A working guide to the assessment, implementation and post project monitoring of fisheries habitat improvement schemes in South Cumbria

Due to changes in land use over the last century, the physical nature of many streams and rivers in the British Isles has probably changed. In some cases this change may be large for example as a result of flood defence schemes and is easily observed, whilst in other cases altered land use, farming, forestry or urbanization may have resulted in more subtle changes to river features. This working guide draws together a way of assessing habitat in any stream or river and determine sites or reaches on the assessed watercourse that may benefit from habitat improvement schemes. It will determine a method of measuring existing habitat in a broad sense, whilst referring to R and D studies currently being undertaken in this area. A method of prioritising any proposed habitat restoration work will be suggested. The limitations of fisheries improvement schemes in terms of cross functional acceptance (flood defence and conservation) will be examined along with suggested proposals for some example watercourses. The need for pre and post enhancement monitoring will be discussed as will the requirement for maintenance programs on schemes. Finally methods for determining the cost benefits of small schemes will be examined, compared to other currently used enhancement strategies. This will allow small scale revenue schemes to be used to back up pre project cost benefit analysis as required in future capital submissions.

Relação entre pluviosidade efetiva e estoque de matéria orgânica de superfície na ciclagem de nutrientes em floresta ombrófila urbana: Parque Nacional da Tijuca - RJ

O estoque de matéria orgânica de superfície refere-se a todo material orgânico decomposto ou em decomposição sobreposto ao solo mineral, bem como ao material orgânico misturado às partículas minerais do horizonte A. Este serve como indicador da funcionalidade e integridade de ecossistemas florestais quando o analisamos sob a perspectiva das "Formas de Húmus". Nesta perspectiva o material orgânico se presenta como disposto em camadas internas que variam no peso e espessura de acordo com a atuação dos agentes decompositores locais, e expressa a ciclagem de nutrientes que se dá a partir dos dois principais processos que sintetizam e/ou modulam o funcionamento dos ecossistemas, a produção e a decomposição da matéria orgânica. O modelo de formas de húmus segue uma classificação desenvolvida na Europa que não se aplica perfeitamente às áreas tropicais pela alta variabilidade de ambientes. Estima-se que fatores locais e particulares como características edáficas, estrutura e composição da vegetação, relevo e o microclima podem distorcer esta classificação e diferir significativamente do modelo global. Esta pesquisa buscou o refinamento deste modelo, buscando entender de que modo a pluviosidade efetiva (chuva que atravessa a copa das árvores e chega ao solo), como fenômeno de natureza microclimática, se relaciona com o estoque de matéria orgânica de superfície (sob a perspectiva das formas de húmus) em ambiente de floresta ombrófila montanhosa urbana.Para tal foram executadas análises físicas sobre o estoque de matéria orgânica de superfície, monitoramento da pluviosidade efetiva com pluviômetro experimentais adaptados para esta demanda e análises químicas sobre a água da chuva após lixiviação da matéria orgânica. Foi montada uma estrutura composta de quinze pluviômetros experimentais em uma encosta florestada no Parque Nacional da Tijuca (Rio de Janeiro - RJ) e instalação de pluviômetros eletrônicos em ambientes de céu aberto em áreas adjacentes a esta encosta pertencentes à área do parque. Os resultados indicam que da chuva que cai na floresta, cerca de 15% é interceptada pelas copas e o restante, parte é interceptada pela matéria orgânica do solo. A camada MFB (ou H) é a que retém mais água, indicando que, florestas que a decomposição é rápida no processo de fragmentação e lenta na mineralização, terão mais água retida no estoque de matéria orgânica. As diferentes camadas vão nutrir o solo de maneira diferenciada quando este processo deriva da lixiviação, como o cálcio que é liberado em a maior quantidade pelas camadas mais fragmentadas como a F e a MFB, o potássio e magnésio têm maior disponibilização quando deriva da camada L, indicando que durante este processo estes nutrientes são mais consumidos do que liberados. Foi perceptível que o sódio é bastante abundante na chuva antes mesmo de atingir a matéria orgânica, confirmando estudos anteriores. A utilização deste sistema proposto de pluviômetros experimentais possibilitou entender como esta estratificação interna do estoque de matéria orgânica de superfície acumula água, pois os métodos tradicionais não se baseiam no modelo de formas de húmus, e possibilitou ainda, o a análise do processo de lixiviação e liberação de nutrientes para o solo.

Age validation of great hammerhead shark (Sphyrna mokarran), determined by bomb radiocarbon analysis

Preliminary validation of annual growth band deposition in vertebrae of great hammerhead shark (Sphyrna mokarran) was conducted by using bomb radiocarbon analysis. Adult specimens (n=2) were collected and thin sections of vertebral centra were removed for visual aging and use in radiocarbon assays. Vertebral band counts were used to estimate age, and year of formation was assigned to each growth band by subtracting estimated age from the year of capture. A total of 10 samples were extracted from growth bands and analyzed for Δ14C. Calculated Δ14C values from dated bands were compared to known-age reference chronologies, and the resulting patterns indicated annual periodicity of growth bands up to a minimum age of 42 years. Trends in Δ14C across time in individual specimens indicated that vertebral radiocarbon is conserved through time but that habitat and diet may inf luence Δ14C levels in elasmobranchs. Although the age validation reported here must be considered preliminary because of the small sample size and narrow age range of individuals sampled, it represents the first confirmation of age in S. mokarran, further illustrating the usefulness of bomb radiocarbon analysis as a tool for life history studies in elasmobranchs.

Análise espaço-temporal do uso do habitat pelo boto-cinza (Sotalia Guianensis) na Baía de Guanabara, Rio de Janeiro

Determinar áreas de vida tem sido um tema amplamente discutido em trabalhos que procuram entender a relação da espécie estudada com as características de seu habitat. A Baía de Guanabara abriga uma população residente de botos-cinza (Sotalia guianensis) e o objetivo do presente estudo foi analisar o uso espacial de Sotalia guianensis, na Baía de Guanabara (RJ), entre 2002 e 2012. Um total de 204 dias de coleta foi analisado e 902 pontos selecionados para serem gerados os mapas de distribuição. A baía foi dividida em quatro subáreas e a diferença no esforço entre cada uma não ultrapassou 16%. O método Kernel Density foi utilizado nas análises para estimativa e interpretação do uso do habitat pelos grupos de botos-cinza. A interpretação das áreas de concentração da população também foi feita a partir de células (grids) de 1,5km x 1,5km com posterior aplicação do índice de sobreposição de nicho de Pianka. As profundidades utilizadas por S. guianensis não apresentaram variações significativas ao longo do período de estudo (p = 0,531). As áreas utilizadas durante o período de 2002/2004 foram estimadas em 79,4 km com áreas de concentração de 19,4 km. Os períodos de 2008/2010 e 2010/2012 apresentaram áreas de uso estimadas em um total de 51,4 e 58,9 km, respectivamente e áreas de concentração com 10,8 e 10,4 km, respectivamente. As áreas utilizadas envolveram regiões que se estendem por todo o canal central e região nordeste da Baía de Guanabara, onde também está localizada a Área de Proteção Ambiental de Guapimirim. Apesar disso, a área de vida da população, assim como suas áreas de concentração, diminuiu gradativamente ao longo dos anos, especialmente no entorno da Ilha de Paquetá e centro-sul do canal central. Grupos com mais de 10 indivíduos e grupos na classe ≥ 25% de filhotes em sua composição, evidenciaram reduções de mais de 60% no tamanho das áreas utilizadas. A população de botos-cinza vem decrescendo rapidamente nos últimos anos, além de interagir diariamente com fontes perturbadoras, sendo estas possíveis causas da redução do uso do habitat da Baía de Guanabara. Por esse motivo, os resultados apresentados são de fundamental importância para a conservação desta população já que representam consequências da interação em longo prazo com um ambiente costeiro altamente impactado pela ação antrópica.

A modeling approach to identify optimal habitat and suitable fishing grounds for neon flying squid (Ommastrephes bartramii) in the Northwest Pacific Ocean

We developed a habitat suitability index (HSI) model to understand and identify the optimal habitat and potential fishing grounds for neon f lying squid (Ommastrephes bartramii) in the Northwest Pacific Ocean. Remote sensing data, including sea surface temperature, sea surface salinity, sea surface height, and chlorophyll-a concentrations, as well as fishery data from Chinese mainland squid f leets in the main fishing ground (150–165°E longitude) from August to October, from 1999 to 2004, were used. The HSI model was validated by using fishery data from 2005. The arithmetic mean modeling with three of the environmental variables—sea surface temperature, sea surface height anomaly, and chlorophyll- a concentrations—was defined as the most parsimonious HSI model. In 2005, monthly HSI values >0.6 coincided with productive fishing grounds and high fishing effort from August to October. This result implies that the model can reliably predict potential f ishing grounds for O. bartramii. Because spatially explicit fisheries and environmental data are becoming readily available, it is feasible to develop a dynamic, near real-time habitat model for improving the process of identifying potential fishing areas for and optimal habitats of neon flying squid.

Environmental characterization of seasonal trends and foraging habitat of bottlenose dolphins (Tursiops truncatus) in northern Gulf of Mexico bays

A description of the foraging habitat of a cetacean species is critical for conservation and effective management. We used a fine-scale microhabitat approach to examine patterns in bottlenose dolphin (Tursiops truncatus) foraging distribution in relation to dissolved oxygen, turbidity, salinity, water depth, water temperature, and distance from shore measurements in a highly turbid estuary on the northern Gulf of Mexico. In general, environmental variation in the Barataria Basin marine environment comprises three primary axes of variability (i.e., factors: temperature and dissolved oxygen, salinity and turbidity, and distance and depth) that represent seasonal, spatial-seasonal, and spatial scales, respectively. Foraging sites were differentiated from nonforaging sites by significant differences among group size, temperature, turbidity, and season. Habitat selection analysis on individual variables indicated that foraging was more frequently observed in waters 4–6 m deep, 200–500 m from shore, and at salinity values of around 20 psu. This fine-scale and multivariate approach represents a useful method of exploring the complexity, gradation, and detail of the relationships between environmental variables and the foraging distribution patterns of bottlenose dolphin.

Population structure of chum salmon (Oncorhynchus keta) across the Pacific Rim, determined from microsatellite analysis

The Pacific Rim population structure of chum salmon (Oncorhynchus keta) was examined with a survey of microsatellite variation to describe the distribution of genetic variation and to evaluate whether chum salmon may have originated from two or more glacial refuges following dispersal to newly available habitat after glacial retreat. Variation at 14 microsatellite loci was surveyed for over 53,000 chum salmon sampled from over 380 localities ranging from Korea through Washington State. An index of genetic differentiation, FST, over all populations and loci was 0.033, with individual locus values ranging from 0.009 to 0.104. The most genetically diverse chum salmon were observed from Asia, particularly Japan, whereas chum salmon from the Skeena River and Queen Charlotte Islands in northern British Columbia and those from Washington State displayed the fewest number of alleles compared with chum salmon in other regions. Differentiation in chum salmon allele frequencies among regions and populations within regions was approximately 18 times greater than that of annual variation within populations. A regional structuring of populations was the general pattern observed, with chum salmon spawning in different tributaries within a major river drainage or spawning in smaller rivers in a geographic area generally more similar to each other than to populations in different major river drainages or geographic areas. Population structure of chum salmon on a Pacific Rim basis supports the concept of a minimum of two refuges, northern and southern, during the last glaciation, but four possible refuges fit better the observed distribution of genetic variation. The distribution of microsatellite variation of chum salmon on a Pacific Rim basis likely reflects the origins of salmon radiating from refuges after the last glaciation period.

Habitat and bycatch effects on population parameters of inshore lizardfish (Synodus foetens) in the north central Gulf of Mexico

We examined the effect of habitat and shrimp trawl bycatch on the density, size, growth, and mortality of inshore lizardfish (Synodus foetens), a nonexploited species that is among the most widespread and abundant benthic fishes in the north central Gulf of Mexico. Results of quarterly trawl sampling conducted from spring 2004 through spring 2005 revealed that inshore lizardfish are most abundant on sand habitat, but larger fish are more common on shell rubble habitat. There was no significant difference in fish density between habitats exposed to shrimp trawling on the open shelf versus those habitats within a permitted artificial reef zone that served as a de facto no-trawl area; this finding indicates that either inshore lizardfish experienced minimal effects from trawling or, more likely, that fish moved between trawled and nontrawled habitats. Exploitation ratio (bycatch mortality/total morality) estimates derived from catch curve analysis ranged from 0.43 inside the artificial reef zone to 0.55 outside the reef zone, thus indicating that inshore lizardfish are subject to significant fishing mortality in the north central Gulf of Mexico despite the lack of a directed fishery for the species. We infer from this result that effects of shrimp trawl bycatch may be significant at the population level for nonexploited species and that a broader ecosystem-scale examination of bycatch effects is warranted.

Importance of shoreface sand ridges as habitat for fishes off the northeast coast of the United States

To determine if shoreface sand ridges provide unique habitats for fish on the inner continental shelf, two cross-shelf trawl surveys (23 km in length) were conducted in southern New Jersey (July and September 1991−95 with a beam trawl and July and September 1997−06 with an otter trawl) to assess whether species abundance, richness, and assemblages differed on and away from the ridge. The dominant species collected with both gears were from the families Paralichthyidae, Triglidae, Gobiidae, Serranidae, Engraulidae, Stromateidae, and Sciaenidae. Overall abundance (n=41,451 individuals) and species richness (n=61 species) were distributed bimodally across the nearshore to offshore transect, and the highest values were found on either side of the sand ridge regardless of gear type. Canonical correspondence analysis revealed three species assemblages: inshore (<5 meters depth), near-ridge (9−14 meters depth), and offshore (>14 meters depth), and variation in species composition between gear types. Environmental factors that corresponded with the assemblage changes included depth, temperature, distance from the top of the ridge, and habitat complexity. The most abundant near-ridge assemblages were distinct and included economically important species. Sand ridges of the inner continental shelf appear to be important habitat for a number of fish species and therefore may not be a suitable area for sand and gravel mining.

Oceanic migration rates of Upper Chesapeake Bay striped bass (Morone saxatilis), determined by otolith microchemical analysis*

Oceanic incidence and spawning frequency of Chesapeake Bay striped bass (Morone saxatilis) were estimated by using microchemical analysis of strontium in otoliths. Otoliths from 40 males and 82 females sampled from Maryland’s portion of the Chesapeake Bay were analyzed for seasonal and age-specific patterns in strontium and calcium levels. The proportion of oceanic females increased from 50% to 75% between ages seven to 13; the proportion of oceanic males increased from 20% to ~50% between ages four to 13. Contrary to an earliermodel of Chesapeake Bay striped bass migration, results indicated that a substantial number of males undertook oceanic migrations. Further, we observed no mass emigration of females from three to four years of age from the Chesapeake Bay. Seasonal patterns of estuarine habitat use were consistent with annual spawning runs by striped bass of mature age classes, but with noteworthy exceptions for newly mature females. Evidence of an early oceanic presence indicated that Chesapeake Bay yearlings move into coastal regions—a pattern observed also for Hudson River striped bass. Otolith microchemical analyses revealed two types of behaviors (estuarine and oceanic) that confirm migratory behaviors recently determined for other populations of striped bass and diadromous species (e.g., American eels [Anguilla rostrata] American shad [Alosa sapidissima] and white perch [Morone Americana]).

Benthic invertebrates that form habitat on deep banks off southern California, with special reference to deep sea coral

There is increasing interest in the potential impacts that fishing activities have on megafaunal benthic invertebrates occurring in continental shelf and slope ecosystems. We examined how the structure, size, and high-density aggregations of invertebrates provided structural relief for fishes in continental shelf and slope ecosystems off southern California. We made 112 dives in a submersible at 32−320 m water depth, surveying a variety of habitats from high-relief rock to flat sand and mud. Using quantitative video transect methods, we made 12,360 observations of 15 structure-form-ing invertebrate taxa and 521,898 individuals. We estimated size and incidence of epizoic animals on 9105 sponges, black corals, and gorgonians. Size variation among structure-form-ing invertebrates was significant and 90% of the individuals were <0.5 m high. Less than 1% of the observations of organisms actually sheltering in or located on invertebrates involved fishes. From the analysis of spatial associations between fishes and large invertebrates, six of 108 fish species were found more often adjacent to invertebrate colonies than the number of fish predicted by the fish-density data from transects. This finding indicates that there may be spatial associations that do not necessarily include physical contact with the sponges and corals. However, the median distances between these six fish species and the invertebrates were not particularly small (1.0−5.5 m). Thus, it is likely that these fishes and invertebrates are present together in the same habitats but that there is not necessarily a functional relationship between these groups of organisms. Regardless of their associations with fishes, these invertebrates provide structure and diversity for continental shelf ecosystems off southern California and certainly deserve the attention of scientists undertaking future conservation efforts.

Análise de marcadores moleculares do DNA mitocondrial em anuros da Mata Atlântica

A Mata Atlântica brasileira concentra uma das maiores diversidades biológicas da Terra com cerca de 7% das espécies animais e vegetais do planeta. Esse bioma abriga atualmente mais de 50% das espécies de anuros do Brasil (c.a. 500 espécies), mas sofre intensa perda e fragmentação de habitat. Um dos principais fragmentos da Mata Atlântica, a Reserva Ecológica de Guapiaçu (REGUA) abriga vasta anurofauna, com cerca de 71 espécies já descritas. Acredita-se, porém, que muitas ainda precisam ser identificadas e estudadas. A identificação de espécies baseada em caracteres moleculares vem se mostrando uma alternativa para dar suporte à identificação morfológica, e dentro deste contexto os genes de DNA mitocondrial, como o 16S, são utilizados para a realização de barcode. O objetivo deste estudo foi testar a metodologia de identificação molecular de espécies (DNA barcode) na comunidade de anfíbios anuros da REGUA utilizando o gene mitocondrial 16S. Para isso, foram coletados tecidos de 99 indivíduos, entre adultos e girinos de 23 espécies, agrupados em seis famílias distintas. Desses 99 indivíduos, 88 foram amplificados corretamente para o gene em referência e foram realizadas, com sucesso, a determinação de espécies de 84 anuros (95,45%) da REGUA. As espécies de Scinax albicans, Scinax flavoguttatus e Hylodes charadranaetes, cujas identificações haviam sido determinadas com base em critérios morfológicos, agruparam em clados de mesmo gênero, porém de espécies diferentes quando analisadas pelas metodologias neighbor-joining e maximum-likelihood. Além de altos valores de distância intraespecífica (2,18%, 3,49% e 3,77%, respectivamente) e distâncias interespecíficas nulas (0%) temos a indicação de possíveis equívocos em determinações de espécies feitas exclusivamente por critérios morfológicos. Nesse caso, as discordâncias morfológica e molecular são exclusivamente de girinos, demonstrando a dificuldade na identificação morfológica e a escassez de chaves de identificação dessas espécies em estágio larval. Os resultados mostram que o gene mitocondrial 16S teve seu uso na identificação de anuros da REGUA confirmada e apontam que, em casos de estudos com indivíduos em estágios larvais, como em girinos, a metodologia de barcode, quando complementada a identificação morfológica, suporta a correta identificação das espécies de anfíbios anuros.

Estradas e conectividade na Mata Atlântica: identificando áreas prioritárias para aplicação de medidas de mitigação

As rodovias podem representar um importante fator na fragmentação de habitat para espécies silvestres adaptadas a habitats de alta complexidade estrutural, como as florestas tropicais. As estradas reduzem a conectividade da paisagem e a capacidade da população regional em habitar todas as áreas adequadas e estes efeitos são mais significativos nas espécies que evitam a estrada, que são, muitas vezes, espécies de interior de florestas. A magnitude dos efeitos de barreira dependerá do comportamento e mobilidade destas espécies. Quando as estradas representam ralos (sink) ou barreiras para as populações, devido, respectivamente, aos atropelamentos ou à repulsa, medidas mitigadoras são indicadas para aumentar a conectividade entre as manchas de habitat separadas por essas estradas. A qualidade do habitat é um fator que deve ser considerado, mesmo com baixas frequências de atropelamentos nesses locais. O objetivo desse estudo foi propor dois métodos de seleção de áreas prioritárias para implantação de medidas mitigadoras dos efeitos das estradas sobre espécies de vertebrados florestais: Seleção Hierárquica Multivariada e Seleção Bivariada. A área de estudo foi o bioma Mata Atlântica, sendo recortado em paisagens hexagonais em três escalas diferentes (10.000, 1.000 e 100 km), usando a extensão Repeating Shapes no programa ArcGIS 9.3. Em cada hexágono foram calculados: área de floresta e de Unidade de Conservação, densidade de estradas e de hidrografia. Apenas os hexágonos cobertos por no mínimo 45% pela Mata Atlântica, com mais de 50% de cobertura florestal e mais de 1% de Unidades de Conservação foram incluídos nas análises. Após esta seleção, no método Seleção Hierárquica Multivariada, foi feita uma análise de componentes principais (PCA) com as quatro variáveis medidas, para cada escala separadamente. Os hexágonos foram então ordenados segundo o posicionamento deles no 1 Eixo da PCA de forma hierárquica e da maior para menor escala de hexágonos. Para área de estudo o método de Seleção Bivariada foi construído um gráfico de pontos, para cada escala de hexágono, com as variáveis cobertura florestal e rios. Foram selecionados os hexágonos que estavam localizados no quadrante do gráfico que representasse maior densidade de rios e maior porcentagem de cobertura florestal. Posteriormente foi feita uma simulação para avaliar se os métodos eram capazes de recuperar escores tão alto quanto a ordenação seguindo apenas o posicionamento dos hexágonos no Eixo 1 da PCA, sem uma análise hierárquica. O método de Seleção Hierárquica Multivariada foi mais eficiente para escolha de áreas prioritárias do que a Seleção Bivariada tanto para a escala intermediária (1.000 km) quanto para a menor escala (100 km). Os cinco hexágonos de 100 km mais prioritários estão localizados em São Paulo e Paraná, abrangendo quatro UCs (PARES de Jacupiranga, APA de Guaraqueçaba, APA Cananéia- Jacuípe e PARES da Ilha do Cardoso). Devido à simplicidade e fácil aplicabilidade do método, acredita-se que este pode ser uma opção interessante para escolha de áreas prioritárias para implantação de medidas mitigadoras dos efeitos de estradas

The Feasibility of Enhancing Red Sea Urchin, Strongylocentrotus iranciscanus, Stocks in California: An Analysis of the Options

The California fishery for red sea urchins, Strongylocentrotus franciscanus, has undergone explosive growth in recent years and is approaching full exploitation. Thus, there is considerable interest in enhancing stocks to maintain a high rate of landings. Fishable stocks of red sea urchins in different areas appear to be limited at three stages in their life history: By the availability of larvae, by the survival of newly settled to mid-sized animals, and by the food available to support growth and reproduction of larger animals. Here I review other efforts, notably the extensive Japanese work, to enhance fishable stocks of benthic marine invertebrates, and consider the potential options for red sea urchins at different points of limitation. These include collecting or culturing seed for outplanting, physical habitat improvement measures, improving the food supply, and conservation measures to protect existing stocks until alternate methods are proven and in place. The options are compared in terms of biological feasibility, capital and labor requirements, and potential implications for change in the structure of the fishing industry.