Functional responses of fisheries to hydropower dams in the Amazonian Floodplain of the Madeira River. Issue 3 (26th November 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Arantes, Caroline C.; Laufer, Juliana; Pinto, Mac David da Silva; Moran, Emilio F.; Lopez, Maria Claudia; Dutka‐Gianelli, Jynessa; Pinto, Danielle Mendonça; Chaudhari, Suyog; Pokhrel, Yadu; Doria, Carolina R. C.
• Is Part Of: Journal of applied ecology. Volume 59:Issue 3(2022)
• Page Start: 680
• Page End: 692
• Publication Date: 2021-11-26
• Subjects: Amazon -- dams -- ecological impacts -- fish production -- functional diversity -- river impoundment -- small‐scale fisheries -- socio‐economic impacts; Agriculture -- Periodicals; Biology, Economic -- Periodicals; Agricultural ecology -- Periodicals; Applied ecology -- Periodicals; 577
• DOI: 10.1111/1365-2664.14082
• Languages: English
• ISSNs: 0021-8901

Abstract

Abstract: Tropical river fisheries support food security for millions of people but are increasingly threatened by hydropower development. How dams affect these fisheries remains poorly known in most regions. Here, we used a functional traits approach to evaluate the extent to which compositions of fishery yields in the Madeira River Basin, the largest sub‐basin in the Amazon, respond to dam construction. We also explored how dams affected the monetary value of yields and fishing‐based income of the communities. We collected fishing data in 17 locations distributed over 300 km across upstream, reservoir and downstream zones during pre‐and post‐dam construction periods. We interviewed 711 fishers from 13 communities to assess fishing income during pre‐ and post‐dam periods. Catch‐per‐unit effort (CPUE) declined significantly, that is, by 37%, after dam construction. Multivariate analysis yielded six species clusters according to trait syndromes related to life history, migration, swimming performance/habitat‐use and economic value that were associated with the environmental data characteristic of pre‐ and post‐dam periods. Comparison of CPUE of each cluster indicated that large species with periodic life‐history strategy and regional or long‐distance migratory behaviour were most affected by dam construction, with CPUE declining by, on average, 31%. Declines in yields and shifts in functional composition of the fishery yields resulted in average decline of 21% in the monetary value of functional clusters and 30% in fishing income. Synthesis and applications . Our study indicates that the implementation of the dams affected the functional composition of yields and reduced catches, negatively affecting the fishing‐based income of communities in the Madeira River. These results imply that hydropower expansion will cause detrimental effects for fisheries and the livelihoods they sustain. Our results underscore the urgent need for considering alternative sources of renewable energy (e.g. solar power and in‐stream turbines) to avoid irreversible socio‐environmental damages of large dam projects. In river reaches where dams are already in operation or under construction, minimizing impacts will require improving operational protocols to reduce hydrological alterations and developing research and technology to improve the functionality of fish passages. In these locations, addressing losses in fishery value and fishing‐based income will also require the implementation of fair compensation measures. Maintaining fish production requires conserving flow pulses and free‐flowing rivers and tributaries critical for completing life cycles of fish species with vulnerable traits. Abstract : Our study indicates that the implementation of the dams affected the functional composition of yields and reduced catches, negatively affecting the fishing‐based income of communities in the Madeira River. These results imply that hydropower expansion will cause detrimental effects for fisheries and the livelihoods they sustain. Our results underscore the urgent need for considering alternative sources of renewable energy (e.g. solar power and in‐stream turbines) to avoid irreversible socio‐environmental damages of large dam projects. In river reaches where dams are already in operation or under construction, minimizing impacts will require improving operational protocols to reduce hydrological alterations and developing research and technology to improve the functionality of fish passages. In these locations, addressing losses in fishery value and fishing‐based income will also require the implementation of fair compensation measures. Maintaining fish production requires conserving flow pulses and free‐flowing rivers and tributaries critical for completing life cycles of fish species with vulnerable traits. Resumo: A pesca em rios tropicais sustenta a segurança alimentar de milhões de pessoas, mas está cada vez mais ameaçada pela expansão hidrelétrica. Entretanto, em diversas regiões, os efeitos das construções das barragens na pesca ainda são pouco conhecidos. Neste estudo, utilizamos uma abordagem de análise com base em traços funcionais para identificar possíveis alterações na composição de espécies de peixes e nas capturas pesqueiras na Bacia do Rio Madeira, a maior sub‐bacia da Amazônia, em resposta à construção de barragens. Além disso, exploramos como as barragens impactaram o valor monetário da pesca e a renda dos pescadores. Coletamos dados de pesca em 17 localidades distribuídos em mais de 300 km nas zonas montante, reservatório, e jusante das hidrelétricas, durante os períodos pré e pós‐construção das barragens. Também entrevistamos 711 pescadores de 13 comunidades para avaliar a renda pesqueira durante os períodos pré e pós‐barragem. A captura por unidade de esforço (CPUE) diminuiu significativamente, em 37%, após a construção das hidrelétricas. Análises multivariadas apontaram seis agrupamentos (grupos) de espécies de acordo com síndromes de traços funcionais relacionados à história de vida, migração, desempenho de natação/uso de microhabitat e valor econômico. Esses grupos de espécies foram especificamente associados aos dados ambientais característicos dos períodos pré ou pós‐barramento de acordo com seus traços funcionais. Espécies que atingem maiores comprimentos, e que possuem estratégia de história de vida periódica, além de comportamento migratório (regional ou de longa distância), foram mais fortemente afetadas pela construção de barragens, mostrando declínio médio na CPUE de 31%. Declínios nas capturas pesqueiras e alterações na composição funcional da pesca resultaram em um declínio médio de 30% na renda gerada pela pesca nas comunidades estudadas. Síntese e aplicações . Nosso estudo indica que a implantação das hidrelétricas e as consequentes mudanças nas condições ambientais reduziram as capturas e alteraram a composição funcional da pesca, afetando negativamente a renda das comunidades estudadas no Rio Madeira. Esses resultados indicam que a expansão da construção de hidrelétricas prejudica a pesca e os meios de subsistência das populações locais. Nossos resultados demonstram a necessidade urgente de considerar o uso de fontes alternativas de energia renovável (por exemplo, energia solar e turbinas posicionadas no rio ('in‐stream')) para evitar os danos socioambientais irreversíveis causados por grandes projetos hidrelétricos. Em trechos de rios onde as hidrelétricas já estão em funcionamento ou em construção, minimizar os impactos exigirá melhorias dos protocolos de operação para reduzir as alterações hidrológicas e o desenvolvimento de pesquisa e tecnologia para aperfeiçoar a funcionalidade das passagens para peixes. Nesses locais, medidas de compensação justas devem ser implementadas para reaver perdas no valor da pesca e na renda pesqueira das comunidades. Manter a produção pesqueira requer conservar os pulsos de inundação e conectividade dos rios e tributário os quais são essenciais para o desenvolvimento dos ciclos de vida das espécies de peixes com características vulneráveis.