Scour and fill in cobble-bedded streams

Scour and deposition have been measured in two small cobble-bedded upland streams, for two years. Grids of scour chains were inserted in the bed and relocated after the passage of individual hydrographs. Scour, fill and the area of the bed affected by these processes were recorded. The relationship between mean scour or fill and maximum scour or fill is assessed. In addition, the relationship between the depth of scour and the sediment transport rate as bedload is discussed briefly.

Ecology and management of water plants in lowland streams

A review article which discusses the ecology and management of common water plants in lowland streams, with an introduction containing a review of previous studies on the subject. The article covers the significance of seasonal growth, the significance of stand structure (particularly in relation to hydraulic resistence), an assessment of current river management, improvements to plant management techniques (in relation to cutting), and alternatives to the traditional techniques of river plant management. There are a number of accompanying figures.

Biological surveillance of chalk-streams

An article reviewing the methods of biological surveillance of chalk-streams developed and commonly used at that time, with a focus on their application to the River Frome catchment in Dorset. In evaluating the surveillance methods, the author looks at sampling methods (including cores and kick-sampling), the level of identification of macroinvertebrates, and temporal and spatial variations. Responses of indices to organic pollution are also discussed. A number of accompanying figures are also included.

The changing chemical composition of chalk streams and rivers

The area studied was the River Frome system below Dorchester. The main river has its origins mainly in chalk springs, although some of its tributaries have surface run-off from farm lands and heath-lands. Thus the chemistry of the river is affected by changes in land practice and differences in the geology of the catchment area. Regular chemical analysis of chalk waters started at the River Laboratory in 1964, Regular weekly analyses have been carried out since 1965 at Bere Stream (a small chalk stream) and the River Frome (a large chalk stream); also single samples have been analysed to provide preliminary information. In 1970-71 an attempt was made to discover the contribution each main source made to the flow and chemical composition of the River Frome. Results of these investigations are presented in the paper.

The Chironomidae and their ecology in chalk streams

The taxonomy of the family Chironomidae is first discussed in this article, since there is considerable confusion over nomenclature. The author goes on to consider various aspects of the ecology of the family in chalk streams; preliminary studies on a reach of the Tadnoll Brook supplying most of the information.

Ranunculus calcareus and its role in lowland streams

Ranunculus calcareus , a species of water crowfoot which occurs in clear, nutrient-rich chalk streams, was studied. Seasonal changes in its biomass, its annual production and its fragmentation (leading to downstream movement of the plant) were investigated. From an understanding of the growth rate and requirements of plants such as these, an indirect method of management can be devised, which does not have the undesirable consequences of the direct methods (such as cutting).

Organic detritus and its role as a food source in chalk streams

This review deals with the variation in populations of invertebrates and the relationships between invertebrate production and detrital food material in chalk streams. The total quantity of detrital material processed by invertebrate consumers is many times greater than the production of these consumers. The amount of detritus ingested each year by chalk stream invertebrates may well be similar to the annual input of autochthonous primary production plus that from allochthonous tree cover.

Stress, shredders and streams: using gammarus energetics to assess water quality

This paper reviews the effectiveness of Gammarus scope for growth (SfG) as an indicator of water quality. In addition, the link between physiological changes and effects at higher levels of biological organisation is addressed. Exposure to a range of toxicants resulted in decreases in Gammarus SfG which were qualitatively and quantitatively correlated with subsequent reductions in growth and reproduction. Reductions in SfG were due principally to a decrease in energy intake (i.e. feeding rate) rather than an increase in energy expenditure. Gammarus pulex is an important shredder in many stream communities and stressed-induced reductions in its feeding activity were correlated with reductions in the processing of leaf litter by a semi-natural stream community. Hence, changes in the physiological energetics of Gammarus provide a general and sensitive indicator of stress which can be linked to effects at higher levels of biological organisation. Under long-term stress and hence prolonged reductions in SfG, animals may adapt by modifying their life-history strategies and producing fewer, larger offspring.

Ocorrência e distribuição espacial e temporal das larvas de anuros (Amphibia) em diferentes sistemas aquáticos da Ilha Grande (Rio de Janeiro)

Os girinos dos anuros podem ocorrer em inúmeros tipos de sistemas hídricos, desde ambientes relativamente simples e previsíveis, como na água acumulada em epífitas ou uma poça temporária, até hábitats aquáticos permanentes mais complexos, como os riachos. A interação entre os fatores ambientais bióticos e abióticos existentes nesses diferentes ambientes com os fatores históricos é essencial para explicar a estrutura das comunidades dessa fase de vida dos anuros. O entendimento sobre como estes fatores atuam e sua importância nos conduz a uma maior compreensão do que parece influenciar positivamente ou negativamente o estabelecimento dos girinos nos seus diferentes ambientes. Inicialmente, fornecemos uma discussão detalhada da importância desses fatores. Em seguida, avaliamos a estrutura da assembléia dos girinos e a sua estratégia de ocupação espacial e temporal em relação ao uso de diferentes sistemas aquáticos, temporários e permanentes (poças, terrenos alagados, riachos e ambientes artificiais) em uma área de Mata Atlântica na Ilha Grande (Rio de Janeiro). Posteriormente, propomos um experimento para avaliar como os girinos característicos de diferentes tipos de habitats hídricos respondem à condição adversa de ausência de água livre. Depois, é sugerida uma chave artificial de identificação para os girinos da Ilha Grande, com base nas espécies contempladas neste estudo. Por fim, apresentamos a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba, provendo algumas informações sobre sua distribuição temporal e uso de microhabitats. Registramos girinos de 12 espécies de anuros, o que correspondeu a 71% dos anfíbios da Ilha Grande com larvas exotróficas em ambientes aquáticos. O espectro de habitats hídricos utilizados variou consistentemente entre as espécies. Girinos de Aplastodiscus eugenioi e Scinax trapicheiroi foram aqueles que utilizaram a maior quantia de tipos de habitats, ambos com cinco registros. A maioria das espécies teve suas maiores abundâncias em um ou dois tipos de corpos dágua onde ocorreu, portanto poucas destas espécies demonstram ter sido generalistas no uso de tipos de habitats aquáticos. A maior riqueza de espécies ocorreu em poças temporárias, em riachos intermitentes e no ambiente antropizado da calha artificial. Quando consideramos em termos de habitats hídricos, a maior riqueza ocorreu nas poças temporárias, nos riachos intermitentes, nos riachos permanentes e na calha artificial. Em nem todos os meses um determinado tipo de recurso hídrico manteve a sua riqueza máxima de girinos. Observamos que um mesmo tipo de sistema hídrico pode comportar espécies típicas de ambientes lênticos e outras adaptadas a ambientes lóticos, dependendo da estrutura em que o corpo dágua apresenta naquele período, como os riachos intermitentes, por exemplo. Entre os fatores abióticos medidos, o PH, o oxigênio dissolvido, a correnteza, a largura e a profundidade dos corpos dágua explicaram de forma mais importante a ocorrência e abundância das diferentes espécies de girinos. Portanto, consideramos que fatores ecológicos desempenham um importante papel na determinação da distribuição de girinos dentro e entre habitats que estes organismos ocupam. O experimento proposto mostrou que os tempos de sobrevivência entre as onze espécies contempladas e também entre os indivíduos de diferentes tamanhos em uma mesma espécie variaram consideravelmente. Isto é sugestivo de que estas espécies apresentam diferentes estratégias para tolerar uma condição de independência de água livre. Os fatores que pareceram mais influenciar negativamente na sobrevivência dos girinos foram: hábito nectônico, pequeno tamanho dos indivíduos, ocupação de ambientes lênticos e temporários e modo reprodutivo não-especializado. Alternativamente, os girinos com melhor desempenho em uma condição de independência de água livre foram de espécies de tamanho comparativamente grande ou médio, ocuparam preferencialmente ambientes lóticos e permanentes, apresentaram modos reprodutivos especializados e os hábitos dos girinos foram principalmente bentônicos. Neste contexto, pode se conjecturar que os girinos das espécies que utilizam ambientes permanentes sejam mais resistentes à condição de independência de água livre do que aquelas de habitats efêmeros. Considerando especial atenção para a biodiversidade dos anfíbios, a Ilha Grande apresenta uma elevada concentração de espécies endêmicas. Esta respeitável diversidade de anfíbios para a área estudada está relacionada com a cobertura vegetal de Mata Atlântica e a grande quantidade de corpos dágua na Ilha, tanto temporários quanto permanentes. A influência destas condições favoráveis para os anfíbios na região está demonstrada também na diversidade de modos reprodutivos, onde 13 dos 39 modos reprodutivos já descritos foram notados para os anfíbios da Ilha Grande. Este conjunto de fatores reafirma esta como uma das mais importantes áreas para a conservação da biodiversidade de anfíbios para o estado do Rio de Janeiro. Comparando a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba com P. appendiculata, observamos algumas diferenças na proporção do corpo. Os girinos da espécie descrita foram mais abundantes durante a estação chuvosa (outubro-março), sendo esta distribuição positivamente relacionada com a precipitação média mensal. Os girinos são bentônicos e ocorrem mais frequentemente em porções de menor correnteza do riacho. Eles foram encontrados com maior freqüência expostos na areia, que também representou o microhabitat mais disponível entre aqueles no córrego estudado.

An evaluation of the survival of Atlantic salmon (Salmo salar L.)fry stocked in eight streams in the North West of England.

Eight streams from the North West of England were stocked with Atlantic salmon (Salmo salar L.) fed fry at densities ranging from 1 to 4/m2 over a period of up to three years to evaluate survival to the end of the first an d second growing periods and hence assess the value of stocking as a management practice. Survival to the end of the first growin g period (mean duration of 108 days) was found to vary between 7.8 and 41.3% with a mean of 22% and CV of 0.44. Survival from the end of the first growing period to the end of the second growing period (mean duration of 384 days) ranged from 19.9 to 34.1% with a mean of 26.3% and CV of 0.21. Survival was found to be positively related to 0+ trout density (P < 0.05) and negatively related to altitude (P < 0.05). A comparison of the raw survival data (non standardised with respect to duration of experiments) with that from other studies in relation to stocking densities revealed a negative relationship between fry survival and stocking density (P < 0.05). Densities in excess of 5/m2 tended to result in lower levels of survival. Post stocking fry dispersal patterns were examined for the 1991 data. On average 86.7% of the number of fry surviving remained within the stocked zone by the end of the first growing period. With the exception of one stream there was little in the way of dispersal beyond the stocked zone. The dispersal pattern approximated to the normal distribution (P < 0.05). It was estimated that stocking can result in a net gain of fish to a river system compared with natural productivity, however the numerical significance of this gain and its cost effectiveness need to be determined on a river specific basis.

Evidence of the selection of tidal streams by northern rock sole (Lepidopsetta polyxystra) for transport in the eastern Bering Sea

Depth data from archival tags on northern rock sole (Lepidopsetta polyxystra) were examined to assess whether fish used tidal currents to aid horizontal migration. Two northern rock sole, out of 115 released with archival tags in the eastern Bering Sea, were recovered 314 and 667 days after release. Both fish made periodic excursions away from the bottom during mostly night-time hours, but also during particular phases of the tide cycle. One fish that was captured and released in an area of rotary currents made vertical excursions that were correlated with tidal current direction. To test the hypothesis that the fish made vertical excursions to use tidal currents to aid migration, a hypothetical migratory path was calculated using a tide model to predict the current direction and speed during periods when the fish was off the bottom. This migration included limited movements from July through December, followed by a 200-km southern migration from January through February, then a return northward in March and April. The successful application of tidal current information to predict a horizontal migratory path not only provides evidence of selective tidal stream transport but indicates that vertical excursions were conducted primarily to assist horizontal migration.

Distribuição das assembleias de girinos associadas a riachos da Reserva Ecológica de Guapiaçu, Cachoeiras de Macacú, Rio de Janeiro, Brasil

Os girinos são organismos diversos e abundantes nos pequenos riachos de cabeceira de florestas tropicais e constituem importantes componentes da diversidade biológica, da trófica e funcional dos sistemas aquáticos. Diferentes características estruturais e limnológicas dos ambientes aquáticos influenciam a organização das assembleias de girinos. Embora o estágio larvar dos anuros seja o mais vulnerável de seu ciclo de vida, sujeito a elevadas taxas de mortalidade, as pesquisas sobre girinos na região neotropical ainda são pouco representativas diante da elevada diversidade de anfíbios desta região e ferramentas que permitam a sua identificação ainda são escassas. Nesta tese, dividida em três capítulos, apresento uma compilação das informações relacionadas aos principais fatores que afetam as assembleias de girinos na região tropical (Capítulo 1), a caracterização morfológica dos girinos encontrados nos riachos durante o estudo e uma proposta de chave dicotômica de identificação (Capítulo 2) e avalio a importância relativa da posição geográfica e da variação temporal de fatores ambientais locais sobre as assembleias de girinos, assim como a correlação entre as espécies de girinos e as variáveis ambientais de 10 riachos, ao longo de 15 meses, nas florestas da REGUA (Capítulo 3). Há pelo menos oito tendências relacionadas à distribuição das assembleias de girinos: (1) o tamanho dos riachos e a diversidade de microhabitats são importantes características abióticas influenciando a riqueza e a composição de espécies; (2) em poças, o gradiente de permanência (e.g., hidroperíodo) e a heterogeneidade do habitat são os principais fatores moldando as assembleias de girinos; (3) a composição de espécies parece ser um parâmetro das assembleias mais relevante do que a riqueza de espécies e deve ser primeiramente considerado durante o planejamento de ações conservacionistas de anuros associados a poças e riachos; (4) a predação parece ser a interação biótica mais importante na estruturação das assembleias de girinos, com predadores vertebrados (e.g. peixes) sendo mais vorazes em habitats permanentes e predadores invertebrados (e.g. larvas de odonata) sendo mais vorazes em ambientes temporários; (5) os girinos podem exercer um efeito regulatório, predando ovos e girinos recém eclodidos; (6) o uso do microhabitat varia em função da escolha do habitat reprodutivo pelos adultos, presença de predadores, filogenia, estágio de desenvolvimento e heterogeneidade do habitat; (7) os fatores históricos restringem os habitats reprodutivos que uma espécie utiliza, impondo restrições comportamentais e fisiológicas; (8) a variação temporal nos fatores bióticos (e.g., fatores de risco), abióticos (e.g., distribuição de chuvas), e no padrão de reprodução das espécies pode interferir na estrutura das assembleias de girinos tropicais. A variação temporal na heterogeneidade ambiental dos riachos da REGUA resultou na previsibilidade das assembleias locais de girinos, sendo que os parâmetros ambientais explicaram 23% da variação na sua composição. Os parâmetros espaciais explicaram uma porção menor da variação nas assembleias (16%), enquanto uma porção relativamente elevada da variação temporal da heterogeneidade ambiental foi espacialmente estruturada (18%). As variáveis abióticas que apresentaram as maiores correlação com a composição das assembleias de girinos foram a proporção de folhiço e de rochas no fundo do riacho, e secundariamente a profundidade, a condutividade e a temperatura. O gradiente gerado pela proporção de folhiço e de rochas representou a transição entre riachos permanentes e intermitentes. Este gradiente proporcionou o turnover de espécies, o qual também seguiu um gradiente de condutividade, temperatura, profundidade, e em menor extensão, de hidroperíodo e largura, que estiveram fortemente associado ao grau de permanência dos riachos. Estes resultados corroboram tanto a hipótese do controle ambiental, como do controle biótico de comunidades e indicam que a variação temporal da heterogeneidade ambiental e a variação na posição geográfica são importantes para a estruturação local de assembleias de girinos da REGUA. Os resultados também permitiram distinguir entre assembleias de girinos exclusivas de riachos permanentes, exclusivas de riachos intermitentes e aquelas registradas nos dois tipos de riachos. Os resultados deste capítulo são relevantes para compreender em que extensão os efeitos da variação temporal na heterogeneidade ambiental e de processos espaciais afetam localmente a estruturação de assembleias de girinos.

Cypermethrin use in forestry and its impact on Welsh streams: An evaluation of the impact of cypermethrin use in forestry on Welsh streams

This is the Evaluation of the impact of cypermethrin use in forestry on Welsh streams from the University of Plymouth, published on September 2010 by the Environment Agency South West. The report focuses attention on Cypermethrin, a highly active synthetic pyrethroid insecticide effective against a wide range of pests in agriculture, public health, and animal husbandry. It is also used in forestry to control the pine weevil, Hylobius abietis. Cypermethrin is very toxic to aquatic invertebrates and fish at nanogram per litre concentrations. This project checks the effectiveness of current best practice measures in minimising the risk of pollution associated with the use of cypermethrin in forestry in Wales. Chemical results from the intensive studies show that cypermethrin entered minor watercourses draining treated areas at two of the eight sites. In one of these cases the level was well in excess of the short-term Predicted No Effect Concentration. The absence of a buffer area at the other site resulted in the cypermethrin reaching a main drain. However dilution appeared to be sufficient to prevent any impact on water quality or on the invertebrate community in the main stream. Invertebrate and chemical data from the extensive survey showed little evidence of pollution due to wider use of cypermethrin in Welsh forestry. Finally, a number of recommendations are made for further tightening controls on forestry practice to minimise the risk of cypermethrin entering the aquatic environment.