Ecological and socio-economic assessment of Varthur wetland, Bengaluru (India)

Wetlands are the most productive ecosystems, recognized globally for its vital role in sustaining a wide array of biodiversity and provide goods and services. However despite their important role in maintaining the ecology and economy, wetlands in India are endangered by inattention and lack of appreciation for their role. Increased anthropogenic activities such as intense agriculture practices, indiscriminate disposal of industrial effluents and sewage wastes have altered the physical, chemical as well as biological integrity of the ecosystem. This has resulted in the ecological degradation, which is evident from the current ecosystem valuation of Varthur wetland. Global valuation of coastal wetland ecosystem shows a total of 14,785/ha US$ annual economic value. An earlier study of relatively pristine wetland in Bangalore shows the value of Rs. 10,435/ha/day while the polluted wetland shows the value of Rs.20/ha/day. In contrast to this, Varthur, a sewage fed wetland has a value of Rs.118.9/ha/day. The pollutants and subsequent contamination of the wetland has telling effects such as disappearance of native species, dominance of invasive exotic species (such as African catfish), in addition to profuse breeding of disease vectors and pathogens. Water quality analysis revealed of high phosphates (4.22-5.76 ppm) level in addition to the enhanced BOD (119-140 ppm) and decreased DO (0-1.06 ppm). The amplified decline of ecosystem goods and services with degradation of water quality necessitates the implementation of sustainable management strategies to recover the lost wetland benefits.

Mapping and Distribution of Torpedograss and Evaluating the Effectiveness of Torpedograss Management Activities in Lake Okeechobee, Florida

Thousands of hectares of native plants and shallow open water habitat have been displaced in Lake Okeechobee’s marsh by the invasive exotic species torpedograss ( Panicum repens L.). The rate of torpedograss expansion, it’s areal distribution and the efficacy of herbicide treatments used to control torpedograss in the lake’s marsh were quantified using aerial color infra red (IR) photography.(PDF has 6 pages.)

An Integrated Assessment of the Introduction of Lionfish (Pterois volitans/miles complex) to the Western Atlantic Ocean.

Lionfish (Pterois volitans/miles complex) are venomous coral reef fishes from the Indian and western Pacific oceans that are now found in the western Atlantic Ocean. Adult lionfish have been observed from Miami, Florida to Cape Hatteras, North Carolina, and juvenile lionfish have been observed off North Carolina, New York, and Bermuda. The large number of adults observed and the occurrence of juveniles indicate that lionfish are established and reproducing along the southeast United States coast. Introductions of marine species occur in many ways. Ballast water discharge, a very common method of introduction for marine invertebrates, is responsible for many freshwater fish introductions. In contrast, most marine fish introductions result from intentional stocking for fishery purposes. Lionfish, however, likely were introduced via unintentional or intentional aquarium releases, and the introduction of lionfish into United States waters should lead to an assessment of the threat posed by the aquarium trade as a vector for fish introductions. Currently, no management actions are being taken to limit the effect of lionfish on the southeast United States continental shelf ecosystem. Further, only limited funds have been made available for research. Nevertheless, the extent of the introduction has been documented and a forecast of the maximum potential spread of lionfish is being developed. Under a scenario of no management actions and limited research, three predictions are made: ● With no action, the lionfish population will continue to grow along the southeast United States shelf. ● Effects on the marine ecosystem of the southeast United States will become more noticeable as the lionfish population grows. ● There will be incidents of lionfish envenomations of divers and/or fishers along the east coast of the United States. Removing lionfish from the southeast United States continental shelf ecosystem would be expensive and likely impossible. A bounty could be established that would encourage the removal of fish and provide specimens for research. However, the bounty would need to be lower than the price of fish in the aquarium trade (~$25-$50 each) to ensure that captured specimens were from the wild. Such a low bounty may not provide enough incentive for capturing lionfish in the wild. Further, such action would only increase the interaction between the public and lionfish, increasing the risk of lionfish envenomations. As the introduction of lionfish is very likely irreversible, future actions should focus on five areas. 1) The population of lionfish should be tracked. 2) Research should be conducted so that scientists can make better predictions regarding the status of the invasion and the effects on native species, ecosystem function, and ecosystem services. 3) Outreach and education efforts must be increased, both specifically toward lionfish and more generally toward the aquarium trade as a method of fish introductions. 4) Additional regulation should be considered to reduce the frequency of marine fish introduction into U.S. waters. However, the issue is more complicated than simply limiting the import of non-native species, and these complexities need to be considered simultaneously. 5) Health care providers along the east coast of the United States need to be notified that a venomous fish is now resident along the southeast United States. The introduction and spread of lionfish illustrates the difficulty inherent in managing introduced species in marine systems. Introduced species often spread via natural mechanisms after the initial introduction. Efforts to control the introduction of marine fish will fail if managers do not consider the natural dispersal of a species following an introduction. Thus, management strategies limiting marine fish introductions need to be applied over the scale of natural ecological dispersal to be effective, pointing to the need for a regional management approach defined by natural processes not by political boundaries. The introduction and success of lionfish along the east coast should change the long-held perception that marine fish invasions are a minimal threat to marine ecosystems. Research is needed to determine the effects of specific invasive fish species in specific ecosystems. More broadly, a cohesive plan is needed to manage, mitigate and minimize the effects of marine invasive fish species on ecosystems that are already compromised by other human activities. Presently, the magnitude of marine fish introductions as a stressor on marine ecosystems cannot be quantified, but can no longer be dismissed as negligible. (PDF contains 31 pages)

Efectos de la salinidad y el herbicida glifosato sobre la especie invasora Baccharis halimifolia

CASTELLANO. La introducción de especies exóticas invasoras es una de las causas más importantes de pérdida de biodiversidad. Baccharis halimifolia es una de las 20 especies exóticas invasoras mas perjudiciales en España e invade gran parte de la marisma de Urdaibai. En dicha marisma se aplicaron tratamientos de control mediante la corta y aplicación de herbicida (glifosato) tras los cuales se observó un variable porcentaje de rebrote en función de la salinidad edáfica. Se realizó un experimento en el que las plantas recolectadas en las parcelas tratadas fueron sometidas en el invernadero a un tratamiento de salinidad y a otro de glifosato con el fin de estudiar la interacción entre ambos tratamientos en individuos originados por germinación y por rebrote y las posibles diferencias entre sexos. Se estudiaron los parámetros de biomasa y acumulación de iones sodio. No se han observado diferencias significativas entre los sexos para ninguno de los parámetros. Sin embargo, los rebrotes acumulan más Na+ que los individuos procedentes de germinación y su biomasa disminuye significativamente tras la aplicación de glifosato, únicamente en medio no salino. Nuestros resultados sugieren que los rebrotes de B. halimifolia reaccionan en mayor medida a la salinidad y al glifosato, lo que proporciona información de interés para la gestión.

Avaliação da defesa química e da influência dos corais invasores Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis na estruturação das comunidades bentônicas da Baía da Ilha Grande RJ

A introdução de espécies invasoras marinhas tem causado danos econômicos e ecológicos consideráveis em todo o mundo. Algumas destas espécies incluindo corais escleractíneos possuem adaptações, tais como metabólitos secundários utilizados para evitar a predação e competição por espaço por outros organismos. Este arsenal químico e as interações entre espécies invasoras e nativas podem causar alterações na distribuição das espécies e na estrutura das comunidades de costões rochosos tropicais. Os objetivos deste estudo foram (1) caracterizar os metabólitos secundários produzidos pelos corais invasores Tubastraea tagusensis e T. coccinea na Baía da Ilha Grande, Brasil, (2) detectar os compostos químicos liberados pelos tecidos de Tubastraea tagusensis in situ utilizando um aparelho submersível; (3) testar no campo os extratos metanólicos produzidos por ambas as espécies de Tubastraea contra a predação por peixes generalistas e assentamento de outros organismos, (4) testar no campo se os compostos químicos produzidos por ambos os corais invasores variaram na concentração ou tipo quando os corais foram colocados próximos de competidores nativos e (5) determinar como as comunidades de costões rochosos da Baía da Ilha Grande foram afetadas pela expansão de Tubastraea coccinea e T. tagusensis em 8 locais estudados durante 2 anos. As principais classes de substâncias encontradas nos extratos metanólicos de Tubastraea foram identificados como esteróis, ácidos graxos, hidrocarbonetos, alcalóides, ésteres e alcoóis, entretanto, o aparelho submersível identificou somente hidrocarbonetos liberados por Tubastraea na água do mar. O extrato metanólico de T. tagusensis reduziu a predação por peixes generalistas e já os extratos de ambas as espécies mostraram efeitos espécie-específicos sobre organismos incrustantes no campo. No experimento de interação competitiva foi detectada a presença de necrose nos tecidos do coral endêmico Mussismilia hispida e isso provocou variação nas concentrações de esteróis, alcalóides e ácidos graxos nos tecidos de Tubastraea. Em contraste, a esponja Desmapsamma anchorata cresceu sobre os tecidos das colônias de ambos os corais invasores. A presença de Tubastraea nas comunidades bentônicas causou uma dissimilaridade média de 4,8% nas comunidades invadidas. Uma forte relação positiva foi encontrada entre a cobertura de Tubastraea e a mudança na estrutura da comunidade da Baía da Ilha Grande. Portanto, os efeitos negativos de ambos os corais invasores são suficientes para acarretar mudanças na estrutura das comunidades bentônicas tropicais.

Distribuição e abundância do coral invasor Tubastraea spp.

As espécies de corais invasores, Tubastraea tagusensis e T. coccinea foram acidentalmente introduzidos no Brasil através de plataformas de petróleo. O rápido crescimento e estágio reprodutivo, competição contra espécies nativas, defesas químicas contra predadores e competidores naturais e uso amplo em diferentes substratos utilizados contribuem para o sucesso e expansão de Tubastraea spp. na costa brasileira. O presente estudo teve dois objetivos principais: 1) investigar uma metodologia que resulte em uma maior eficiência e custo-benefício nos processsos de monitoramento dos corais invasores Tubastraea spp. no litoral brasileiro; 2) mapear a distribuição geográfica, caracterizar as populações e estudar o efeito da inserção dos corais na comunidade bêntica de costões rochosos do litoral norte do estado de São Paulo (LNSP). O primeiro avaliou quatro metodologias, comparando o método do censo visual, e outras três metodologias que utilizam fotografia e filmagem. O método do censo visual mostrou ser mais eficiente na obtenção dos resultados quando comparado com os outros métodos, principalmente para identificar pequenos organismos. Contudo, seu tempo em campo e seus custos foram maiores. O segundo utilizou o método visual para estudar o efeito da inserção dos corais invasores na comunidade local do LNSP. Ainda, foi realizado um monitoramento espacial semi-quantitativo em larga escala para caracterizar a distribuição espacial dos corais invasores; transectos com quadrados amostrais foram usados para estimar a densidade de Tubastraea ao longo da profundidade, e transectos e arcos graduados empregados para estimar a ocorrência de colônias em diferentes inclinações do substrato, no LNSP. Os corais invasores estão aumentado sua distribuição, causando diversos impactos nas comunidades e nos organismos nativos. T. tagusensis é comumente encontrado dominando diversos costões rochosos, com uma densidade maior em ambientes mais profundos e com maior ocorência em substratos de inclinções verticais e negativas no LNSP. A erradicação e/ou controle do coral invasor é recomendado no litoral brasileiro, principalmente onde as populações estão isoladas ou ainda são pequenas.

Chuva de sementes: dinâmica de dispersão na presença de uma espécie exótica invasora, Artocarpus heterophyllus Lam. (jaqueira), no Parque Estadual da Ilha Grande, Angra dos Reis, RJ

A chuva de sementes é a dinâmica de dispersão de uma floresta, representando o que chega ao solo por meio dos agentes dispersores. Na comunidade de plantas, as síndromes de dispersão predominantes permitem entender os estádios sucessionais, estrutura e o nível de conservação da vegetação. No Brasil, a jaqueira, Artocarpus heterophyllus, é considerada uma espécie exótica invasora, que foi introduzida no período colonial. Essa invasão biológica pode comprometer a dispersão dos diásporos de espécies nativas pela chuva de sementes, já que a dispersão é influenciada pela distribuição espacial das plantas e pelas barreiras presentes no ambiente. O trabalho teve por objetivo verificar se a jaqueira, por ser uma espécie exótica invasora, influência na composição e abundância da chuva de sementes. O estudo foi realizado em floresta Atlântica, localizada no Parque Estadual da Ilha Grande, RJ. Foram utilizados para a coleta da chuva de semente 16 coletores de 1m de diâmetro, em áreas com (C) e sem (S) jaqueira, totalizando 32 coletores verificados mensalmente durante um ano de coleta. As análises estatísticas realizadas foram ANOVA, Regressão e NMDS, com o objetivo de verificar se a presença da jaqueira estaria influenciando na chuva de sementes quanto a riqueza, composição e abundância. Foram coletadas 320 amostras e contabilizadas 166.376 sementes, sendo encontrados 84 morfoespécies, 29 espécies em 25 famílias e 55 morfoespécies não identificadas. As áreas sem (S) jaqueira apresentaram maior riqueza, menor abundância e maior diversidade. Nas áreas com jaqueira (C) a abundância de sementes nativas apresentou uma relação negativa com a abundância dessa exótica nas parcelas. A composição e a abundância dos diásporos não tiveram uma separação nítida entre as áreas com e sem jaqueiras, como mostrado no NMDS. Porém, quando analisado o primeiro eixo do NMDS com a abundância de jaqueiras, a ordenação das grades mostrou ter uma relação com a abundância de jaqueiras. As principais síndromes de dispersão observadas no trabalho, referente às espécies que foram identificadas, foram à anemocoria e a zoocoria, sendo esta ultima síndrome a mais abundante entre as áreas. Os resultados mostraram que a presença das jaqueiras afeta, negativamente a chuva de sementes no Parque Estadual da Ilha Grande. Uma menor riqueza e abundância de sementes nativas alcançaram o solo nas áreas com jaqueira (C) podendo afetar a sucessão e a dinâmica da floresta.

Genetic enhancement and conservation of aquatic biodiversity in Africa

There is a pressing need to enhance fish production in Africa through improved farm management and the use of improved fish breeds and/or alien species in aquaculture while at the same time conserve the aquatic genetic diversity. This paper presents the outcome of the Expert Consultation on Biosafety and Environmental Impact of Genetic Enhancement and Introduction of Improved Tilapia Strains/Alien Species in Africa held in Nairobi, Kenya on 20-23 February 2002. The main topics discussed were status of aquaculture in Africa and the role of genetic enhancement; potential benefits and risks involved in introduction of genetically improved strains and/or alien species with specific reference to tilapias; existing policies and legislation for the conservation of biodiversity, their strengths and weaknesses; capacity for undertaking genetic enhancement research and implementation of policies for the conservation of aquatic biodiversity.

Movimento longitudinal de peixes: uma análise cienciométrica, manutenção de comunidades e implicação na colonização de um riacho costeiro

Este trabalho apresenta uma análise cienciométrica dos estudos sobre movimentos longitudinais de peixes, publicados no mundo entre 2000 e 2010, pondo em vista o cenário geral dos trabalhos desenvolvidos sobre o tema. Além disso, examina os padrões de movimento longitudinal das espécies de peixes de um riacho costeiro de Mata Atlântica, o rio Ubatiba (Maricá-RJ), e analisa a dispersão, distribuição e variação na densidade de uma espécie introduzida nesse riacho, verificando se houve impacto dessa introdução sobre uma espécie nativa. Os 525 artigos analisados na cienciometria foram obtidos através de uma busca realizada na base de dados Web of Science. Observou-se o aumento no número publicações sobre movimentos de peixes. A maior parte dos estudos foi desenvolvida nos EUA. Os ecossistemas mais pesquisados foram rios e riachos e 464 trabalhos analisaram os movimentos a partir do método de marcação, onde a telemetria foi destacadamente a técnica mais utilizada. A família Salmonidae foi o alvo da maioria dos estudos sobre deslocamento. Para identificar os padrões de movimento da comunidade de peixes do rio Ubatiba, experimentos de marcação-recaptura foram realizados em quatro pontos amostrais diferentes no riacho, entre junho de 2011 e abril de 2012. Um total de 1270 exemplares, entre 10 espécies estudadas, foram coletados através de pesca elétrica, identificados, medidos, marcados com implante intra-dérmico de elastômeros coloridos (VIE) e devolvidos no mesmo trecho onde foram coletados. Foram observados movimentos de curta e longa distância. As espécies que percorreram maiores distâncias foram A. tajasica e Characidium sp.. Na estação chuvosa, os peixes tendem a se movimentar mais em direção à montante e a percorrer maiores distâncias. A espécie introduzida P. maculicauda, foi registrada pela primeira vez no rio Ubatiba, em julho de 1999, no ponto amostral mais baixo do riacho, com baixa densidade. Observou-se que ao longo dos anos a espécie introduzida se dispersou, colonizando pontos mais altos do riacho. Além disso, verificou-se uma correlação negativa entre as densidades da espécie introduzida e da espécie nativa H. punctatus

Implications of changes in trophic diversity and food webs on fisheries and the environment

Most of the earth's ecosystems are experiencing slight to catastrophic losses of biodiversity, caused by habitat destruction, alien species introduction, climate change and pollution (Wilcove et al., 1998). These human effects have led to the extinction of native fish species, the collapse of their populations and the loss of ecological integrity and ecosystem functioning (Ogutu-Ohwayo & Hecky, 1991; Witte et al. , 1992a; Mills et al., 1994; Vitousek et al., 1996). Food webs are macro-descriptors of community feeding interactions that can be used to map the flow of materials and nutrients in ecosystems (Jepsen & Winemiller, 2002). Comparative food web studies have been used to address theoretical questions such as 'does greater trophic connectivity increase stability?' (Cohen et al., 1990), and 'does the number of trophic levels increase with productivity?' (Briand & Cohen, 1987). Answers to such questions have obvious applications for natural resources management. From a multi-species fisheries standpoint, there is a need to understand consumer-resource dynamics within complex trophic networks.

Management of water hyacinth, Eichhornia crassipes, in Lake Victoria Basin

Water hyacinth is a free-floating waterweed native to the Amazon River Basin in South America. In its native range, water hyacinth is not an environmental problem, although the weed is one of the most invasive alien plants in freshwater environments. Water hyacinth has the potential to become invasive through fast vegetative reproduction and rapid growth to accumulate huge biomass and extensive cover in freshwater environments. Over the last 150 years water hyacinth has invaded most countries in the tropics and sub-tropics, introduced by man, mainly for ornamental purposes. Such introductions led to the infestation of most freshwater-ways in the southern United States of America, parts of Australia, the pacific islands, and most countries in Asia and Africa. The extensive tightly packed mats of water hyacinth are often associated with devastating socio-economic and environmental impacts. Invasion by the weed has, therefore, often generated urgent costly problems associated with the weed biomass and its management. A classic example of such problems was triggered by the invasion and proliferation of water hyacinth in the Lake Victoria Basin during the 1980s (Freilink 1989, Taylor 1993, Twongo et al., 1995). The weed infestation marked the beginning of a decade of intensive and systematic campaign by the three riparian states (Kenya, Tanzania and Uganda) to bring weed proliferation under control. The discussions in this Chapter span over ten years of dealing with the challenges paused by the imperative to manage infestations of water hyacinth in the Lake Victoria Basin. The challenges included the need to understand the dynamics of water hyacinth infestation; its distribution, proliferation and impact modalities; and the development and implementation of appropriate weed control strategies and options. Most specific examples were taken from the Ugandan experience (NARO, 2002).

Evidences of the intertidal red alga Grateloupia turuturu in turning Vibrio parahaemolyticus into non-culturable state in the presence of light

Grateloupia turuturu, previously known as Grateloupia doryphora, has been widely reported to be an invasive algal species. There are no studies to relate the impact of its existence on its surrounding environment. In this paper, we present our results to show that about 70% of individuals collected from the field could turn Vibrio parahaemolyticus into non-culturable state on both selective (TCBS) and non-selective (2216E) culture medium in 24 h in the presence of light in live algal culture. Total bacteria counts on TCBS and 2216E plates dropped from the initial 565 (174) and 1192 (60) cfu ml(-1) respectively to zero in 24 h. This effect disappeared when the alga was grown in darkness. The same effect was not found in two other intertidal macroalgae Laminaria japonica and Palmaria palmata. Further tests showed that the settlement ability of bacteria in seawater was impaired significantly in the presence of this alga in comparison with three other algal species. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Interaction strengths and net effects in food web models

Understanding how dynamic ecological communities respond to anthropogenic drivers of change such as habitat loss and fragmentation, climate change and the introduction of alien species requires that there is a theoretical framework able to predict community dynamics. At present there is a lack of empirical data that can be used to inform and test predictive models, which means that much of our knowledge regarding the response of ecological communities to perturbations is obtained from theoretical analyses and simulations. This thesis is composed of two strands of research: an empirical experiment conducted to inform the scaling of intraspecific and interspecific interaction strengths in a three species food chain and a series of theoretical analyses on the changes to equilibrium biomass abundances following press perturbations. The empirical experiment is a consequence of the difficulties faced when parameterising the intraspecific interaction strengths in a Lotka-Volterra model. A modification of the dynamic index is used alongside the original dynamic index to estimate intraspecific interactions and interspecific interaction strengths in a three species food. The theoretical analyses focused on the effect of press perturbations to focal species on the equilibrium biomass densities of all species in the community; these perturbations allow for the quantification of a species total net effect. It was found that there is a strong and consistent positive relationship between a species body size and its total net effect for a set of 97 synthetic food webs and also for the Ythan Estuary and Tuesday Lake food webs (empirically described food webs). It is shown that ecological constraints (due to allometric scaling) on the magnitude of entries in the community matrix cause the patterns observed in the inverse community matrix and thus explain the relationship between a species body mass and its total net effect in a community.

Increasing prevalence of the marine cladoceran Penilia avirostris (Dana, 1852) in the North Sea

Rising sea surface temperatures in the North Sea have had consequential effects on not only indigenous plankton species, but also on the possibility of successful colonisation of the area by invasive plankton species. Previous studies have noted the introduction and integration into the plankton community of various phytoplankton species, but establishment of zooplankton organisms in the North Sea is less well-documented. Examining continuous plankton recorder (CPR) survey data and zooplankton results from the Helgoland Roads study, the autumn of 1999 witnessed the occurrence of the marine cladoceran Penilia avirostris in large numbers in the North Sea. The rapid appearance of the species corresponded with exceptionally warm sea surface temperatures (SSTs). Since 1999, the species has become a regular feature of the autumnal zooplankton community of the North Sea. In 2002 and 2003, the species occurred in greater abundance than recorded before. It is suggested that increased autumn SSTs have proved favourable to P. avirostris, with warmer conditions contributing to the success of the species’ resting eggs and aiding colonisation.

Contribution to the knowlegde of Galician xenoflora (NW Iberian Peninsula, Spain).

Information on 12 exotic plants of diverse interest for the Galician flora are presented. All of them were collected in Ribeira council (SW of the A Coruña province). The total includes 8 novelties at a regional level (Aeonium haworthii, Aloe mitriformis, Brugmansia × candida, Nephrolepis cordifolia, Osteospermum ecklonis, Pelargonium capitatum, Sedum mexicanum, Sparaxis tricolor), and 2 provincial novelties. In addition, information on two taxa hardly mentioned in the literature on Galician vascular flora is also included. All the cited specimens are deposited at the SANT Herbarium.