Resumo Invasões biológicas são uma das maiores ameaças à biodiversidade e à boa qualidade de vida, ocorrendo a partir da translocação de espécies por ação humana. Existem mais de 500 espécies exóticas invadindo ecossistemas atualmente no Brasil, com destaque para plantas e peixes. Pouco se sabe sobre microrganismos invasores. Apesar de existirem espécies exóticas invasoras em todos os ecossistemas no país, a maior parte dos registros foi feita em hábitats com maior interferência humana, como áreas urbanas, periurbanas, terras cultivadas, represas, reservatórios, portos e canais. Historicamente, as regiões sul e sudeste do Brasil apresentam mais espécies exóticas invasoras, mas nas últimas décadas se tem observado um aumento no número de espécies exóticas invasoras nas regiões centro-oeste e norte. O comércio de plantas e peixes ornamentais, assim como o comércio ilegal de mamíferos e répteis silvestres como animais de estimação são algumas das principais vias de introdução e disseminação de espécies exóticas invasoras no Brasil. Sistemas de criação e cultivo que possibilitam o escape para áreas naturais são uma relevante via de introdução em ecossistemas de águas continentais, enquanto introduções não intencionais a partir de navegação e de infraestrutura são de extrema preocupação em ecossistemas marinhos. Os impactos negativos de espécies exóticas invasoras sobre a biota incluem principalmente alterações na estrutura de comunidades e diminuição local da riqueza de espécies nativas, mediados por predação, competição e modificações ecossistêmicas. A maior parte dos impactos negativos registrados ocorreram para espécies introduzidas intencionalmente, como peixes e plantas, mas introduções não intencionais têm levado a impactos na boa qualidade de vida, com custos associados e impactos sobre a saúde humana. A gestão de invasões biológicas esbarra em desafios a serem superados, tais como a falta de conhecimento do público sobre o impacto de espécies exóticas invasoras, o apelo popular de espécies invasoras carismáticas ou utilizadas por humanos e o emprego de técnicas controversas de controle. Entretanto, experiências bem-sucedidas de erradicação e controle em ecossistemas terrestres e marinhos têm sido registrados, alguns deles envolvendo engajamento público nas ações de manejo. Reconhecer o tema como uma política pública transversal e desenvolver experiências continuadas de governança são metas fundamentais para a gestão e o manejo de espécies exóticas invasoras no Brasil. vida humana 50 invasores país urbanas periurbanas cultivadas represas reservatórios canais Historicamente centrooeste centro oeste norte ornamentais continentais nativas predação ecossistêmicas intencionalmente superados Entretanto bemsucedidas bem sucedidas 5

Abstract Biological invasions are one of the major threats to biodiversity and good quality of life, resulting from the translocation of species by human action. There are more than 500 alien species currently invading ecosystems in Brazil, particularly plants and fishes, while little is known about invasive microorganisms. Although invasive alien species are present in all ecosystems in the country, most have been recorded in habitats with greater human interference, such as urban and peri-urban areas, farmland, dams, reservoirs, ports, and canals. Historically, the southern and southeastern regions of Brazil have had more invasive alien species, but there has been an increase in the number of invasive alien species in the central-western and northern regions in recent decades. The ornamental trade of plants and fishes as well as the illegal pet trade of wild mammals and reptiles are some of the main pathways for invasive species introduction and spread in Brazil. Breeding and cultivation systems that allow escape to natural areas are a relevant route of species introductions in freshwater ecosystems, while unintentional introductions from shipping and infrastructure are of extreme concern in marine ecosystems. The negative impacts of invasive alien species on the biota mainly include changes in community structure and local decrease in native species richness, mediated by predation, competition, and ecosystem changes. Most negative impacts are recorded for intentionally introduced species, such as fishes and plants, but unintentional introductions have led to impacts on good quality of life, with associated costs and impacts on human health. The management of biological invasions faces challenges that need to be overcome, such as the lack of public knowledge about the impact of invasive alien species, the popular appeal of charismatic invasive species or those used by humans, and the use of controversial control techniques. However, successful experiences of eradication and control in terrestrial and marine ecosystems have been recorded, some of them involving public engagement in management actions. Recognizing the issue as a cross-cutting public policy and developing ongoing governance experiences are fundamental goals for the management of invasive alien species in Brazil. life action 50 microorganisms country interference periurban peri farmland dams reservoirs ports canals Historically centralwestern central western decades richness predation competition health overcome humans techniques However actions crosscutting cross cutting 5

Resumo A segurança hídrica busca garantir que a água esteja disponível em qualidade e quantidade suficientes para atender às necessidades da saúde humana, dos meios de subsistência, dos ecossistemas e das atividades produtivas. Este artigo de opinião destaca o papel crucial da Pesquisa Ecológica de Longa Duração (PELD) na formulação de estratégias para alcançar a segurança hídrica. Começamos definindo tanto a segurança hídrica quanto a PELD, e ilustrando como a PELD contribui para a proteção dos recursos hídricos. Em seguida, discutimos brevemente a importância de estudos de longa duração que lançaram as bases para os esforços de segurança hídrica. Posteriormente, examinamos os programas de PELD focados em ecossistemas aquáticos continentais do Brasil, com ênfase em dois estudos de caso no Rio Paraná: o programa de PELD na planície de inundação do Alto Rio Paraná e o monitoramento de macrófitas aquáticas no Reservatório de Itaipu. Nós mostramos que estudos de longa duração no Brasil têm subsidiado a implementação de estratégias que beneficiam várias dimensões da segurança hídrica, impactando positivamente os serviços ecossistêmicos de suporte, provisão, regulação e culturais. Por fim, discutimos a incorporação da segurança hídrica na legislação brasileira. Embora cientistas e gestores brasileiros possuam vasta experiência tanto com PELD quanto com questões de segurança hídrica, garantir que esses benefícios sejam plenamente realizados por meio de medidas legislativas e outros instrumentos continua sendo um desafio. Esses esforços devem priorizar a sociedade em geral, em vez de atender apenas aos setores econômicos mais influentes. humana subsistência produtivas (PELD hídricos seguida Posteriormente Itaipu suporte provisão culturais fim brasileira desafio geral influentes

Abstract Water security involves ensuring that water is available in sufficient quality and quantity to meet the needs of human health, livelihoods, ecosystems, and productive activities. This opinion paper highlights the crucial role of Long-Term Ecological Research (LTER) in shaping strategies to achieve water security. We begin by defining both water security and LTER, and by illustrating how LTER contributes to securing water resources. We then briefly discuss the significance of early long-term studies that have laid the foundation for water security efforts. Following this, we examine LTER programs focused on freshwater ecosystems in Brazil, with particular emphasis on two case studies in the Upper Paraná River: the LTER program in the Upper Paraná River floodplain and the monitoring of macrophytes in the Itaipu Reservoir. We show that long-term studies in Brazil have supported the implementation of strategies that benefit various dimensions of water security, positively impacting supporting, provisioning, regulating, and cultural ecosystem services. Finally, we discuss the incorporation of water security into Brazilian legislation. While Brazilian scientists and managers possess experience in both LTER and water security issues, ensuring the implementation and enhancement of the benefits through legislative measures and other instruments that prioritize most of the society, rather than catering solely to the most influential economic sectors is challenging. health livelihoods activities LongTerm Long Term (LTER resources longterm long term efforts this Reservoir supporting provisioning regulating services Finally legislation issues society challenging

ABSTRACT Submersed macrophytes have important ecological roles but non-native invasive species may affect biodiversity and water uses. We investigated the native macrophyte Egeria najas and the invasive Hydrilla verticillata and measured their maximum colonization depth and its relationship with Secchi disk depth, their biomass along the depth gradient and their preferred depths of occurrence. The Itaipu Reservoir was monitored for seven years, during which maximum colonization depth and Secchi disk depth were measured. During a separate sampling, plants were collected to determine biomass along the depth gradient. Ancova showed that the maximum colonization depth of both species increased with increasing Secchi disk depth, but the maximum colonization depth of H. verticillata increased faster with increasing water transparency than did that of E. najas. Quadratic regression revealed that the biomass of each species peaks at intermediate depths. Hydrilla verticillata colonizes deeper regions than does E. najas. The patterns found in the present study can be explained by underwater light and, probably, wave disturbances. The preference of H. verticillata for deeper sites indicates that the ecological niches of the two macrophytes differ, and that H. verticillata has great potential to spread and accumulate biomass in reservoirs.

Resumo Até o presente momento, o último trecho livre de barramentos no Alto Rio Paraná não foi completamente investigado e essa realidade é preocupante frente às taxas atuais de extinção de espécies. Objetivo Nesse trabalho, foi realizado um inventário dos taxa de macrófitas aquáticas nos últimos 230 km livres de barramento do Alto Rio Paraná. Métodos As macrófitas foram inventariadas na zona litorânea de 27 estações amostrais em novembro de 2013 e maio e novembro de 2014. Descrições gerais sobre aspectos taxonômicos de macrófitas e sobre as formas de vida foram explorados. Complementarmente, foram utilizadas curvas de acumulação de espécies e técnicas de ordenação para sumarizar a variação na composição das espécies de macrófitas. Resultados Foram registrados 71 taxa de macrófitas pertencentes a 35 famílias. A maioria das espécies foi classificada nas seguintes categorias: emergentes, flutuantes livres, anfíbias e submersas enraizadas. No canal principal do rio, as espécies mais frequentes foram Eichhornia azurea, E. crassipes e Paspalum repens. Nas confluências dos tributários, Ludwigia sp., E.azurea e Polygonum ferrugineum foram as mais representativas, enquanto nas lagoas, Ludwigia sp., Oxycaryum cubense e E. azurea se destacaram. Em relação à composição de espécies, os locais de amostragem no Alto Rio Paraná foram mais influenciados pela invasora Hydrilla verticillata, enquanto as lagoas foram mais caracterizadas por espécies como Scleria melaleuca, Panicum maximum, Thelypteris sp., entre outras. Conclusões Em geral, esse estudo apontou que a área do Alto Rio Paraná apresenta um grande número de espécies de macrófitas. Ademais, a ocorrência de espécies invasoras dentro do trecho investigado chama atenção para cuidados quanto a potenciais impactos, para os quais, ações de manejo podem ser necessárias.

Abstract The last undammed stretch of the Upper Paraná River in the Brazilian territory is, to date, not completely inventoried, which rises concerns given the rapid rates of species extinctions. Aim Here, we provide an inventory of macrophyte taxa recorded in the last undammed 230 km stretch of the Upper Paraná River. Methods We inventoried macrophyte taxa in 27 sampling stations including lakes, the main channel of the river, and the tributary confluences in November 2013 and in May and November 2014. Macrophyte were sampled in littoral zones. We explored taxonomic and life form aspects of the recorded species. We used species accumulation curves and ordination techniques to summarize the variation in richness and composition of macrophyte species. Results We recorded 71 macrophyte taxa in 35 families. Most species were emergent, amphibian, free-floating, and rooted submerged. At the main channel of the Upper Paraná River, Eichhornia azurea, E. crassipes, and Paspalum repens represented the most frequent species. The most frequent species in the tributary confluences were Ludwigia sp., E. azurea, and Polygonum ferrugineum, while in lakes, Ludwigia sp., Oxycaryum cubense, and E. azurea were the most representative taxa. In regard to macrophyte composition, the invasive Hydrilla verticillata mostly influenced sites in the Upper Paraná River, in the ordination space, while floodplain lakes were mostly characterized by the presence of species such as Scleria melaleuca, Panicum maximum, and Thelypteris sp., among others. Conclusions Our study indicates that the last undammed stretch of the Upper Paraná River contains a large number of macrophyte species, suggesting that this stretch is an important area for the conservation of macrophyte species. In addition, the occurrence of invasive species (e.g., Hydrilla verticillata) within the investigated stretch deserves attention in terms of potential impacts for which management action may be necessary.

Resumo: Objetivo A viabilidade e o sucesso de colonização de propágulos por uma espécie invasora podem depender de vários fatores, tais como: o tamanho da planta parental e a massa fresca dos propágulos. Nesse contexto, testou-se (i) o efeito da origem de propágulos (plantas parentais grandes e pequenas); (ii) a posição do fragmento da planta parental (apical, intermediário e basal) sobre o desenvolvimento inicial de novos brotos de Urochloa arrecta; e (iii) se o sucesso de regeneração de U. arrecta estava relacionado com a massa fresca dos propágulos oriundos de plantas parentais grandes e pequenas. Métodos Conduziu-se um experimento, no qual 16 indivíduos de U. arrecta foram separados em dois grupos: (i) oito “grandes” (indivíduos com ± 1,5 m) e oito “pequenos” (indivíduos com ± 0,6 m). Para cada indivíduo, três fragmentos com dois nós foram cortados (considerados “propágulos”) da porção apical, intermediário e basal e massa fresca (g), comprimento (cm) e distância entre os dois nós (cm) de todos os propágulos de U. arrecta foram mesurados. Além disso, após a experimentação, foram realizadas medidas de massa seca (g) e comprimento (cm) dos brotos de U. arrecta gerados a partir dos propágulos. Resultados Indivíduos parentais grandes produziram brotos com maior comprimento e massa (seca). Ao contrário, a posição da porção dos propágulos não influenciou significativamente o desenvolvimento de brotos. Porém, a massa fresca do propágulo de plantas parentais pequenas apresentou correlação positiva e significativa com a massa seca dos brotos gerados. Conclusões O tamanho do indivíduo parental é um importante determinante no desenvolvimento de novos brotos da espécie invasora U. arrecta. Além disso, a massa fresca dos propágulos possui uma influência positiva e significativa no sucesso de U. arrecta para propágulos provindos de plantas parentais pequenas. Ressalta-se que todos os propágulos foram viáveis, o que poderia explicar as razões para esta planta ser uma invasora bem-sucedida.

Abstract: Aim Viability and successful colonization of propagules by an invasive species may depend on several factors, such as parental plant size and propagules’ fresh mass. Here, we tested (i) the effects of propagules’ origin (from large and small parental plants); (ii) the position in the parental stem (apical, intermediate and basal) on the early development of the new sprouts of Urochloa arrecta; and (iii) if the regeneration success of U. arrecta was related with propagule fresh mass that comes from large or small parental plants. Methods We selected 16 individuals of U. arrecta and separated them in two groups: (i) eight “large” (stem ± 1.5 m) and (ii) eight “small” (stem ± 0.6 m). For each individual, we cut three fragments with two nodes (considered as the “propagule”) from the apical, intermediate and basal portions of the stem and we measured the fresh mass (g), length (cm) and distance between the two nodes (cm) of all propagules of U. arrecta. In addition, after the experimentation, we measured the dry mass (g) and length (cm) of each new sprout of U. arrecta generated from each propagule. Results We found that large parental individuals produced sprouts with longer length and greater dry mass. In contrast, the position in the parental stem did not significant influence the development of sprouts in U. arrecta. In addition, the propagule fresh mass played a role in the development of sprouts just for propagules from small parental plants. Conclusions We found that the size of the parental individual is an important determinant of the development of new sprouts of this invasive species and the propagule fresh mass has a positive and significant influence in the success of U. arrecta only for propagules from smaller parental plants. We highlight that all propagules were viable, which could explain the reasons for this plant to be a successful invader.

ResumoObjetivo: Para testar suscetibilidade de invasão dos ecossistemas aquáticos por uma espécie exótica, nós utilizamos a macrófita invasora Urochloa arrecta, que tem invadido muitos corpos aquáticos neotropicais e reduzido a biodiversidade desses hábitats. O vasto crescimento dessa macrófita pode ser relacionado com sua afinidade por sedimentos ricos em lama, que ocorrem primariamente em canais secundários de rios e hábitats lênticos.MétodosPara testar essa hipótese, nós cultivamos U. arrecta em bandejas com diferentes porcentagens de lama e mensuramos o comprimento e a biomassa das plantas após 75 dias.ResultadosNossos resultados mostraram uma relação positiva e significante entre a porcentagem de lama no sedimento e nitrogênio, fósforo e matéria orgânica. O comprimento e biomassa das plantas aumentaram significativamente e continuamente com o aumento da porcentagem de lama, indicando que o crescimento dessa espécie não é limitado mesmo nos níveis mais altos de lama, que são mostrados como potencialmente tóxicos para outras espécies de macrófitas. Assim, é provável que sítios ricos em areia, como canais de rios, são menos vulneráveis a invasão por essa espécie do que sítios relativamente ricos em lama, como lagos.ConclusõesEsses resultados indicam que ecossistemas relativamente ricos em lama deveriam ser priorizados em programas de monitoramento para prevenir a invasão por essa espécie. Além disso, o lento desenvolvimento dessa espécie em sedimentos arenosos abre uma janela potencial para o seu manejo, pelo menos em escalas espaciais menores. Entretanto, apesar do crescimento reduzido de U. arrecta em sedimentos arenosos, essa gramínea é capaz de crescer em diversos tipos de sedimentos, o que explica sua dispersão em uma variedade de hábitats em ecossistemas de água doce neotropicais.

Aim: To test the invasibility of aquatic ecosystems by an exotic species, we used the invasive macrophyte Urochloa arrecta, which has invaded many Neotropical waterbodies and has reduced biodiversity in these habitats. The extensive growth of this macrophyte can be related to its affinity for mud-rich sediments, which occur primarily in secondary river channels and lentic habitats.MethodsTo test this hypothesis, we cultivated U. arrecta in trays with different percentages of mud and we measured the sprout length and biomass of the plants after 75 days.ResultsOur results showed a positive and significant relationship between sediment mud percentage and nitrogen, phosphorus and organic matter. Both plant length and biomass increased significantly and continuously with increasing mud content, indicating that the growth of this species is not limited even at the highest levels of mud, which is shown to be toxic for other species of macrophytes. Thus, it is probable that sand-rich sites, such as river shores, are less vulnerable to invasion by this species than relatively mud-rich sites, such as lakes.ConclusionsThis finding indicates that relatively mud-rich ecosystems should be prioritised in monitoring programs to prevent invasion by this species. In addition, the slow development of this species in sandy sediments opens a potential window for its management, at least on small spatial scales. However, despite the reduced growth of U. arrecta in sand-rich sediments, this grass is able to grow in several types of sediments, which explains its spread in a variety of habitats in Neotropical freshwater ecosystems.

Juntamente com a exploração exacerbada, poluição, alteração de regime hidrológico e degradação de habitas as invasões biológicas são consideradas uma ameaça à biodiversidade dos ecossistemas aquáticos continentais. Nesse sentido, a Poaceae Urochloa arrecta é reconhecida como uma invasora bem sucedida em ambientes aquáticos brasileiros. Nós comparamos bancos de macrófitas dominados e não-dominados por esta invasora. Foram amostrados oito córregos no noroeste do Estado do Paraná (Brasil). Em cada córrego registramos a riqueza e a biomassa de macrófitas nativas em locais onde U. arrecta era dominante e em locais onde ela não dominava ou era ausente. Em sete dos oito locais onde U. arrecta dominava, não haviam macrófitas nativas. Assim, encontramos maiores riqueza de espécies nativas, índice de Shannon e biomassa nativa nos locais não dominados por U. arrecta com relação aos locais dominados. Apesar da dificuldade em se extrair conclusões sobre as causas dessas diferenças, inferimos que a elevada biomassa da invasora pode ser a principal fonte de alterações nesses ambientes, com consequentes impactos na comunidade nativa. Porém, resistência biótica oferecida por locais com maior riqueza de espécies nativas seria uma explicação alternativa para nossos resultados. Para mitigar os potenciais impactos e prevenir futuras perturbações ecológicas, propomos a remoção mecânica dessa espécie invasora e a preservação e/ou restauração da vegetação ripária, pois ambientes de água doce são de importância vital para a manutenção de serviços ambientais e biodiversidade.

Besides exacerbated exploitation, pollution, flow alteration and habitats degradation, freshwater biodiversity is also threatened by biological invasions. This paper addresses how native aquatic macrophyte communities are affected by the non-native species Urochloa arrecta, a current successful invader in Brazilian freshwater systems. We compared the native macrophytes colonizing patches dominated and non-dominated by this invader species. We surveyed eight streams in Northwest Paraná State (Brazil). In each stream, we recorded native macrophytes' richness and biomass in sites where U. arrecta was dominant and in sites where it was not dominant or absent. No native species were found in seven, out of the eight investigated sites where U. arrecta was dominant. Thus, we found higher native species richness, Shannon index and native biomass values in sites without dominance of U. arrecta than in sites dominated by this invader. Although difficult to conclude about causes of such differences, we infer that the elevated biomass production by this grass might be the primary reason for alterations in invaded environments and for the consequent impacts on macrophytes' native communities. However, biotic resistance offered by native richer sites could be an alternative explanation for our results. To mitigate potential impacts and to prevent future environmental perturbations, we propose mechanical removal of the invasive species and maintenance or restoration of riparian vegetation, for freshwater ecosystems have vital importance for the maintenance of ecological services and biodiversity and should be preserved.

In this work, a recently proposed diversity index based on Patil and Taillie parametric diversity measure (or Tsallis entropy), Sq*, was applied to samples (presence-absence data) of macrophytes from the Itaipu Reservoir, Brazil. This new index was the value of the family of indices Sq for a specific evenness of a sample. Results demonstrated that the Shannon index and species richness showed expressively high correlation with the Sq*; however, the evenness had low correlation coefficients with the index Sq*, indicating that Sq* was particularly sensitive to rarity and species richness. On the other hand, the weak correlations of this index with evenness demonstrated that it was less sensitive to species relative abundances.

Los ecosistemas acuáticos neotropicales tienen una rica flora acuática. En este informe, hemos hecho una lista de la flora acuática de diversos hábitats de la alta planicie de inundación del río Paraná mediante la compilación de datos de la literatura y los registros de nuestras colecciones propias realizadas durante el período 2007-2009. Nuestros principales objetivos fueron evaluar la riqueza de macrófitos en la llanura aluvial del Paraná, para compararlo con otros humedales de América del Sur y evaluar si el número de especies registradas en los inventarios suramericanos ya han alcanzado una asíntota. Se registraron un total de 153 especies de macrófitas en la llanura de inundación del Río Alto Paraná, pertenecientes a 100 géneros y 47 familias. En nuestro análisis comparativo, se mostró una clara división florística de otros humedales de América del Sur, con excepción del Pantanal, que es el más cercano a los humedales de la planicie de inundación del Paraná y, por tanto, podría considerarse una extensión florística del Pantanal. La curva de acumulación de especies demuestra que los esfuerzos de muestreo deben ser reforzados con el fin de elaborar un censo de la flora de acrófitos para América del Sur. La alta disimilitud entre los humedales de América del Sur, junto con la falta de una asíntota en nuestra curva de acumulación de especies, indica que el esfuerzo de muestreo debe ser mayor para dar cuenta de la riqueza real de las especies de acrófitos en esta región.

Neotropical aquatic ecosystems have a rich aquatic flora. In this report, we have isted the aquatic flora of various habitats of the upper Paraná River floodplain by compiling data rom literature and records of our own continuous collections conducted during the period 2007-2009. Our main purposes were to assess the macrophyte richness in the Paraná floodplain, to compare it with other South American wetlands and to assess whether the number of species recorded in South American inventories has already reached an asymptote. We recorded a total of 153 species of macrophytes in the Upper Paraná River floodplain, belonging to 100 genera and 47 families. In our comparative analysis, a clear floristic split from other South American wetlands was shown, except for the Pantanal, which is the closest wetland to the Paraná floodplain and, therefore, could be considered a floristic extension of the Pantanal. The species accumulation curve provides evidence that sampling efforts should be reinforced in order to compile a macrophyte flora census for South America. The high dissimilarity among South American wetlands, together with the lack of an asymptote in our species accumulation curve, indicates that the sampling effort needs to be increased to account for the actual species richness of macrophytes in this region. Rev. Biol. Trop. 59 (2): 541-556. Epub 2011 June 01.

Vertical flow constructed wetlands, planted with and without Spartina alterniflora, were tested for the treatment of mariculture wastewater. Wetlands with and without the emergent macrophyte produced reductions of 89 and 71% for inorganic solids, 82 and 96% for organic solids, 51 and 63% for total nitrogen, 82 and 92% for ammoniacal nitrogen, 64 and 59% for orthophosphate, and 81 and 89% for turbidity, respectively. Wetlands with S. alterniflora showed denitrification tendencies, while wetlands without S. alterniflora had higher oxygen levels leading to nitrification. The results suggest the fundamental role of oxygen controlling the purification processes as well as the potential of constructed wetlands to treat mariculture effluents.

OBJETIVOS: Nesse trabalho nós realizamos um experimento para avaliar se o crescimento de Egeria najas e E. densa (duas espécies de macrófitas aquáticas submersas da família Hydrocharitaceae, nativas da América do Sul) é limitado por carbono inorgânico; MÉTODOS: Nós medimos os estágios iniciais de crescimento de fragmentos em microcosmos de 3 L com alcalinidade de 100 µM.L-1 e 500 µM.L-1. Esses valores de alcalinidade foram escolhidos por representarem extremos típicos da maioria dos ecossistemas aquáticos da bacia do Alto rio Paraná e representaram baixa e alta disponibilidade de carbono (principalmente bicarbonato), respectivamente; RESULTADOS: O alongamento de E. densa e o crescimento relativo e desenvolvimento de raízes de ambas as espécies foram significativamente maiores quando os fragmentos cresceram no tratamento de alta alcalinidade; CONCLUSÕES: Esses resultados indicam que em vários habitats da bacia do rio Paraná e durante certos períodos do ano, baixas concentrações de carbono inorgânico podem limitar o crescimento de ambas as espécies. Dessa forma, o fósforo e o nitrogênio podem assumir um papel secundário como fatores controladores do estabelecimento e crescimento dessas plantas, porque elas assimilam esses nutrientes do sedimento, onde os mesmos são encontrados em elevadas concentrações. Assim, somente o controle da eutrofização como uma estratégia para reduzir a biomassa dessas espécies pode não alcançar sucesso.

AIM: In this investigation we carried out an experiment to assess whether the growth of Egeria najas and E. densa (two rooted submersed Hydrocharitacea, native to South America) are limited by inorganic carbon or not; METHODS: We measured the early plant growth in 3 L microcosms with alkalinities of 100 µM.L-1 and 500 µM.L-1. These alkalinites represent extremes which are typical of most waters in the Upper Paraná River basin and they represent low and high inorganic carbon (mainly bicarbonate) availabilities, respectively; RESULTS: The elongation of E. densa, and the relative growth rates and root development of both species were significantly higher when they grew in the high alkalinity treatment; CONCLUSIONS: Our results strongly suggest that in several habitats and during certain periods of the year, inorganic carbon shortage may limit the growth of both species. In this sense, phosphorus and nitrogen may assume a secondary role as controlling factors of these plants, because they assimilate these nutrients from sediment, where they are usually found in high concentrations. Thus, controlling eutrofication as a strategy to reduce their biomass may not be successful.

En las últimas tres décadas, las evaluaciones ecológicas rápidas se han convertido en un método importante para medir la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos. Estos métodos se pueden utilizar para detectar los impactos antropogénicos y reconocer las extinciones locales o globales de las especies. Se presenta un estudio florístico de las macrófitas acuáticas a lo largo del margen brasileño del embalse Itaipú en 2008 y se compara con un estudio florístico realizado diez años atrás. Se utilizó un análisis de ordenamiento para determinar si hay diferencias en la composición de asociaciones de especies entre los brazos del embalse. Se tomaron muestras de las especies de macrófitos en cada una de las 235 estaciones de muestreo utilizando una embarcación, que fue colocada en tres lugares por punto para registrar las especies de macrófitos y buscar plantas pequeñas. También se recolectaron plantas sumergidas mediante un barrido con la embarcación, moviéndose a velocidad constante durante diez minutos. A las especies de macrófitas individuales se les asignó una forma de vida y se identificaron especies representativas de cada una. Un total de 87 táxones de macrófitas fueron identificados. Las formas de vida "emergentes" tienen el mayor número de especies, seguido por las formas de vida "con raíces sumergidas". Un estudio amplio de los macrófitos realizado en septiembre de 2008 registró más especies que el estudio realizado entre 1995 y 1998. Esto podría deberse a cambios físico-químicos del agua, perturbaciones debidas al nivel del embalse y el largo período de tiempo que hay entre ambos estudios, que pudo haber permitido la colonización natural por otras especies. Además, diferencias en la clasificación de los sistemas y la resolución taxonómica usada en los estudios, que podría producir diferencias en el número de especies registradas. La composición de la asociación de especies varió entre los brazos y se vio afectada por la radiación bajo el agua (medido utilizando un disco de Secchi) y la obtención de información. Se encontraron cinco especies no nativas. Dos no son nativas (Urochloa subquadripara y Hydrilla verticillata) son de especial preocupación debido a que tienen una alta frecuencia de ocurrencia y ocupan grandes zonas marginales del embalse. Se deben llevar a cabo futuros estudios para determinar el hábitat más frecuentemente colonizado por estas especies. Esto permitiría desarrollar estrategias de manejo para proteger la biota acuática nativa y evitar interferencias con los usos recreativos y comerciales del embalse Itaipú.

In the last three decades, rapid assessment surveys have become an important approach for measuring aquatic ecosystem biodiversity. These methods can be used to detect anthropogenic impacts and recognize local or global species extinctions. We present a floristic survey of the aquatic macrophytes along the Brazilian margin of the Itaipu Reservoir conducted in 2008 and compare this with a floristic survey conducted ten years earlier. We used ordination analysis to determine whether assemblage composition differed among reservoir arms. Macrophyte species were sampled in each of the 235 sampling stations using a boat, which was positioned inside three places of each macrophyte stand to record species and search for small plants. We also collected submerged plants using a rake with the boat moving at constant velocity for ten minutes. We assigned individual macrophyte species to life form and identified representative species for each life form. A total of 87 macrophyte taxa were identified. The "emergent" life forms contained the highest number of species, followed by "rooted submerged" life forms. The extensive survey of macrophytes undertaken in September 2008 recorded more species than a survey conducted between 1995 and 1998. This could be due to changes in water physico-chemistry, disturbances due to water drawdown and the long period between surveys, which may have allowed natural colonization by other species. Additionally, differences in the classification systems and taxonomic resolution used in the surveys may account for differences in the number of species recorded. Assemblage composition varied among the arms and was affected by underwater radiation (as measured using a Secchi disk) and fetch. Five non-native species were found. Two of these non-native species (Urochloa subquadripara and Hydrilla verticillata) are of special concern because they have a high frequency of occurrence and occupy large marginal areas of the reservoir. Future surveys should be conducted to determine the habitat most frequently colonized by these species. This would allow management strategies to be developed to protect native aquatic biota and prevent interference with the recreational and commercial uses of the Itaipu Reservoir. Rev. Biol. Trop. 58 (4): 1437-1452. Epub 2010 December 01.

Macrófitas aquáticas têm um importante papel na estruturação de comunidades em ambientes aquáticos. Essas plantas proporcionam estrutura física, aumentam a complexidade e a heterogeneidade de habitats e afetam vários grupos de organismos como invertebrados, peixes e aves aquáticas. A complexidade proporcionada pelas macrófitas tem sido exaustivamente estudada, porém, a mesma raramente tem sido medida de forma padronizada, dificultando comparações entre estudos e o estabelecimento de conclusões gerais. Com o objetivo de endereçar esse assunto, a presente revisão enfoca questões relacionadas à complexidade estrutural de habitats proporcionada por essas plantas e explora: i) como a complexidade tem sido enfocada pelos ecólogos, com ênfase em estudos com macrófitas; ii) os prós e contras de vários métodos usados para quantificar a complexidade; iii) as consequências da estruturação de habitats proporcionada pelas macrófitas sobre invertebrados e peixes, assim como as possíveis causas, mediadas pela complexidade de habitats, que levam a alterações nas assembléias desses animais; iv) os impactos potenciais de espécies exóticas invasoras de macrófitas sobre a complexidade de habitats e v) a importância da estrutura fornecida por macrófitas em estratégias de manejo visando à conservação da biodiversidade. Nós examinamos a literatura produzida tanto em regiões temperadas como tropicais, mas priorizamos essa última. Os principais resultados dessa revisão são resumidos a seguir. Houve grande variedade de medidas da complexidade de habitats em macrófitas que visam compreender sua influência sobre as assembléias de animais associadas a essas plantas. No entanto, a falta de padronização (considerando uma extensa variação de técnicas e escalas de resolução utilizadas) limita comparações entre diferentes estudos que utilizam estruturas físicas simulando macrófitas ou plantas reais. As macrófitas afetam as assembléias de animais e promovem a biodiversidade através de uma cadeia de mecanismos decorrentes da complexidade estrutural de habitats, que envolvem a disponibilidade de abrigos e locais de alimentação. Macrófitas exóticas invasoras podem modificar a estrutura de habitat e, assim, influenciar assembléias aquáticas. Nesse sentido, em muitos ecossistemas, essas plantas são o foco de estratégias de manejo objetivando a manutenção e restauração da biodiversidade.

Aquatic macrophytes play an important role in structuring communities in aquatic environments. These plants provide physical structure, increase habitat complexity and heterogeneity and affect various organisms like invertebrates, fishes and waterbirds. The complexity provided by macrophytes has been exhaustively studied in aquatic environments. However, macrophyte complexity has rarely been measured in a standardized fashion, making comparisons among different studies and the establishment of general conclusions difficult. To address this issue, this review is focused on questions related to the habitat structural complexity provided by these plants, exploring: i) how complexity has been viewed by ecologists, with an emphasis on macrophyte studies; ii) the pros and cons of several methods used to quantify plant complexity; iii) the consequences of habitat structuring by macrophytes on invertebrates and fish and possible causes, mediated by habitat complexity, that lead to changes in these animal assemblages; iv) potential impacts of non-native macrophyte species on habitat complexity and v) the importance of complexity provided by macrophytes to management strategies for maintaining aquatic biodiversity. We examined literature produced in both temperate and tropical regions, but prioritized the latter. We found a great variety of habitat complexity measurements that are applied to aquatic macrophytes to understand their influence on attached animal assemblages. A lack of standardization (considering the wide range of techniques and scales of resolution used) limits comparisons between different studies exploring this subject, in which biological samples and physical substrates were used to explore these relationships. Macrophytes affect animal assemblages and promote biodiversity through a chain of mechanisms, related to habitat complexity, that involve the availability of shelter and feeding sites. Invasive macrophyte species may modify habitat structure and thus influence associated organisms. In this sense, they are suitable as the main focus of management strategies aimed at biodiversity restoration and conservation.

Regressões múltiplas foram utilizadas com o objetivo de testar os efeitos do fetch (distância livre para ação do vento), declividade da região litorânea e da profundidade do disco de Secchi sobre a largura e os limites de colonização superior (Zmax) e inferior (Zmin) de bancos de Egeria spp em um grande reservatório tropical (Reservatório de Rosana). A declividade foi a única variável correlacionada com a largura dos bancos, que foi maior em locais com menor declividade. Os maiores valores da largura (até 260m) foram registrados em locais com declividade inferior a 0,05 m.m-1. Zmin e Zmax foram correlacionadas positivamente com o fetch. Entretanto, para o Zmax, diferentes relações foram encontradas em valores de fetchs baixos e altos, observados nos braços e no corpo central do reservatório, respectivamente. Em valores de fetch mais baixos, a profundidade de disco de Secchi foi a principal variável que explicou Zmax dos estandes de Egeria. Por outro lado, em valores de fetch mais elevados (obtidos no corpo central do reservatório), o fetch foi a única variável significativamente correlacionada com a Zmax.

In this work, regression analyses were used to test the effects of fetch, littoral slope and Secchi disk depth upon the stand width (Wi) and maximum (Zmax) and minimum (Zmin) colonization depths of Egeria spp in a large tropical reservoir (Rosana Reservoir). Littoral slope was the only variable correlated with Wi, which was larger in locations with lower slopes. The higher Wi values (up to 260m) were found in locations where slopes were lower than 0.05 m.m-1. Zmin and Zmax were correlated positively with fetch. Nevertheless, different relationships were found at lower and higher fetch values observed in the arms and in the main body of the reservoir, respectively. At lower values, Secchi disk depth was the main variable explaining Egeria Zmax. On the other hand, in locations where fetch was longer (i.e. in the main axis of the reservoir), it was the only variable that explained Zmax significantly. Despite the great variability, the results indicated that the measured limnological (Secchi disk) and morphometric (fetch and slope) variables were important determinants of Egeria spp colonization in the Rosana Reservoir.

As macrófitas aquáticas submersas desempenham um importante papel na estruturação de hábitats e, por isso, determinam padrões gerais de biodiversidade. Como essas plantas colonizam muitos reservatórios neotropicais, o presente trabalho investigou simples relações capazes de predizer atributos de assembléias de peixes (densidade e riqueza) a partir de variáveis relacionadas à estruturação do habitat, medidas em manchas de macrófitas submersas (Egeria densa e E. najas). Baseando-se em características das manchas em pequenas escalas espaciais (bancos de macrófitas em braços do reservatório), nós consideramos a biomassa de plantas, volume e volume proporcional (percentual de volume de macrófitas na coluna d'água) como preditores em potencial. Peixes e macrófitas foram amostrados com uma armadilha de arremesso (1-m²) em hábitats litorâneos do reservatório de Rosana, rio Paranapanema, e correlação simples foram utilizadas para analisar as relações. Todas as variáveis apresentaram correlação positiva com a riqueza e densidade de peixes (R = 0.53 to 0.90), uma relação consistentemente observada nos três locais amostrados. Com relação à performance individual de cada variável, o volume e o volume proporcional não aumentaram a magnitude das correlações quando comparados à biomassa de macrófitas. Correlações mais fortes foram observadas quando as manchas de E. densa e E. najas foram analisadas separadamente (mono-especificidade), provavelmente porque efeitos particulares de cada espécie na estruturação dos hábitats foram removidos (e.g. pequenas diferenças morfológicas ou efeitos na qualidade da água). Os altos valores de correlação (R) observados em todas as relações são incomuns em estudos ecológicos, e enfatizam o potencial preditivo de variáveis relacionadas à estrutura espacial dos hábitats. Esses resultados sugerem que, em pequenas escalas espaciais, a biomassa de macrófitas pode representar um interessante preditor da densidade e riqueza de peixes em reservatórios com ampla colonização de plantas submersas.

Submerged macrophytes play an important role in structuring habitats and, therefore, in determining patterns of aquatic biodiversity. Because these plants are widespread in shallow areas of many Neotropical reservoirs, the present work investigated if variables related to habitat structure, measured in patches of submerged macrophytes (Egeria densa and E. najas), can be used to predict fish assemblage attributes (fish density and species richness). Based on patch characteristics at fine spatial extents (macrophyte patches within reservoir arms), we considered plant biomass, volume and proportional volume (i.e. percentage of macrophyte volume in the water column) as potential predictors. Fish and macrophytes were sampled with a 1-m² throw trap in littoral habitats of Rosana Reservoir, Paranapanema River, and simple correlation analyses were performed. Fish richness and abundance were highly correlated with all variables (R = 0.53 to 0.90), a relationship consistently observed in all sites. When compared to biomass, plant volume and proportional volume did not yield stronger correlations. We observed stronger correlations when E. densa and E. najas patches were analyzed separately (mono-specificity), probably because particular effects of each macrophyte on habitat structuring were removed (e.g. unnoticed morphological differences or unknown effects on habitat quality). The high R values observed in all pairwise relationships are uncommon in ecological studies, highlighting the predictive potential of variables related to habitat structure. These results suggest that, at small spatial extents, macrophyte biomass may represent an interesting predictor of fish density and richness in reservoirs with extensive colonization of submerged plants.