Resumen Introducción: La distribución de los peces de agua dulce en los Andes colombianos es el resultado de la interacción entre factores históricos y recientes. Actualmente, el paisaje Andino enfrenta procesos de rápida transformación. Sin embargo, el conocimiento sobre la distribución de las especies y sus requerimientos ambientales no avanza tan rápido como las transformaciones en curso en las redes fluviales. Objetivo: Comprender la conformación del ensamble de peces en la cuenca media y baja del río Cauca, considerando el contexto ambiental local antes de la construcción de la represa de Ituango, y cuantificar la diversidad beta y sus dos componentes (recambio y anidamiento) entre las comunidades de peces locales. Métodos: Se analizaron 58 localidades durante nueve años (entre febrero 2010 y noviembre 2018), período previo a la operación de la represa. La riqueza de especies (diversidad α), el recambio de especies (diversidad β) y la composición del conjunto se estimaron para las localidades dadas. Resultados: Se registraron 114 especies, que representan ~ 49 % de la riqueza total de especies conocidas para la cuenca del Magdalena. La distribución de la riqueza mostró que el número de especies varía entre los ambientes acuáticos. Las ciénagas presentaron el mayor número de especies, seguidas por el río Cauca, mientras que las quebradas presentaron los valores más bajos de riqueza. Los análisis espaciales de la diversidad β revelaron un alto componente de variación en el área de estudio debido al reemplazo de especies entre los ambientes acuáticos. Conclusiones: La implementación del monitoreo a largo plazo permitió reconocer que la cuenca del río Cauca conserva una gran variedad de ambientes ricos en especies. El recambio de especies indica una alta proporción de endemismo o múltiples sitios con especies únicas. Finalmente, nuestro estudio servirá como línea base para verificar, con el tiempo, si la construcción de la represa está asociada con cambios esenciales en la estructura de las comunidades de peces.

Abstract Introduction: The distribution of freshwater fishes in the Colombian Andes results from the interaction between historical and recent factors. Currently, the Andean landscape is facing rapid transformation processes. However, the knowledge regarding species distribution and environmental requirements is advancing slower than the transformations underway in the fluvial networks. Objective: To understand the conformation of the fish assemblage in the middle and lower Cauca River basin, considering the local environmental context before the construction of the Ituango Dam, and quantifying β diversity and its two components (turnover and nestedness) amongst local fish communities. Methods: 58 localities were monitored during nine years (between February 2010 and November 2018), the period before the dam's operation. The species richness (α-diversity), species turnover (β-diversity), and assemblage composition were estimated for the given localities. Results: 114 species were recorded, representing ~ 49 % of the total richness of known species for the Magdalena basin. The richness distribution showed that the number of species varies among the aquatic environments. Swamps presented the most significant number of species, followed by the Cauca River, while streams had the lowest values of richness. The spatial analyses of β-diversity revealed a high variation component in the study area due to species replacement between the aquatic environments. Conclusions: The implementation of long-term monitoring allowed us to recognize that the Cauca River basin conserves a great variety of species-rich environments. The species turnover indicates a high proportion of endemism or multiple sites with unique species. Finally, our study will serve as a baseline to verify, over time, whether the dam's construction is associated with essential changes in the structure of fish communities.

The Tropical Andes is a biodiversity hotspot facing pressure from planned and ongoing hydropower development. However, the effects of dams on river ecosystems of the region as mediated by physico-chemical changes to water quality are poorly known. Colombia is unique among its peers in South America for managing central public environmental databases, including surface water quality data sets associated with environmental monitoring of dams. To assess the relationship between hydropower and Colombian river conditions, we analyze monitoring data associated with 15 dams, focusing on oxygen availability, thermal regimes and sediment losses because these properties are influenced directly by river damming and impose fundamental constraints on the structure of downstream aquatic ecosystems. We find that most Colombian dams (7 of 10) seasonally reduce concentrations of total suspended solids by large percentages (50-99%) through sediment trapping. Most dams (8 of 15) also, via discharge of warm reservoir surface waters, seasonally increase river temperatures by 2 to 4˚C with respect to upstream conditions. A subset of four dams generates downstream hypoxia (lt;4 mg L-1) and water 2 to 5˚C colder than inflows—both processes driven by the turbination and discharge of cold and anoxic hypolimnetic waters during periods of reservoir stratification. Reliance on monitoring data likely leads us to under-detect impacts because many rivers are only sampled once or twice per year and cannot capture temporal shifts across seasons and days (i.e., in response to hydropeaking). Despite these blind spots, the monitoring data point to some opportunities for planners and hydropower companies to mitigate downstream ecological impacts. These findings highlight the importance of implementing environmental monitoring schemes associated with hydrologic infrastructure in developing countries.

Los Andes tropicales son una zona de alta biodiversidad, que constantemente se enfrenta a la presión del desarrollo hidroeléctrico. Sin embargo, los efectos de los embalses en los ecosistemas fluviales de la regióninfluenciados por cambios fisicoquímicos en la calidad del agua son poco conocidos. Colombia es el único país en América del Sur que gestiona bases de datos ambientales públicos y centralizados, allí se incluyen conjuntos de datos sobre la calidad de aguas superficiales asociados a la vigilancia medioambiental de las represas. Para evaluar las relaciones entre las condiciones de los ríos en Colombia con relación a las centrales hidroeléctricas, analizamos los datos de monitoreo asociados con 15 represas, enfocándonos en la disponibilidad de oxígeno, el régimen térmico y la pérdida de sedimentos; ya que estas propiedades están influenciadas directamente por la construcción de represas en los ríos, e imponen restricciones fundamentales en la estructura de los ecosistemas acuáticos aguas abajo de la presa. Encontramos que en la mayoría de los embalses en Colombia (7 de 10) se reducen estacionalmente grandes porcentajes de las concentraciones de sólidos suspendidos totales (50-99%) debido a la captura de sedimentos. Adicionalmente, la mayoría de los embalses (8 de 15), a través de la descarga de aguas superficiales a mayor temperatura, aumentan estacionalmente las temperaturas del río (entre 2 y 4 °C) con respecto a las condiciones aguas arriba. Un subconjunto de cuatro represas genera hipoxia aguas abajo (lt;4 mg L-1), y aguas más frías que la de los flujos entrantes (entre 2 y 5 °C), ambos procesos impulsados por la turbinación y descarga de aguas hipolimnéticas frías y anóxicas durante los períodos de estratificación del embalse. Es probable que la dependencia de los datos de monitoreo nos lleve a subestimar los impactos, porque muchos de los ríos solo se monitorean una o dos veces al año y es posible detectar los cambios temporales entre las estaciones y los días (es decir, en respuesta al hydropeaking). A pesar de estos puntos ciegos, los datos de monitoreo representan algunas oportunidades para que los planificadores y las empresas hidroeléctricas mitiguen los impactos ecológicos río abajo. Estos hallazgos resaltan la importancia de implementar esquemas de seguimientos medioambientales asociados con la infraestructura hidrológica en los países en vía de desarrollo.

Resumen En la cuenca del río Magdalena, las actividades de rescate de peces son una medida de manejo ambiental utilizada para reducir su mortalidad en el área próxima a los embalses. Cuando se realiza la apertura y posterior cierre de compuertas del vertedero, producto de la operación de la central hidroeléctrica Porce III, aguas abajo de la presa se crean hábitats acuáticos temporales en forma de pozas marginales de lecho rocoso, en donde se presentan atrapamientos de peces. El objetivo del rescate es reubicarlos al canal principal del río para reducir su mortalidad. Entre los años 2013 y 2020 se capturaron 4927 individuos, representantes de 28 especies, 12 familias y cinco órdenes. Reubicamos a 4704 individuos nuevamente en el río Porce, siendo las especies de los géneros Chaetostoma, Andinoacara, Astyanax y Rhamdia los de mayor captura. También se capturaron especies potamodromas de la familia Pochilodontidae, cuya presencia próxima a la presa se debe posiblemente a migraciones que realizan para llevar a cabo su reproducción. Estas acciones de rescate y reubicación, producto de la operación de las centrales hidroeléctricas, deben ser replicadas en la cuenca como estrategia para mitigar los impactos ambientales ocasionados por la fragmentación del hábitat.

Abstract In the Magdalena River basin, fish rescue activities are an environmental management measure used to reduce fish mortality in the area near the reservoirs. When the opening and subsequent closing of the spillway gates is carried out as a result of the operation of the Porce III hydroelectric plant, downstream of the dam temporary aquatic habitats are created in the form of minor pools in the bedrock, where fish entrapment occurs. The objective of rescue activities is to relocate them to the main channel of the river, to reduce mortality. Between the years 2013 to 2020, a total of 4927 individuals were captured, representing 28 species, 12 families and five orders. We relocated 4704 individuals back to the Porce river, being the species of the genera Chaetostoma, Andinoacara, Astyanax and Rhamdia the highest capture. Potamodromous species of the family Prochilodontidae were also captured, their presence close to the dam possibly being due to the migrations they make to carry out their reproduction. These rescue and relocation actions resulting from the operation of hydroelectric plants should be replicated in the basin, as a strategy to mitigate the environmental impacts caused by habitat fragmentation.

ABSTRACT We describe the change in the fish community of the Porce River in Magdalena River Basin, Colombia, following the construction of the Porce III hydropower reservoir based on 13 years of monitoring data. The results show a clear reduction of the number of native species, which have been supplanted by colonizing non-native species, especially in the reservoir. Four native species detected prior to dam construction have apparently disappeared, but 12 new species were registered post-construction. We analyzed spatial changes in beta diversity in the aquatic environments surrounding the dam. The new environment generated by the reservoir presents a unique species composition and contributes significantly to the total beta diversity of the system. Altogether three distinct new fish assemblages emerged following reservoir formation and there are now six assemblages where there had previously been three. This dramatic change, already visible within a decade of construction, highlights just how strong of an impact dam construction has on habitats and how rapidly fish communities react in this hotspot for endemic fish diversity. Our findings demonstrate the importance of monitoring fish communities for revealing the impact of damming on river ecosystems and informs potential complementary fish diversity inventories elsewhere in the Magdalena River basin.

RESUMEN Describimos el cambio en la comunidad de peces del río Porce en la cuenca del río Magdalena en Colombia luego de la construcción del embalse hidroeléctrico Porce III con base en 13 años de datos de monitoreo. Los resultados mostraron una reducción de especies nativas y, el embalse ha sido colonizado por especies no nativas. A lo largo del monitoreo cuatro especies desaparecieron de las capturas, y se registró la aparición de 12 especies nuevas después de la construcción del embalse. Analizamos los cambios espaciales en la diversidad beta en los ambientes acuáticos que rodean la presa. El nuevo entorno generado por el embalse presenta una composición de especies única; en total, surgieron tres nuevos ensamblajes de peces distintos después de la formación del embalse y ahora hay seis ensamblajes. Este cambio, ya visible a una década de la construcción, resalta cuán fuerte es el impacto que tiene la construcción de presas en los hábitats y cuán rápido reaccionan las comunidades de peces. Nuestros hallazgos demuestran la importancia de monitorear las comunidades de peces para revelar el impacto de las represas en los ecosistemas fluviales, además permite complementar los inventarios de diversidad en la cuenca del río Magdalena.