baja calidad, se reduce la eficiencia biológica y las poblaciones están en riesgo. Para ejemplificar está situación, analizamos 2 estudios de caso en la cuenca alta del Río Paraná, Brasil, en el que se cumplían las 4 condiciones y las poblaciones de peces migratorios estaban en declinación. Si los pasajes funcionan como trampas ecológicas, las pesquerías regionales estarán en peligro de colapsar y las políticas de conservación se tornarán más difíciles e ineficientes. La situación demanda el cierre del pasaje conjuntamente con acciones de manejo alternativas para preservar la funcionalidad del sistema, especialmente la conservación de hábitats críticos río abajo y la restauración de hábitats dañados en la región.